申耀的科技观察 · 2022年12月31日 · 山东

美达电器:以数字化重塑质量管理体系,构筑车企新“护城河”

在汽车行业,越来越多的企业走上数字化转型道路,运用数字化手段,从产品研发、生产制造、供应链管理等方面优化内部协同,从而降低管理成本,提升市场竞争力。

美达电器(重庆)有限公司(以下简称美达电器)就是其中的“佼佼者”。作为一家专业从事汽车电子、新能源技术以及车联网及舒适系统的产品研发及制造企业,美达电器凭借行业领先的产品技术、优秀稳健的质量表现以及专业完善的服务能力,在2022年连续获评保时捷A级供应商、成为国内某新能源车企“电力分配单元”(OBC)产品的开发及量产供应商、在戴姆勒审核中获得95分的高分。

这些成绩的取得,离不开美达电器对产品质量管理体系的高度重视,特别是美达电器和浪潮云洲深入合作,探索工业互联网赋能新模式,开展安全测试系统(FMEDA)和汽车电子行业工业视觉的建设工作,不仅进一步提高了产品的稳定性及安全性,同时也大大提升了美达电器在汽车产业链中的地位。而双方的强强联手、合作创新背后,相信也将会帮助更多的汽车电子企业在“新四化”时代寻找到更多的新模式、新业态和新未来,其价值无疑重要而深远。

以数字化重塑质量管理体系

劳伦斯·彼得(Laurence J.Peter)认为,一只木桶想盛满水,必须每块木板都一样平齐且无破损,木桶盛水的多少,起决定性作用的不是那块最长的木板,而是那块最短的木板,这就是著名的“短板效应”。

尤其是“软件定义汽车”持续改变汽车电子产业的产品设计、研发与生产模式。以汽车零部件质量为例,过去由于手工记录和手工统计分析带来的质量数据管理的效率、准确率、可复用性等问题,以及过去单纯的硬件质量问题上升为软硬件一体化的质量问题等等,这些变化都大大增加了汽车电子企业的质量管理体系的管理维度和体系之间的协同难度,显著提高了汽车电子企业质量管控体系的建设门槛。

基于此,美达电器联手浪潮云洲建设安全测试系统(FMEDA),一方面增强汽车电子产品的生产、研发安全测试及部分性能检测,提高产品稳定性及安全性;另一方面,则是希望进一步提升汽车电子系统的可靠性,增加运行的稳定性。

具体来看,借助浪潮云洲面向汽车电子行业的机理模型,美达电器的安全测试系统(FMEDA)实现了对产品可能造成的各种硬件、软件、环境、人为因素等故障原因的数据分析,从而确定系统故障根本原因及其发生概率,通过计算系统故障概率,找出薄弱环节,采取相应的纠正措施,持续改进元器件运行性能和可维修性,提高元器件组件系统可靠性、维修性、安全性。

其中,在元器件失效分析方面,主要是基于元器件运行参数,原理图和BOM清单等数据,通过模型分析,计算元器件失效率及可靠性;在风险、故障分析方面,进行定性硬件安全分析,如风险分析或故障分析,最终明确每个放电管的工作参数范围值;在相互影响分析方面,根据相关标准确定元器件的失效模式,进行定量的安全分析,明确元器件失效后对放电管的影响等;最后是计算工具优化方面,主要是利用相关工具进行SPFM LFM PMHF分析计算,计算出硬件架构的各项衡量指标,以评估和计算分析结果是否符合相应安全等级的衡量指标。同时,针对薄弱环节进行设计优化,重新迭代分析,直到计算结果满足安全等级的要求为止。

对此,浪潮工业互联网电子信息事业部相关负责人表示,双方的合作,核心就是借助浪潮云洲在汽车电子行业打造的动态机理模型,实现美达电器的质量设施工具化。这套机理模型能够把产品全部连接起来,同时还能够实现数据集成,最终让安全测试系统在客户的生产和研发过程中发挥更加重要的作用。

确实如此,汽车电子产业质量设施的工具化主要在以下几个环节起到作用:首当其冲的是供应链质量把控,其次是产品研发和设计过程中的质量把控,然后是关键节点生产制造过程中的质量把控,最后是在交付和使用过程中的质量把控。而双方建设的安全测试系统(FMEDA),不仅在其产品生产的关键节点上实现了质量检测把控,同时在研发设计过程中,无论是针对整体系统的质量优化,还是具体到每一个电子产品的质量优化,都实现了全面的覆盖,大大提高了整个全流程的质量把控效率。

举例来说,很多汽车的产品部件需要进行焊接,那么焊接过程中就会产生电流电压、惰性保护气的流量、流速等数据,而基于浪潮云洲提供的机理模型以及实时采集的数据,企业就能推导出来整个焊接过程出现的一些故障,如裂纹、焊缝、或者气泡是否会对产品性能产生影响,进而改进焊接的过程,最大化实现产品质量的把控。

毫无疑问,质量是企业生存的根本,而美达电器通过和浪潮云洲的深度合作,利用云洲工业互联网平台实现了质量设施工具化,重塑了企业的质量管理体系,可以说对巩固与提升美达电器在汽车电子产业领域的综合竞争力起到了“加速器”的作用。

“离娄”赋能质量检测智能化

我们知道,在制造业智能化演进的过程中,工业视觉代替人眼在质检方面的应用越来越广泛,是实现产品质量提升的重要工具。另外随着深度学习、3D视觉、高精度成像技术的发展,机器视觉性能优势进一步提升,能够满足大批量、连续生产条件下的快速检测和质量追溯的需求,并且在检测结果的准确度和稳定性等方面具有显著优势,相对于人眼不存在视觉疲劳,标准化程度高。

通过浪潮云洲 “离娄”工业视觉平台,采用传统算法与深度学习相结合的方式,美达电器实现了汽车电子组件组装的漏装检测、姿态检测、位置精度检测、缺陷检测等。同时打通了从生产到质量检测的自动化、数字化和智能化,满足了企业大规模连续生产质量在线、实时、智能化检测需求,为汽车电子制造行业提供了质量智能化检测解决方案,赋能美达电器汽车电子乃至汽车工业的数字化转型和高质量发展。

强强联手加速车企数智化转型

当汽车零部件造成整车安全隐患时,动辄会发生大规模“召回”行为,给车企和用户带来巨大损失。尽管产业界提出了大量的理论和实践去提高质量,但由于汽车制造的流程长、部件多、工艺复杂,通过人力检验不可避免会发生种种问题。从这个角度来说,美达电器和浪潮云洲的强强联手合作,将在三个方面对业界产生巨大价值。

首先,是基于浪潮云洲面向汽车电子行业打造的机理模型,构建的安全测试系统(FMEDA),进一步提升美达电器的产品优化升级能力,同时还通过分析预测产品潜在故障与发生概率,优化了产品性能。据测算,美达电器借助浪潮云洲建设的新安全测试系统,可提升产品安全性能10%,组件稳定性提升8%,故障可预测性增加20%。

其次, “离娄”工业视觉平台上线后,改变了美达电器产品的质检方式,由人工目检转变为AI机器视觉质检。相比于人工30秒的检测时间,质检效率提升了30%以上;系统可达到99.5%以上的识别准确度,并且可以7*24小时不间断检测;单线可以节约工人1-2名,帮助企业解决劳动力问题。由此给美达电器带来的好处是全方位的,用机器视觉替代“人眼”是实现工业智能的重要一步,不仅仅是提高企业生产效率和自动化程度,也是引领制造企业通过新一代信息技术实现自主变革的基石。

最后,智能化时代,一辆汽车里的电子部件与控制器越来越多,美达电器和浪潮云洲以数字化和智能化的方式重塑质量管理体系,对汽车电子行业的质量管控体系建设乃至数字化转型,也都提供了重要的借鉴和参考。

在电动化和智能化的驱动之下,重新审视企业的应变能力,深化数字化转型的落地建设,对于汽车电子企业已经不再是一道选择题,而是必答题。美达电器和浪潮云洲围绕工业互联网展开的一系列探索与创新,必将构筑起行业竞争力的新“护城河”。

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