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2023.06 总第 551 期 ¥20.00

ISSN 1004- 2830

CN 11 - 2984/U

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2023.06 总第 551 期 每月 10 日出版

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京朝市监广登字 20170064 号

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新能源维修技术│NEV TECHNOLOGY

2021年产一汽-大众宝来纯电动汽车高温环境下直流

充电慢的故障检修

技术明星专栏│TECHSTAR COLUMN

奥迪车型蓄电池电量不足故障案例分析

学术│ACADEMIC

汽车行业用户APP精细化运营体系设计与实现

基于DMIAC方法进行产品配置数字化系统开发项目预研

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——以发动机课程为例

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002

004

008

新能源维修技术

NEV TECHNOLOGY

002 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

文 ：初宏伟、张颖

2021 年产一汽 - 大众宝来纯电动汽车高温环

境下直流充电慢的故障检修

关键词 ：温度过高、直流充电、充

电电流受限

故障现象 ：一辆 2021 年产一汽 - 大

众宝来纯电动汽车，行驶里程 3.8 万 km。

该车为运营车辆，用户抱怨在晚上收车

后在直流充电桩充电， 发现需要 7 h 才

能充满，与说明书中描述不符，于是进

店检查。

检查分析 ：该车型配置了 37 kW · h

的高压蓄电池， 若用功率为 100 kW 直

流充电机进行充电， 约 40 min 就应该

充到额定电量的 80%，所以用户反馈的

需要充电 7 h 显然有问题。故障车辆的

电量与充电桩显示数据和结算价格一致，

维修人员判断在充电过程中，出现了某

种限制充电电流的因素存在，导致充电

变慢。

与用户沟通得知，该车之前充电一直

正常，也就最近几天出现了这个问题。考

虑到全国普遍出现高温天气，故障车辆所

在城市天气预报最高温度已达 40.00 ℃，

而路面局部温度可达 65.00 ℃以上， 因

此维修人员推测会不会环境温度过高导

致该车充电慢的问题。

查看该车充电控制系统（图 1），充

电控制系统主控制单元 J966 接收充电口

UX2、充电指示灯 EX32 以及交流充电机

AX4（包含交流充电控制单元 J1050）等

输入传感信号，并触发充电系统执行元

件，形成充电相关动作。当进行直流充

电时，首先需将直流充电枪插入直流充

电口 UX4 的 DC 充电口，J966 与直流充

电桩通过 CC1 和 CC2 进行充电连接确认，

车辆检查充电口温度与锁止状态信息。

在整个充电过程中，高压蓄电池与交流

充电机通过 CAN 数据总线持续通讯，其

中包括系统绝缘电阻、蓄电池温度和电

压变化等信息。

根据充电系统工作关系，影响充电

持续时间的因素包括 ：①充电线、充电

站或壁挂式充电箱的电力输出及设置 ；

②充电插座、公用电源插头和充电单元

的温度 ；③高压蓄电池电量 ；④高压蓄

电池的温度 ；⑤充电管理系统的设置 ；

⑥高压空调或加热器的负荷。

维修人员伴随用户试车，充分了解

车辆的使用环境条件，逐一研判这些影

响因素，可以总结以下规律 ：故障车为

运营车辆，越是行驶到电量不足而着急

充电，结果充电耗时更长；若是不急用车，

停一晚运用峰谷电价政策，第二天很早

起来充电，则充电速度倍增，并且最近

一个月现象更明显。这与之前故障与高

温天气有关的推测相符，但高温天气如

何影响到充电系统的工作呢？

维修人员用故障诊断仪 VAS6150 读

取充电系统的故障记录， 发现在 C6- 高

压蓄电池充电器控制单元 J1050 发现故

障码“U140900——内部温度测量信号

不可信”（图 2）， 该故障码似乎与当前

高温天气相对应。但从物理结构上看，

J1050 通常被认为是控制交流充电功能

的， 而 BD- 高 电 压 蓄 电 池 充 电 管 理 系

统控制器 J966 则是控制着直流充电功

能。于是维修人员再次使用诊断仪读取

J966，无任何故障码存储（图 3）。

那 么 J1050 是 只 控 制 交 流 充 电，

还 是 同 时 控 制 直 流 充 电？为 了 验 证 这

图 1 宝来 BEV 车型充电系统示意图

新能源维修技术

NEV TECHNOLOGY

003 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

个问题， 维修人员再次与用户在高温

条件下试车， 并在高温状态下直接进

行直流快充， 读取第三方公共充电机

内部信息 （图 4）。

分析充电机数据发现，其中蓄电池温

度值很快达到 52.00 ℃，

而且还在缓慢上升。又

由于该车高压蓄电池没

有水冷系统，采用自然

散热的风冷，所以给车

充电状态热管理尤为重

要，所以充电时会根据

温度调节充电电流。即

使在行驶过程中，出于

安全考虑，高压蓄电池

设置了三级报警阈值 ：

当高压蓄电池温度达到

53.75 ℃， 高压蓄电池

控制单元发出三级报警

图 4 高压充电装置后台数据

图 2 高电压蓄电池充电器控制单元存储的故障码

图 3 高电压蓄电池充电管理系统控制器未存储故障码

因 此， 该 车 故 障 是 因 为 环 境 温 度

过高， 用户收车后直接进行直流快充，

J840 检测到蓄电池温度信息后，传输给

J1050， J1050 控 制 了 高 压 蓄 电 池 的

充 电 速 度。至 此， 故 障 原 因 找 到， 该

车 是 因 为 环 境 温 度 过 高， J1050 出 于

安全自动调节了充电电流。根据检测

到 的 直 流 充 电 数 据， 高 压 蓄 电 池 温 度

为 42.00 ～ 52.25 ℃， 充 电 电 流 被 限

制在 20 A（图 6）， 这样最大充电功率

约为 8 kW，远低于该直流充电装额定功

率 100 kW。

图 5 高压蓄电池温度报警阈值

信息 ；当高压蓄电池温度达到 55.00 ℃，

高压蓄电池控制单元发出二级报警信息 ；

当高压蓄电池温度达到 65.00 ℃，高压蓄

电池控制单元发出一级报警信息（图 5）。

图 6 高电压蓄电池充电器控制单元对充电电流的限制

诊断到这里， 又出现一个问题， 故

障码 U140900 是由哪个控制单元发出且

如何传递的？该车辆的 J966、J1050 和

高压蓄电池控制单元 J840 通过 CAN 总

线相连，这 3 个控制单元可以实现平等

的 CAN 通信， 理论上 J840 可以将温度

信息直接发给 J966。但由于在有些车型

上，J966 是与 J1050 整合到一起，如没

有直流充电的混合动力车型。这样 J840

就会将自身的温度信息直接通过 CAN 总

线传输给 J1050， 进而实现充电系统减

小充电电流的结果。而且， J1050 虽然位

于交流充电机内，但其控制范围不止交

流充电。

故障排除 ：该车并非车辆出现故障

导致直流充电时间长 ，因此建议用户晚

上收工后将车辆放置时间长一些，例如

等待第二天凌晨再充电，充电慢问题不

再出现。

回顾总结 ：充电时， 车辆控制单元

对充电口上的温度传感器进行监控，充

电插头的温度监控功能对充电电缆进行

高温保护。当充电电缆在过热的行李舱

或阳光照射强烈的地方取出将触发温度

监控。当电缆温度高于 55.00 ℃ 且低于

90.00 ℃ 时，充电电流将减小至 6 A。当

电缆温度高于 90.00 ℃ 时，充电过程将

被中断 ；待充电电缆冷却至 70.00 ℃ 以

下，充电电缆将重新恢复充电。待充电

电缆进一步冷却至 55.00 ℃ 以下，充电

电流将增大为正常水平。

技术明星专栏

TECHSTAR COLUMN

004 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

作者简介：曹守军，本刊签约作者，现任山东银座天逸汽车有限公司技术经理，自2004年起一直在上汽大众品牌4S店工作，系统参

加了上汽大众的各种技术培训和新车型培训，并且获得了上汽大众专家级维修技师认证，自2009年起在《汽车与驾驶维修》等多家

汽车维修期刊上发表文章，并著有《上海大众车系维修案例精选》、《精选汽车维修案例解析（上海大众车系）》、参编高等教育

“十二五”规划教材《汽车电器设备》第二版等书。

文 ：曹守军

奥迪车型蓄电池电量不足故障案例分析

关键词 ：蓄电池、电量不足、漏电、

静态电流

车辆蓄电池电量不足，往往会造成

车辆起动困难或无法起动。遇到这种情

况，维修人员首先要检查车辆的静态电

流是否超标，也就是检查车辆有没有漏

电。静态电流是否超标一般通过 2 种方

式来判断 ：一是读取网关的测量值历史

数据进行分析，车辆是否存在漏电以及

蓄电池电压低的时间 ；二是使用设备工

具测量静态电流是否超标。

对于奥迪车型来说，查看车辆历史

数据的方法有 2 种。

第一种是在故障诊断仪 VAS6150 的

特 殊 功 能 ——12 V 蓄 电 池 检 测， 执 行

此操作步骤就可以读取到静态电压低于

11.6 V 的时间和静态电压低于 12.2 V 的

时间极限值。如果这个数据超标，表明

该车的静态电压确实过低，需要进一步

检查超标的原因。

第二种就是在网关引导性功能中

读取历史数据，选择第 2 个选项即可读

取静态电压低于 11.6 V、静态电压低于

12.2 V、静态电流超出上限以及能量临界

时的车辆状态。也可以在网关数据流历

史数据 1 中读取到静态电压低于 12.2 V

和 11.6 V 的时间 ；历史数据 2 中可以读

取到静态电流超出上限的数据 ；历史数

据 5 可以读取到能量临界时的车辆状态。

如果静态电压低于 11.6 V、静态电压低

于 12.2 V 以及静态电流超出上限，这就

要检查静态电流超标的原因。

静态电流测量方法有诊断插头测量、

万用表串联测量及电流钳测量，在此建

议使用电流钳测量，因为电流钳测量时

不用断开蓄电池负极线。如果使用万用

表串联测量， 需要断开蓄电池负极线，

可能会导致测量数值不准确。使用电流

钳测量静态电流要注意以下几点。

（1）关闭车辆用电器，换挡杆处于

P 挡，关闭点火开关。

（2）打开车门、发动机舱盖和行李

舱盖（打开车门或舱盖的目的，是方便

以后测量熔丝流过的电流），锁上相应的

门闩然后锁车。关闭车内监控，钥匙远

离车辆 3 m 以上。

（3）关闭点火开关至少 35 min 后再

测量，才能读取到准确的静态电流。

故 障 1 ：2022 年 产 奥 迪 A6L 起 动

困难

故障现象 ：一辆 2022 年产一汽 - 大

众奥迪 A6L 轿车，搭载 2.0T 发动机和 7 挡

湿式双离合变速器，行驶里程约 2 800 km。

用户反映该车发动机起动困难。

检查分析 ：维修人员接车后尝试起

动发动机，的确起动困难，与蓄电池电

量不足表现出的现象类似。用故障诊断

仪 VAS6150E 对车辆进行检测， 发现网

关存在 3 个故障码 ： U164500——电子

通讯信息设备 1 控制单元以太网无通信，

被动 / 偶发 ；U140B00——能量管理启

动， 主动 / 静态 ；U122D00——以太网

数据总线 2 无通信，被动 / 偶发。

网关中存在的故障码只有 U140B00

与起动困难有关，这个故障码表明蓄电

池电压出现过低的时候，网关起动能量

管理切断相应的用电器，维持蓄电池的

电量。根据该故障码含义，可以表明车

辆出现过蓄电池电压过低。

在网关引导性功能查看历史数据，

只储存了静态电压低于 11.6 V 的时间，

未储存静态电压低于 12.2 V 的时间和

静态电流超标的数据（图 1）。而在网

关数据流中历史数据 1 也只读取到储

存 静 态 电 压 低 于 11.6 V 的 时 间 数 据，

没有储存静态电压低于 12.2 V 的时间

数 据 ；历 史 数 据 2 也 没 有 静 态 电 流 超

技术明星专栏

TECHSTAR COLUMN

005 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

标的数据（图 2）。

通过故障码以及历史数据，表明该

车确实出现过蓄电池电量不足，但是数

据中并没有出现过静态电流超标。维修

人员使用电流钳 VAS6356 检测静态电流，

为 0.003 A，表明该车确实不存在漏电。

维修人员用诊断仪查看能量临界时

的车辆状态数据。所谓能量临界时的车

辆状态，就是因蓄电池电压过低导致车

辆无法起动时储存的数据。从能量临界

时的车辆状态数据可以看出（图 3），该

车记录了 4 条关于因蓄电池电压过低即

将无法起动的状态，其中最后一条记录

的是 2023 年 2 月 26 日 13 点 09 分， 当

时的行驶里程是 2 758 km，蓄电池电压

是 9.4 V，没有接通点火开关，没有唤醒

总 线， 停 车 时 间 不 足 6 min。 在 这 么

短 的 时 间 内， 蓄 电 池 电 压 快 速 下 降 到

9.4 V，不可能是车辆漏电所导致。维修

人员怀疑是蓄电池问题，用蓄电池检测

仪测试蓄电池的状态，发现蓄电池为坏

格电池（图 4），表明蓄电池损坏。

故障排除 ：更换蓄电池后发动机能

够顺利起动，故障排除。

机和 7 挡湿式双离合变速器， 行驶里

程约 2 000 km。用户反映该车无法

起动， 希望救援。

检查分析 ：维修人员到达车辆地点

后，检查结果为蓄电池电量不足导致无

法起动，将车辆连电起动后开回店内检

查电量不足的原因。

到店后维修人员用故障诊断仪

VAS6150E 检测，发现网关存储了 5 个故

障码 ：U104C00——倒车摄像系统控制

单元无通信，主动 / 静态 ；U105400——

电子通讯信息设备1控制单元无通

信， 被 动 / 偶 发 ；U164200—— 紧 急

呼叫模块以太网无通信， 被动 / 偶发 ；

U140600—— 无 负 载 电 流 过 高， 主 动 /

静态 ；U122C00——以太网数据总线 1

无通信，被动 / 偶发。

所有故障码中，只有 U140600 与不

能起动有关，这个故障码表明车辆静态

电流过高，也就是说车辆存在漏电。查

看网关引导性功能历史数据，发现存储

有静态电压低于 12.2 V 的时间数据，以

及静态电流超出上限的记录（图 5）。通

过 数 据 可 以 看 出， 该 车 最 后 一 次 储 存

静态电压低于 12.2 V 的记录是 2022 年

12 月 20 日 11 点 11 分， 持 续 时 间 是

12 min，累计持续时间是 73 h。最后一

次储存静态电流超出上限的时间是 2023

年 3 月 14 日 8 点 52 分，持续时间是 2 h，

平均静态电流是 163 mA，累计静态电流

超出上限持续时间是 1 745 h。

图 1 静态电压低于 12.2 V、11.6 V 及静态

电流超出上限的数据

图 3 能量临界时的车辆状态

图 4 测试蓄电池状态为坏格电池

图 2 网关历史数据中静态电压过低及静态电流超标记录

故 障 2 ：2022 年 产 奥 迪 A6L 无 法

起动

故障现象 ：一辆 2022 年产一汽 -

大 众 奥 迪 A6L 轿 车， 搭 载 2.0T 发 动

技术明星专栏

TECHSTAR COLUMN

006 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

根据网关的故障码及历史数据，表

明该车存在漏电。于是维修人员用电流

钳 VAS6356 测量静态电流。将电流钳夹

在蓄电池负极线，经过测试发现静态电

流 为 174 mA（图 6）， 远 超 过 标 准 值，

说明该车的确存在漏电。

压， 表 明 SC7 连 接 的 用 电 器 有 漏 电。

SC7 是给熔丝座 SF 及 SG 供电。分别

测量熔丝座 SF 和 SG 上各个熔丝两端

电压， 最终在熔丝 SG6 发现有 2.5 mV

电压（图 8）。根据电压和电流的关系，

可以得到熔丝通过的电流为 150 mA，说

明 SG6 供电的电路漏电。查看电路图得

知（图 9），熔丝 SG6 是给芯片卡读卡器

控制单元 J676（一般称之为安卓盒子）

供电。拔下安卓盒子检查，静态电流恢

复到正常范围 ；与试驾车互换安卓盒子，

故障发生转移。由此确认安卓盒子内部

故障导致静态电流超出上限。

图 6 电流钳测量静态电流超出上限

图 8 测量熔丝 SG6 两端的电压

图 7 蓄电池正极 4 条支路（红色线）

图 5 网关历史数据中静态电压低于 12.2 V 及静态电流超出上限的记录

接下来需要从正极线测量，是哪一

条支路存在静态电流超出上限。该车蓄

电池正极有 4 条支路（图 7），分别测量

这几条支路上的静态电流，最终在蓄电

池熔丝架上的熔丝 3（S164）连接的支

路上存在静态电流超出上限，静态电流

为 150 mA。查看电路图可知，S164 熔

丝给主继电器 J271、总线端 15 号电的

供电继电器 J329、发动机组件供电继电

器 J757、熔丝座 B（SB）、熔丝座 C（SC）、

熔丝座 D（SD）、驾驶员座椅调节热敏熔

丝 1（S44）、前排乘客侧座椅调节热敏

熔丝 1（S46）、自动变速器控制单元熔丝

（S113）、ABS 控 制 单 元 熔 丝 1（S123）

及 ABS 控制单元熔丝 2（S124）供电。

经 过 测 量 发 现， 熔 丝 SC7 存 在 电

故障排除 ：更换安卓盒子后检测，

静态电流恢复正常，故障排除。

故 障 3 ：2022 年 产 奥 迪 A6L 仪 表

故障灯报警

故障现象 ：一辆 2022 年产一汽 -

大众奥迪 A6L 轿车， 搭载 2.0T 发动机

和 7 挡 湿 式 双 离 合 变 速 器， 行 驶 里 程

约 5 800 km。用户反映该车组合仪表有

故障灯报警。

检查分析 ：维修人员接车后起动

发 动 机， 发 现 组 合 仪 表 底 部 有 故 障 灯

报警（图 10）， 故障与用户描述一致。

该 故 障 灯 点 亮， 表 明 电 子 机 械 驻 车 制

技术明星专栏

TECHSTAR COLUMN

007 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

图 11 故障码出现的时间

图 12 网关能量管理启动故障出现时间

图 10 电子机械驻车制动系统故障灯报警

动 系 统 出 现 故 障， 该 车 的 电 子 机 械 驻

车制动系统是受制动器电子系统控制

单元控制。

用故障诊断仪检测制动电子系统，

发现存在 5 个故障码 ：P056200——供

电电压过低，被动 / 偶发 ；C105A00——

右后轮胎压力警告太低， 被动 / 偶发 ；

C105800—— 左 后 轮 胎 压 力 警 告 太 低，

被动 / 偶发 ；C105400——左前轮胎压力

警 告 太 低， 被 动 / 偶 发 ；U112200——

数据总线信息不可信，被动 / 偶发。其中，

C105A00、C105800 和 C105400 这 3

个 故 障 码 都 与 轮 胎 压 力 过 低 有 关， 不

会引起电子机械驻车制动器故障灯亮

起。 而 P056200 和 U112200， 哪 个

是引起故障的关键信息呢。

查看故障码出现的时间， 发现 2 个

故障码出现时的里程数都为 5 891 km，

而根据图 10 所示， 故障出现时的里程

数 应 在 5 891 km 之 前。P056200 出 现

在 2023 年 4 月 9 日下午 2 ：31 ：41，而

U112200 出 现 在 2023 年 4 月 9 日 下 午

2 ：31 ：47， 由 于 P056200 先 出 现（图

11）， 则判定引发故障灯点亮的故障码

是“P056200——供电电压过低，被动 /

偶发”，而引起该故障的原因可能是蓄电

池电压过低。

根 据 维 修 经 验 分 析， 如 果 蓄 电 池

电 压 过 低， 在 网 关 会 储 存 关 于 蓄 电 池

电量不足的故障码。检测网关发现存

在 2 个 故 障 码 ：U104C00—— 倒 车 摄

像系统控制单元无通信， 主动 / 静态 ；

图 9 熔丝 SG6 相关电路图

U140B00——能量管理启动， 被动 / 偶

发。查看 U140B00 的出现时间及里程数 ,

是 2023 年 4 月 9 日下午 1 ：40 ：39，里

程数 5 891 km（图 12）。也就是说， 该

车蓄电池在这个时间已经出现电量不足

且能量管理被激活。

接下来就需要判断，是静态电流超

出上限还是蓄电池本身问题引起的电压

过低。查看网关引导性功能历史数据，

没有发现静态电流超出上限的记录，数

据中也没有出现静态电流超出上限，从

数据来看该车不存在漏电。用电流钳

VAS6356 检查静态电流， 也进一步确认

该车静态电流没有超出上限，不存在漏

电。用蓄电池测试仪检测蓄电池的状态，

经检查蓄电池为坏格电池。

故障排除 ：更换蓄电池后发动机能

够顺利起动，故障排除。

学术 | 项目管理

ACADEMIC

008 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

汽车行业用户 APP 精细化运营体系设计与实现

（东风柳州汽车有限公司，柳州 545005）

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，柳州 545007）

李思江、吴文会、方方、梁宁、陈娜、程炎

摘要 ：汽车行业市场竞争日益加剧，很多汽车企业打造了私域直面用户的平台，希望通过私域直连用户，挖掘更多用户价值，实现破局增长。但

目前大部分车企仍然认为自身私域平台的营销模式并没有充分挖掘用户价值，转化困难。在此背景下，本研究从用户需求出发建立精细化运营体系，

以帮助企业更精准了解用户，低成本获取线索，提升企业转化效率。

关键词 ：线索挖掘 ；私域 ；用户分层 ；精细化运营 ；标签 ；培育转化

中图分类号 ： F272 文献标识码 ：A

0 引言

随着智能化不断推进，汽车行业飞速发展，加之汽车消费需

求也日趋放缓，我国乘用车市场模式从增量切换到存量模式 [1]。

汽车企业获得用户线索的方式，也逐渐从通过垂媒采买转变为从

私域入手打造直面用户的平台，充分挖掘用户价值。而且，私域

平台挖掘线索的成本也远远低于公域平台。

不过调研发现，虽然很多车企打造了私域平台，但大部分没有

在用户购车、用车的全生命周期中做好用户运营，使得用户价值无

法充分被挖掘，难以转化，投放效果与线索转化率普遍仍然偏低 [2]。

1 私域提升变现效率解决方案

研究分析发现，私域平台之所以变现能力低，很大原因是

运营模式没有站在用户购车用车的需求场景出发，没有挖掘出

用户愿意为之买单的动机。企业要提升私域转化效率，可以搭

建私域分层运营体系，根据用户标签将用户划分层级，针对不

同级别人群的需求点，进行全生命周期培育和精准促进。

2 私域分层运营体系整体设计

私域分层运营体系主要由行为数据采集处理、用户分级和培

育转化三大模块构成（图 1）。其中，行为收集模块主要是对用户

在客户端产生的行为动作进行采集、数据清洗和实时入库，是后

续工作开展的基础。用户分级模块主要针对入库后的数据进行特

征提炼，形成数据标签，再利用意向算法对用户进行意向分级评

分，完成用户意向分级。培育转化模块主要负责对不同用户所处

的不同意向级别进行精细化的运营，从而提升私域转化效率，最

终完成私域变现。

2.1 行为收集分析

该模块主要负责收集和清洗用户在私域空间内产生的行为

数据，主要在 Hadoop 平台上实现。Hadoop 是一个开源分布

式计算平台，以 Hadoop 分布式文件系统（Hadoop Distributed

File System，HDFS） 和 MapReduce 分 布 式 计 算 框 架 为 核 心，

为用户提供了底层细节透明的分布式基础设施以及极其可靠的

共享分析和存储系统 [3]。HDFS 的高容错性和高伸缩性等优点，

允许用户将 Hadoop 部署在廉价的硬件上，构建分布式系统。

MapReduce 分布式计算框架则允许用户在不了解分布式系统底

层细节的情况下开发并行和分布的应用程序，解决传统高性能单

机无法解决的大数据处理问题 [4]。用户在客户端上产生行为后，

数据被实时采集。系统对某些特殊数据进行清洗，完成后实时入

库，作为后续用户分级的基础输入。

2.2 用户分级

用户数据被系统采集入库后，是庞大而没有明显规律的。为

了令数据具有识别性，需要引入用户标签体系。标签体系可以从

基础标签、兴趣标签、行为标签和价值标签几个维度入手进行设

计，标签设计的精细化程度会直接影响到用户运营的效果（图 2）。

2.2.1 标签变量选取

用户标签数据是隐含的、事先未知且具备潜在商业价值的信

息 [5]。如今用户行为方式各种各样，庞大的用户标签数据中，该

图 1 私域分层运营体系整体设计

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009 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

选择哪些行为标签表示为用户的意向级别。为此，首先要找到目

标用户的共性行为。项目团队从购车前就在线上平台注册的用户

中选取成功购车的案例进行行为分析，挖掘其中有共性的行为特

点及规律，确定了主要标签变量。

项目团队将 2 万个购车前注册的用户案例放入样本池，统计

这些用户在购车前行为标签以及频率（图 3）。行为特征出现频率

高的，表示用户在购车前在私域内产生的共性行为，出现频率低

的表示没有形成共性规律的行为标签，选取其中形成共性的行为

标签确定具体变量。从 2 万个样本的行为标签中，可以识别出如“浏

览时长、优惠政策和购车直播”等在成功购车用户群体中存在较

明显的共性（图 4）。那么，后续存在这些相似行为标签的用户，

可以识别为具备潜在购车意向的线索进行培育。

3 个等级的范围边界依据企业自身域平台的运营情况聚类分析之

后定义，以近 7 天的浏览次数 pv_m 为例。

pv_m ∈ [12，+ ∞），index_pv=3

pv_m ∈ [7，12），index_pv=2

pv_m ∈ [3，7），index_pv=1

当一个用户近 7 天活跃频率 pv_m=15 次，该变量获得分值

index_pv=3。当用户 pv_m=3 次，则 index_pv=1。

同理，近 7 天浏览时长 timespan 依据平台运营情况区分 3

个分值等级。

timespan ∈ [15，20），index_timespan=3

timespan ∈ [10，15），index_timespan=2

timespan ∈ [5，10），index_timespan=1

当用户 7 天浏览时长 timespan=10 min，该变量对应到特定

范围区间时获得特定分值 index_timespan=2。

需要特别注意的是，变量对应的分值范围并不是一成不变的，

需要根据业务变化及时更新调整才能保证评分的合理准确。

2.2.3 变量加权系数

变量值对于意向浓度的贡献不一定是等同的。同样的分数，可

能变量的组成不同，这会直接影响挖掘线索的有效率。此时就需要

对变量进行加权处理。mn 表示变量加权系数，其中 n 表示变量，如

浏览时长、优惠政策和车型评价等。通过样本抽样，计算变量点的

有效率占比，根据变量点中有效率排名进行加权系数配置（表 1）。

图 2 标签样例

图 3 购车前用户共性行为示例

图 4 选取模型变量示例

根据变量对线索有效率的影响，可以设计加权系数

如 下 ：m 浏览时长＞ m 优 惠＞ m 评 价＞ m 试 驾。

2.2.4 意向综合得分

当确认好变量以及各变量的加权系数后，可以将其相加进行

综合评分。

user_score=index_timespan·m时长 +index_coupon·m优惠 +……

式中 ：user_score 为用户行为综合得分 ；index_n 为单个变

量得分 ；mn 为变量的加权系数。

综合得分可以反映用户购买意向以及用户价值，算出综合得

分后，可以按需结合注册周期和会员等级等辅助标签将用户所在

2.2.2 数据所处范围定位

虽然确认模型变量，但由于不同变量各自维度不同，有不同

的计量标准，无法直接用于意向浓度的比较，所以需要进一步将

各自变量值转化到同一计量标准开展使用。对此，项目团队采取

变量映射到具体范围进行分级评分的思路转化变量。但是，范围

边界如何定义，这可以使用聚类算法推出，并通过实践数据不断

验证调整。聚类算法是将特定对象的集合有效地划分为多个组的

一种方法。通过将抽象的或物理的对象有效地分为几个大类，并

且每个独立的类中，对象都有相似的特性。而各组之间的对象不

具备相似性。

将变量值对应的分数分为 3 个分值等级（3 分、2 分和 1 分），

表 1 各变量有效性分析示例

变量名称 样本量 有效率

浏览时长超过60 s 20 000 60%

关注优惠政策 20 000 57%

关注车型评价 20 000 30%

关注试驾 20 000 22%

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010 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

[1] 月狐数据 . 2022 年汽车行业数字化营销趋势洞察报告 [EB/OL].（2022-

12-29） [2023-5-26]. https://www.xdyanbao.com/doc/i2azy94ois?bd_

vid=8953677717986050035.

[2] 中国汽研 , 腾讯广告 . 察形势 · 化痛点 · 促变革 ：新型消费趋势下车

企 的 营 销 数 字 化 转 型 [EB/OL].（2023-02-12）[2023-05-26]. https://

www.sohu.com/a/639332579_120801328.

[3] 吴恺 , 苏新宁 , 邓三鸿 . 大数据、云计算与用户行为分析 [J]. 数字图书

馆论坛 ,2013(06):19-23.

[4] 蔡 斌 , 陈 湘 萍 .Hadoop 技 术 内 幕 ：深 入 解 析 Hadoop Common 和

HDFS 架构设计与实现原理 [M]. 北京 : 机械工业出版社 ,2013.

[5] 维克托·迈尔 - 舍恩伯格 , 肯尼思·库克耶 . 大数据时代 [M]. 盛杨燕 , 周涛 ,

译 . 杭州 : 浙江人民出版社 ,2015.

【参考文献】

作者简介 :

李思江，本科，工程师，研究方向为私域平台产品设计和运营。

阶段对应为圈粉期、成长期、成熟期、衰退期和脱粉期。

2.3 培育转化

2.3.1 培育转化思路

根据数据挖掘和洞察分析完成潜客分层，基于用户场景的全周

期运营才是精准运营的发力点。用户在购车前进入平台的契机通常

是在线下或其他平台种草后，希望获得更详细的品牌资讯、优惠信

息、车友生活和平台服务。从用户需求场景出发，线上私域平台可

以在每个阶段进行针对性的促进动作，不断增强意向等级。并且，

培育转化需线上线下双管齐下，同步促进，提高产品转化效率。

2.3.2 培育转化方法

面对不同层级的用户，需进行针对性的培育转化（图 5）。

推送限时优惠，组建会员福利群，增加 1 对 1 服务频次以了解活

跃度下降原因等。该阶段的运营指标可以重点关注召回情况。

（5）脱粉期。该阶段用户活跃度持续下降，如果是高价值值

得维护的用户，可以增加电话回访了解用户需求，针对用户痛点

进行调整。

3 实施验证

为验证模型有效率，项目团队用连续 3 个月时间观察验证，

期间使用控制变量验证并逐次调整模型变量及评分标准。

该项目自 2023 年 3 月、开始通过上述方案对用户行为进行

评分，完成用户分层，针对每个层级的用户进行精细化的运营促

进。截止至 2023 年 6 月，私域平台通过算法挖掘到的线索量较

3 个月前提升 1 倍，线索有效率提升 5%，挖掘的线索成交量提

升 2.6 倍，提升效果明显。

实践表明，相较传统的运营方案，汽车行业私域平台使用精

细化培育促进方案能够更大限度地挖掘用户需求，创造更大的用

户价值，帮助汽车企业提升私域转化效率。

4 结束语

本文基于汽车行业对于私域平台运营的需求分析，发现当前

行业私域转化困难的问题现状并提出解决方案。通过私域精细化

运营平台的设计与实现，并且在品牌私域 APP 进行为期 3 个月的

实践验证，可以看出基于用户全生命周期的精细化运营模式对线

索的挖掘和促进起到有效的提升作用。下一步项目团队将持续优

化用户综合评分的评分标准，以及各生命阶段运营的动线设计，

帮助企业更进一步提升业务转化效率。

图 5 面对不同层级用户的针对性培育转化

（1）圈粉期。此时用户刚接触产品，通过各种拉新方式引流

进入私域平台，处在新手阶段，不知道该做什么或者可以做什么。

这时需要降低用户的门槛，用直接、傻瓜的方式进行动线设计，

引导用户对品牌形成认知，体验核心功能，加深品牌与用户之间

互相的了解，比如新人专属限时礼包、内容种草等。该阶段运营

指标可以重点关注用户活跃时长、交互步骤和互动频次。

（2）成长期。用户对品牌或某个车型有了初步了解与兴趣，

此时需要加强用户的互动频次以唤起他们的兴趣，加深连接和引导

高价值动作。这个时期的用户在内容上也需要有更多深层次的车辆

细节和种草内容来辅助了解兴趣车型。此时可以给用户推送连续签

到、试驾礼包、车友活动和车友生活等内容。该阶段的运营指标可

以重点关注用户访问频次、互动频次、兴趣偏好和活动参与数。

（3）成熟期。用户深入了解产品并对产品产生下单的想法，

此时的用户更关注优惠信息，开始比较择优，是促进成交的关键

阶段。该阶段适合进行临门一脚的促进，例如限时直播优惠、限

时下定礼包、限时定向优惠券以及专属顾问促进等。该阶段的运

营指标可以重点关注留资数和成交数。

（4）衰退期。这个时期用户活跃度开始下降，此时可以参考

RFM 模型和会员等级，区分识别出高价值用户。针对这部分活跃

度下降的用户可以进行针对性的用户召回，例如对价格敏感用户

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011 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

基于 DMIAC 方法进行产品配置数字化系统开发项目预研

（东风柳州汽车有限公司，柳州 545005）

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，柳州 545007）

李岚、沈伟、黄燕清

摘要 ：DMAIC 是六西格玛管理中流程改善的重要工具。本文运用 DMAIC 方法对企业的整车产品配置数字化系统开发项目进行预研，通过界定产品

配置管理问题，测量现有业务流程执行过程中存在的问题，分析改进方向和措施制定，预期项目收益。文章论证了整车产品配置数字化系统开发

项目的可行性，将理念变为行动，将目标变为现实，助力企业改善业务流程，提高运营管理效率，提升经济效益。

关键词 ：DMIAC 方法 ；产品配置管理 ；标准化 ；数字化

中图分类号 ： F273 文献标识码 ：A

0 引言

汽车行业新兴技术不断发展，消费者需求呈现多样化和个性

化，汽车产品迭代生命周期越来越短，要求现代企业管理加快转

型创新的步伐，具备快速响应市场需求的能力。信息化时代，各

制造企业纷纷加快数字化转型的步伐。通过数字化建设，促进企

业内部流程和管理模式从传统的经验型决策逐步转向数字驱动的

科学决策，助力企业智能化运行。

1 项目背景

随着市场用户对汽车产品创新、跨界、舒适以及智能等更多

样化的要求，整车产品配置管理需要更加精细精准、响应敏捷。

近年来，整车产品配置表存在发布不及时、传递的文档版本一致

性以及配置变更管理混乱等发布质量问题，无法准确、及时有效

地指导产品研发开发，影响项目开发周期、成本管控和项目开发

质量等。信息化手段能助力企业在产品研发过程的标准化、模块

化和参数化转型，快速响应并满足市场不断增长的多样化和个性

新流程、新产品的设计方法 [1]。

本研究使用六西格玛管理的 DMAIC 方法对某公司整车产品

配置管理数字化系统开发进行预研，从而实现整车产品配置发布

管理和变更控制的电子化和数字化。其目的是提升产品配置发布

数据质量，优化业务流程和提高企业的业务运行管理效率，进而

提高经济效益。

2 问题定义

产品配置（PDS）按照国际标准 ISO10007 对配置管理的基

本定义，是指对被描述在技术文档中或者体现在产品实际使用

过程中的产品功能特性和物理特性进行表示。这是从产品特性

的角度对产品配置进行定义，相当于客户和销售部门使用的配

置概念 [2]。应用 DMAIC 的定义树工具，分别从产品配置的审批

发布及时性、发布一致性和使用管理规范等几个方面，分析现在

运行管理中影响产品配置精准管理的因素，确定本次问题研究对

象为 ：①审批流程规范化 ；②配置内容标准化（图 1）。

图 1 问题定义树

化需求。

DMAIC 是六西格玛管理中流程改善的重要工

具。六西格玛管理不仅是理念，同时也是一套业绩

突破的方法。它将理念变为行动，将目标变为现实。

DMAIC 是指定义（Define）、测量（Measure）、分

析（Analyze）、改进（Improve）和控制（Control）

5 个阶段构成的过程改进方法，一般用于对现有流

程的改进，包括制造过程、服务过程以及工作过程

等。DFSS 是 Design for Six Sigma 的缩写，是指对

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012 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

3 测量

3.1 问题案例复盘

整车产品配置表是从产生到应用的现行

流程。产品配置需求以产品款型和主要配置

梯度的形式，随同整车产品项目范畴获得批

准。产品定位管理人员根据产品款型和主要

产品研发验证完成，达到上市条件，销售部门人员无法有效根据

市场需求结合用户订单，选定需求产品品种，提交生产管理部门

组织安排生产。除此之外，对于应用部门，也出现上游整车产品

配置表的版本不一致，甚至出处不一致的现象。下游辨识困难，

因变更调整审批不透明，执行依据不清，存在变更反复，不能及

时有效指导研发，造成开发时间、成本上的反复和浪费。

3.2 配置描述现状

整车产品配置描述作为汽车产品配置的管理文档，适用于整

车产品全生命周期配置的管理。这是描述和定义汽车产品的款型

配置信息和配置组合的管理文件，随着产品项目启动生成，至产

品生命周期结束时终止使用，贯穿于产品生命周期始终。整车产

品配置描述包括产品配置定义和配置变更管理，主要用于指导产

品的技术研究开发、工艺工装开发、成本核算和控制、生产制造

和质量管控等。

当前的车型产品配置描述文件存在模板不统一问题。各车

型项目沿用的模板虽然总体框架上包含了产品配置描述文件的内

容，但是各个单元格式和文字录入格式没有标准，品种代码或车

辆配置代码（VSN）表以及 VDS 表单没有统一的格式化模版，缺

少统一的编制规则。数据导入和导出依靠人员操作和核对，容易

出现人工录入和选择出错。产品配置和配置描述内容本身没有规

范和标准，依靠产品定义人员和工程人员自身理解。

特别是选装类的配置描述，缺少对选装配置的名称定义和解

释描述，导致选装配置经常出现理解不一致，上下游之间、跨部

门之间反复沟通纠错的情况。这也是影响产品配置描述文件精准

发布的重要因素。对某车型产品配置描述文件进行查询统计发现，

不同的人员在对不同车型的同一配置描述上，容易出现名称不统

一、字符使用不规范、省略关键字段以及格式不规范等问题（图 4）。

4 分析及改进

对于拥有众多产品变型的制造业，尤其是汽车制造业，开发

设计要求能在尽可能短的时间内设计和制造出满足客户需求的产

图 3 某产品从项目立项到产品上市的复盘

图 2 整车产品配置表应用流程

配置梯度，以格式固定的手工文档结构和初始规则定义每个款型

下，汽车各个结构模块的配置内容或参数、规格，编制整车产品

配置表（图 2）。

产品数据管理人员依据整车产品配置表，按照产品品种规则

编译成为产品品种。整车产品配置表确定后，一款整车产品的产

品款型数量、每种产品款型的产品配置组合就确定了，产品配置

组合称为产品品种。从这个意义来说，一款汽车产品的整车产品

配置表清晰地定义了该汽车产品品种的数量和内容。

通过复盘某一产品项目从立项到投产的过程发现，配置调整

正式输入前，工程团队已经开始同步执行相关配置开发 ；配置调

整输入内容不完整或关联配置变更不及时等现象。如果遇到项目

产品定位管理人员变更，或者工程开发人员进行某一项配置管理

变更没有同步进行维护，导致最终 PDS 版本更新发布滞后的情况

发生。

在最终产品配置形成的过程中，如果流程执行和流程中参与

的角色不对等，信息获取的方式不对等，工程部门、采购部门及

制造部门对于 PDS 版本的获取方式和出处不统一，变更辨识困难，

或者变更审批不透明。这就造成产品配置流程执行依据不明确，

存在变更反复，不能及时有效地指导研发，造成开发时间、成本

上的反复和浪费。以某车型为例，从产品立项到产品上市，经历

5 次评审，7 次配置表调整。每次的变更和配置提出的部门和区

域不明确，提出的变更内容无法实现追溯记录，产品上市前的版

本管理和变更内容追溯困难（图 3）。

当前业务流程实践中面临的主要问题是，归口管理部门在实

际管理过程中，因同步工程、定位调整或是配置调整正式输入前

同步执行，存在调整输入不清晰或不及时等现象，导致 PDS 及时

更新发布困难，调整内容在体系内或是项目平台内无法及时共享。

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013 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

品。这就要求企业的产品开发要模块化、标准化和规范化 [3]。

4.1 管理流程标准化

通过测量阶段的回顾发现，整车产品配置表的定义和审

批流程、审批部门职责以及变更管理，需要进行“标准化”

定义审批人员、审批周期和审批范围，为数字化开发打下基础。

数字化流程开发需要以业务运行流程标准化为基础。在产品

项目开发过程中，对于产品配置的发布、变更、审批和执行

搭建数字化信息共享平台，打破原有的按照项目阶段，划分

部门信息串行传递方式，让各个部门角色在信息共享平台上

完成本部门的职责（图 5）。

通过整车产品配置表数字化开发，进行文件编辑、管控、审

批和发布线上电子化，使企业的各个部门在产品的整个生命周期

内共享统一的产品配置信息。在企业产品数据管理中，实现了统

一的组织和权限管理、统一的数据模型与版本管理、统一的业务

过程管理、统一的数据存储与访问管理以及统一的用户操作界面

管理，统一、准确、规范、清晰和透明，实现信息共享，提高数

据准确性和可靠性。

配置标准化是最重要也最关键的部分。技术部门收集企业现有技

术配置特征，按产品结构层级进行归类、定义、统一规范描述，

同时根据企业未来技术发展和应用，增加或预留增加相应技术配

置特征的空间，并为每一项具体的技术配置特征确定一个配置约

束代码。配置约束代码与技术配置特征为一一对应的关系，从而

建立企业标准的技术配置特征库（图 6）。由此对产品配置表的配

置分类和项目、配置描述进行标准化和规范化处理。

面对市场环境快速迭代变化，制造企业必须一改以往传统的

生产模式，建立以信息为导向的生产流程。也就是说，必须建立

一套行之有效的机制来管理产品开发各阶段信息，使得产品生命

周期各阶段，如研发、制造、销售及售后服务等，信息才能快速

传递并实现有效管理 [4]。

5 项目预期收益

产品配置数字化项目开发，将改善企业产品研发的流程管理

和数据管理，预期取得的项目收益如下。

（1）流程规范，效率提升。通过对产品配置管理审批流程的

共享数据平台搭建，共享产品配置数据信息，打破信息不对称导

致的信息滞后和重叠，有效避免了相关业务部门在配置发布、审

批和变更管理中的资源浪费，提升了工作效率。

（2）信息准确，降本增效。通过对产品配置定义描述的标准

化和规范化，有效减少不必要的纠错成本，包括人力资源成本、

试验验证成本及关联更改成本等。在将产品配置编译转化为品种

（下转第 17 页）

图 5 建立产品数据发布更改执行信息共享平台

图 6 整车产品配置数字化管理系统设想

图 4 某车型配置文件描述不规范样例

整车产品配置表标准化后，数据可

查询共享的同时，具备进一步应用于品种

代码表和 VSN 管理电子化的条件。根据

产品配置组合生成规则，运用配置约束，

按格式化模版自动生成和发布品种代码和

VSN，开发成为整车产品配置的数字化管

理系统。这一数据库系统，也将是下游其

他数据应用系统进行数据抓取开发、挖掘

和应用的基础。

4.2 配置定义标准化

产品配置表标准化是电子化的前提。

格式模版的标准化是基础要求，统一各版

块车型的产品配置表格式，形成统一模版。

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014 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

高职汽车专业课程“岗课赛证”四位一体融合的实施研究

——以发动机课程为例

（东风柳州汽车有限公司，柳州 545005）

（1. 长春汽车工业高等专科学校，长春 130011 ；2. 一汽 - 大众汽车销售有限公司，长春 130011）

初宏伟 1

、张颖 2

摘要 ：以发动机课程为例，依据技能大赛要求和职业标准制定课程标准，依据岗位需求设计课程内容，将课程内容模块化，对各模块所需达到的

技能要求和知识要求进行分析，做到课程标准对接职业标准、课程内容对接岗位需求、教学流程对接企业生产流程。采用“岗课赛证”融合模式

教学，使学生在达到证书考核要求的同时获得“1”，成为复合型技术技能人才。

关键词 ：发动机课程 ；岗课赛证 ；汽车维修工 ；技能大赛

中图分类号 ： G712 文献标识码 ：A

基金项目：吉林省高等教育学会 2022 年度教学改革研究课题《高职汽车专业课程“岗课赛证”四位一体融合的实施研究——汽车发动机课程为例》

（课题编号 ：JGJX2022D745）。

0 引言

到 2022 年底，我国汽车保有量已经达到 3.17 亿辆。随着汽

车保有量的逐年增加，汽车后市场对汽车服务人才的需求越来越

旺盛，汽车维修类技术技能人才紧缺的局面短时间内还难以改变。

为了贯彻落实《国家职业教育改革实施方案》，培养造就德才兼

备的高素质汽车维修类技术技能人才，本文以发动机课程为例，

探讨汽车专业课程“岗课赛证”融合模式的实施路径，为汽车后

市场培养高素质的技术技能人才助力。

1 “岗课赛证”融合模式下发动机课程改革背景

在 2022 年教育部发布的工作要点中，着重提到要“推进岗

课赛证综合育人模式”，助力技能型人才的培养。这是贯彻新修

订的《职业教育法》中“职业教育是传承技术技能的重要途径”

的要求，也为职业教育课程改革指明了方向、提振了信心 [1]。

作为汽车类高职院校，我校地处“汽车城”，是全国为数不

多围绕汽车全产业链办学的学校，肩负着为以一汽为代表的车企

及售后服务企业培养技术技能型复合人才的重任。本研究从培养

技术技能型复合人才需求出发，贴近汽车企业与长春地方经济发

展需求，以汽车专业课程改革为核心，推动我校育人模式变革，

助推汽车产业发展。

2 “岗课赛证”融合模式下发动机课程现状分析

2.1 高职院校学生学情分析

以我校汽车检测与维修专业学生为例，学生在大一上学期学

习《汽车使用与保养》课程。通过这门专业基础课的学习，学生

对汽车有了一定的认知，为发动机课程的学习打下了基础。大一

下学期开始进入发动机课程的学习，随着学习的不断深入，部分

学生由于基础薄弱、专注力较低，抵触理论知识的学习，感觉学

习枯燥乏味，很难保证学习效果。而现在的学生普遍对与电子产

品有关的事物感兴趣，电子信息化水平较高，对视频、动画以及

网络资源接受程度较好，能熟练使用超星学习通、钉钉会议等手

机软件，更喜欢新鲜且贴近生活的事物。

2.2 高职院校传统发动机课程现状分析

随着高职院校汽车专业实训条件的改善及多媒体技术的普

及，发动机课程已经逐步转变为以理实一体化教学模式为主，多

数专业教师能够利用信息化手段帮助学生提高学习兴趣和学习效

果。但是由于工作任务选择不合理、工单设计内容不合理且无逻

辑性，再加上实训设备、仪器工具、车辆以及发动机等不能与汽

车新技术相匹配，发动机课程内容往往不能与岗位匹配。加之教

学中缺乏师生讨论、答疑等互动环节，缺少学习难度层级设置，

学习评价机制单一，以及缺乏反馈机制和个别化辅导等手段，使

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015 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

得学生课堂参与度和积极性不高。

另外，由于传统课堂时间的限制，发动机课程课堂上“重理

论、轻实践”的现象十分普遍。课程结束后，学生只能简单的了

解发动机的组成，对于发动机易出现的故障一片茫然或者束手无

策，很难将知识的学习转化为解决工作任务的技能，理论与实践

脱离，不利于学生的职业成长。

2.2.1 课岗互融不充分

随着汽车新技术的快速迭代，汽车维修工岗位要求具有较强

的学习能力、扎实的汽车理论知识、故障诊断能力及实践操作能

力较强的人才。为了培养满足汽车维修工岗位需求的人才，汽车

专业课程就要做到所学即所用。

目前高职院校的人才培养质量往往不能满足企业的实际需

求。其主要原因是高职院校的教学与岗位的职业能力要求有差距，

有些课程教学已经不符合岗位对人才的需求。虽然高职院校也在

课岗对接上下了功夫，但是效果还是不太理想 [2]。

2.2.2 课证互融不恰当

就汽车维修工岗位而言，可以考取汽车维修工职业资格等

级证书和汽车运用与维修（含智能新能源汽车）的“1+X”证书。

目前我校以及大多数职业院校将汽车专业课程按正常教学计划讲

授，在大二的下学期，所有专业课基本学习结束后，集中 1 ～ 2

周时间对学生集中辅导，然后再组织他们进行证书考试。由于

“1+X”证书的模块较多，有培训学时要求，临时培训的工作量较大，

因此会对平时的正常教学秩序有一定影响。

2.2.3 课赛互融不全面

由于汽车专业课程模块化的特殊性，而大赛是对学生综合技

能的比拼，往往一门课程无法完成一项比赛要求。因此，为了达

到以赛促教、以赛促学、以赛促改的目的，教学中需要结合各门

汽车专业课程的特色，有机地把课程内容与比赛相结合。

3 “岗课赛证”融合模式下发动机课程改革方案

“岗课赛证”融通是对以往教学实践的“回溯”，也是对行业

快速发展的再适应 [3]。随着汽车“新四化”时代的到来，原有的

发动机课程标准、内容及评价标准已不能满足汽车企业及汽车后

市场对人才的需求。只有课程与岗位对接，课程与职业资格证书

融通，课程与技能竞赛融合，才能培养出高技能的复合型人才，

服务地方经济，助力实现教育链、人才链和产业链深度衔接，全

面服务汽车产业“新四化”。

3.1 课程标准与“岗赛证”标准衔接

为了改变以往考证前突击辅导的状况，汽车发动机课程根据

汽车维修工岗位能力要求，以及国家、行业和企业的职业标准制

定课程标准，以教材《汽车发动机电控系统检修》和《汽车发动

机机械系统检修》为建设基础，搭建模块化课程体系。该课程体

系以实现“职前职后教育衔接一体化”为目标，采用能级递进式

模块化设计，将思想、安全、环保、实践、创新和创业融于课程

的各个环节，落实国家终身教育的人才培养理念，为技术技能人

才终身培养提供全方位的支撑。

3.2 课程内容与“岗赛证”内容衔接

发动机课程改革打破了传统的学科知识主线，以能力本位、

模块化设计、“互联网 +”和实际工作流程作为课程设计思路，以

主流车型发动机技术为主，同时兼顾自主汽车品牌技术发展（以

红旗为主）。课程内容将以企业典型工作任务为载体，通过任务

解决流程展现知识和技能，以问题引导学习者学习，为学习者提

供有效的学习辅助。

同时，教学中组织在校生和汽车维修工岗位的毕业生座谈，

探索适合当前学情的教学组织模式，通过改变教学方法，改善学

生的专注力，提高学习兴趣。

3.3 探索新的课程评价体系

为了使课程评价方式更接近于汽车维修工的岗位实际工作情

况，需要改变原来由校内老师单独完成课程评价的方式，探索新

的课程评价体系，调动学生的学习热情，提高学习效果。

4 “岗课赛证”融合模式下发动机课程改革效果

课程团队成员通过在 4S 店维修车间跟随维修技师维修车辆，

对课程建设及教材编写积累了丰富的案例资源。对于常见的客户

需求，如换机油、换冷却液和换正时皮带等保养项目，比对维修

手册要求，重点观察操作细节 ；对于疑难故障，重点学习故障诊

断排除思路以及故障诊断排除时涉及的新知识、新技能、新材料

和新工艺等内容，为课程建设积累素材。

4.1 修订了新的发动机课程标准

课程团队成员每年坚持到 4S 店实践、调研。通过参与 4S 店

的企业培训，了解汽车维修工岗位的理论知识需求 ；通过跟随汽

车维修工为客户修车，了解汽车维修工岗位实践需求。课程团队

根据调研所得汽车维修工岗位需求修改发动机课程标准。

课程团队成员通过研究国家技能大赛及世界技能大赛的标

学术 | 职业教育

ACADEMIC

016 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

准、大纲、考题、参加赛项培训内容以及学生参赛指导方案等，

研磨大赛的高标准要求，修订发动机课程标准。

课程团队成员紧跟汽车技术发展，通过参加校企合作培训及

自修的方式，提高自身的知识和技能素养。通过研究汽车维修工

及“1+X”证书标准，课程团队根据不同等级的要求修订发动机

课程标准，满足不同层次学员的需求。

4.2 重构课程内容

课程团队基于汽车维修工机电岗位工作能力要求，与发动机

课程内容相结合，构建了发动机课程的 12 个模块 29 个工作任务。

以发动机电控系统检修课程设计为例（图 1），教学内容共分为 7

个模块，13 项工作任务。其中对应 1 级（初级）和 2 级（中级）

子任务有 14 个，3 级（高级）子任务 10 个，4 级（技师）子任

务 6 个，5 级（高级技师）子任务 4 个。

结性考核，权重占 60%。

学校层面的评价主要以过程性考核为主 ；校外企业专家的评

价侧重于职业素养、岗位核心能力的培养，以终结性评价为主 ；

对于获取证书及大赛获奖学生可以置换课程成绩。多元评价主体

从课程教学、技能竞赛、技能证书和实践训练等多方面进行评价

考核，并将技能竞赛与考证过程中遇到的问题反馈到课程教学中，

便于教师及时作出调整 [4]。

4.4.1 过程性考核

过程性评价包括考勤、课堂的参与度（课堂汇报及讨论）、

线上资源的学习、讨论互动以及线上测试等，占总成绩的 40%。

其中，过程性互动记录的是参与投票、抢答、选人、讨论和随堂

小练习等 [5]。它可以是纯线上的，也可以是线上线下混合式授课

产生的。作业成绩的记录，主要体现在完成配套教材中的工单，

由教师批阅而产生的成绩，以及学生预习性观看音视频及章节学

习产生的成绩。过程性评价成绩计算如下。

过程性评价（100%）= 线上签到（10%）+ 互动成绩（参与

投票、抢答、选人、讨论和随堂练习等课程活动，20%）+ 作业

成绩 1（工单）（20%）+ 作业成绩 2（课程音视频观看和章节学

习次数，10%）+ 在线考试（20%）+ 实操训练（20%）

4.4.2 终结性考核

终结性评价开展“双元共评”的课程评价（图 3），此项评

价占总成绩的 60%。该评价实施以能力为基础、以流程为导向的

图 1 发动机电控系统检修课程内容

图 2 知识点、技能点学习流程图

4.3 重构课程组织形式

将“以学生为中心”的教学理念和“以服务

客户为中心”的学习理念贯穿整个教与学的过程。

课程教学实施任务引导，在课堂教学中导入典型的

客户委托，创设企业维修环境。实施问题引导，结

合任务实施导入针对性问题，促进学生养成自主、

合作和探究的学习方法。实施工单引导，由教师课

前设计学习流程图，将学习任务分解“知识点 - 技

能点”学习流程（图 2），促进工作任务到学习任

务的有机转化。

4.4 采用多元化的课程评价体系

为了检验“岗课赛证”融通模式在发动机课

程的实施效果，采用由学校、校外企业专家等组

成的多元评价主体，对课程建设的科学性和实施

效果进行客观评价。本课程评价主要包含 2 个维

度 ：一种是过程性考核，权重占 40% ；一种是终

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ACADEMIC

017 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

【参考文献】

作者简介 :

初宏伟，本科，高级工程师，研究方向为汽车检测与维修教学改革。

张颖，硕士，高级工程师，研究方向为汽车检测与维修。

[1] 汪婷 .“岗课赛证”互融下《茶文化与茶艺》课程的教学改革研究 [J].

公关世界 ,2023(01):101-103.

[2] 税永波 .“课岗证赛”深度融合式汽车检修专业课程的实施路径 [J].

汽车维护与修理 ,2021(04):43-45.

[3] 曹元军 , 李曙生 , 卢意 . 高职产业学院“岗课赛证”融通研究 [J]. 教育

与职业 ,2022(04):50-54.

[4] 王维华 . 基于“岗课赛证”融通的高职课程体系改革实践探索——以城

市轨道车辆应用技术专业为例 [J]. 陕西教育 ( 高教 ),2022(12):78-80.

[5] 李凤芹 . 汽车保险与理赔课程思政建设的实践与思考 [J]. 汽车实用技

术 ,2022,47(17):175-178.

课程评价模式。评价过程以处理岗位真实委托为考核形式，采用

校企双考官共同评价，从不同维度考量学生的能力发展情况，保

证考核的客观性和准确性。

终结性评价实行全过程评价，按“接受——分析——计划——

执行——反馈”委托处理流程，综合评价学生的知识、技能与素质，

实现技术技能人才的达标式评价。

5 结束语

高素质的汽车维修类技术技能型人才是汽车后市场的关键力

量，是提升汽车后市场服务质量的主力军。校企共建课程团队，

基于汽车机电维修职业岗位能力分析，针对发动机课程，按照能

力矩阵进行课程内容重组，打通学习者“新手——生手——成

手——专家”的能力螺旋发展的课程通道。通过本课程的改革实

图 3 “双元共评”的课程评价模式

践，让学生明确企业用什么，学校学什么，学习目标明确，唤醒

学生主动学习意识，能最大程度上满足职业能力与岗位的匹配。

另外，形成了完整的考评体系。该课程改革经验为后续的职业本

科课程建设提供了依据，对推进培养符合我国国情的、具有中国

特色的高素质汽车技术技能人才具有指导意义。

[1] 杨凯 , 巴希母 · 埃尔 · 哈伊克 . 六西格玛设计 ：产品开发之道 [M]. 上海 :

上海交通大学出版社 ,2022.

[2] 上海江达技术部 . 产品配置管理在商用车业务领域的应用

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[3] 刘 惠 谋 .PDM 在 汽 车 制 造 业 中 的 应 用 [J]. 汽 车 工 程 师 ,2015(03):57-

58+63.

[4] 尹志强 . 基于 PLM 系统的 Y 企业产品生命周期管理研究与实践 [D]. 杭州 :

浙江工业大学 ,2022.

[5] 天眼查数据新闻实验室 . 产品配置管理在商用车业务领域的应用

[EB/OL].(2021-11-25)[2023-7-2] https://www.jiemian.com/

article/6851510.html.

【参考文献】

作者简介 :

李岚，本科，工程师、经济师，研究方向为汽车产品配置数据。

（上接第 13 页）

代码和 VSN 过程中，将编译规则回归电脑逻辑，利用信息化实现

少人化，降低风险的同时减少了人力资本投入。

（3）系统管理，迭代改进。产品配置数字化管理系统的建设，

将有效提升对产品的升级迭代管理、产品配置变更记录和追溯管

理，也为产品投放市场后有针对性快速改进和升级提供了有力数

据支撑。

6 结束语

本文通过 DMAIC 方法，定义现行产品配置管理存在的问题

和研究方向，并利用对某一项目的复盘，发现产品配置管理流程

和产品配置内容定义存在改进机会。研究提出将产品配置管理流

程标准化和配置定义标准化作为改进方向，对下一步进行产品配

置数字化项目开发给出了明确方向。

整车产品配置管理数字化系统做为产品开发管理的重要数据

库系统，预留一些与企业其他应用系统（例如物料管理系统，质

量管理系统等）有效对接，也为企业进一步进行数据挖掘和数据

共享应用，实现企业的数字化转型补充了一个重要模块。企业数

字化转型是传统行业与新兴技术的一次深度融合，是推动企业转

型、提高企业效益的新模式。通过“数据 + 算法”的赋能，即运

用大数据分析手段，对数据资源进行挖掘和分析，从而形成决策

建议与实施方案 [5]。

学术 | 职业教育

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018 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

“1+X”证书制度下新能源汽车检测与维修

专业课证相融的研究与实践

——以广西电力职业学院为例

（东风柳州汽车有限公司，柳州 545005）

（广西电力职业技术学院，南宁 530007）

邹定凤

摘要 ：本研究通过对广西电力职业技术学院开展实施“1+X”证书制度，从课程设置、学生学习情况、教学方法与教学资源的角度分析了当前新能

源汽车检测与维修专业课程存在的问题。然后，提出了一系列策略与方法，包括调整课程设置、提升教学方法、加强教学资源建设以及加强学生

的职业素养培养，以适应“1+X”证书制度的要求，并提高学生的实践能力和技能掌握程度。最后对提出的策略与方法进行了深入的探讨，并预测

了未来的发展趋势。

关键词 ：“1+X”证书制度 ；专业课程 ；课程设置 ；教学方法

中图分类号 ： G712 文献标识码 ：A

基金项目：广西教育科学“十四五”规划 2022 年度教育评价改革专项课题《基于岗课赛证构建新能源汽车检测与维修技术专业课程评价标准研究》

（课题编号 ：2022ZJY371)。

0 引言

新能源汽车技术、汽车检测与维修技术等第一批开展“1+X”

证书制度的专业，自 2019 年开始试行以来，已执行超过 4 年。

很多职业院校在实际实施中，积聚了产教融合协同育人经验，取

得了校企合作课证相融成效，培养出了大量符合“1+X”证书制

度标准的复合型人才。然而与此同时，很多院校也发现了“1+X”

证书制度实施中在课证融合、书证融合和岗证融合等方面存在的

一些问题。

广西电力职业技术学院新能源汽车检测与维修技术专业从

2020 年开始实施“1+X”证书制度，迄今已完成 250 人次的“汽

车电子电气与空调舒适系统”模块考证工作，通过率达 95%。尽

管如此，从教育者视角仍发现许多因素制约着课证相融的落实，

如教学资源匹配不足、专业课程设置欠佳以及学生的学习主体情

况不到位等。

1 新能源汽车检测与维修专业课程的现状与问题

1.1 新能源汽车检测与维修专业课程的课程设置

新能源汽车检测与维修专业的课程设置需要紧密联系行业需

求、技术发展趋势和学生就业方向，以确保教学内容的前瞻性和

实用性，并与“1+X”技能等级证书的智能新能源汽车模块初级

和中级相对应，课程分为公共基础课程和专业课程 [1]。

公共基础课程以加强学生思想政治素质、文化素质、职业素

质及身心素质教育为主要目的，旨在把社会主义核心价值观、中

华优秀传统文化以及工匠精神更好地融入教学。此外，公共基础

课还需要教授学生实际工作时应遵循的安全规则。

专业课程包括专业群共享课程、专业核心课程及职业拓展课

程。专业群共享课程旨在为学生提供必要的基础知识，包括《新

能源汽车电子电工技术》和《汽车机械基础与制图》等。专业核

心课程旨在让学生理解汽车的各个系统和部件的工作原理，如《新

能源汽车构造》和《新能源汽车故障诊断与排除》等课程。专业

核心课程还需要设置实训课程，以提升学生实际操作能力，包括

汽车故障诊断、汽车保养和汽车零部件更换等 [2]。

随着智能网联、自动驾驶等新技术在汽车行业的应用越来越

广泛，因此，这些内容都列入新能源汽车检测与维修专业的职业

扩展课程中。除此之外，职业扩展课程还包括《汽车改装与加装

技术》和《二手车鉴定评估与交易》等。

1.2 学生的学习情况与问题

新能源汽车检测与维修专业是实践性很强的专业，其学习情

况与问题兼具共性和特殊性，体现在学生主体和学习主体，如学

习动机、职业素养、专业基础知识和实践技能情况。

学术 | 职业教育

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019 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

（1）学习动机和兴趣是最好的学习向导。有的学生可能对新

能源汽车技术专业充满热情和兴趣，他们乐于投入到实践操作中，

积极探索和解决问题。然而，也有一部分学生选择这个专业可能

是出于就业压力或父母的选择，而不是出于真正的兴趣，这可能

会影响他们的学习效果和未来的发展。

（2）学生需要具备良好的职业素养，例如诚实守信、尊重客

户以及注重安全等。然而，一些学生对这些职业素养的重要性没

有足够的认识，这可能会影响他们的职业发展 [3]。

（3）由于该专业涉及的知识领域广泛，包括机械工程、电子

工程和计算机技术等，学生基础知识的掌握情况可能会影响他们

对专业知识的理解和掌握。例如，如果学生在电子工程或计算机

技术方面的基础较弱，他们可能会在理解和处理与汽车电子系统

相关的问题时遇到困难。

（4）学生应具有一定的实际操作能力。然而由于种种原因，

例如实践教学资源的缺乏、教学方法的不合理等，可能会造成学

生在实践技能的训练中存在缺失，从而影响他们的技能掌握程度

及未来的就业竞争力。

1.3 教学方法与教学资源的问题

在新能源汽车检测与维修专业的教学过程中，教学方法和教

学资源的选择至关重要，然而也存在一些普遍的问题。

（1）传统的教学方法往往过于强调理论知识的传授，而忽视

了实操技能的培养。学生亲自动手进行实际操作少，会导致学生

在理论知识和实践技能之间出现脱节 [4]。

（2）“1+X”证书制度突出实践能力本位教学，对教学资源要

求更严格，如与时俱进的教学设备、教学材料和教学环境等。由

于各种原因，例如经费不足、设备更新速度慢或教学材料可能过

于陈旧等，无法满足现代汽车检测和维修的需求，无法覆盖新的

汽车技术。

（3）在教学过程中，教师的角色非常重要。然而，一些教师

可能缺乏行业经验，无法将维修一线工作经验传授给学生 ；或者

教师可能无法跟上汽车技术的快速发展，无法教授新的汽车技术。

此外，一些教师过于依赖教科书，而忽视了自主研发教学案例和

材料的重要性。

（4）随着汽车技术的快速发展，新能源汽车检测与维修专业

的课程设置需要不断进行更新。如果因为课程改革的复杂性或者

课程审批的繁琐性等无法及时更新课程内容，将导致教学内容与

行业需求和技术发展脱节。

2 “1+X”证书制度下课证相融的策略与方法

2.1 调整课程设置，以适应“1+X”证书制度的要求

（1）根据“1+X”证书制度的要求，需要将职业技能的培养更

加明确地纳入课程内容中。例如，可以增加更多与新能源汽车检测

和维修技能相关的实践课程，让学生有更多的机会进行实操 ；还可

以加强新技术课程的设置，让学生能够跟上汽车主流技术的发展。

（2）“1+X”证书制度强调的是学生的综合素质，而不仅仅是

专业技能。因此，课程设置需要涵盖更广泛的领域，包括基础知识、

专业知识、新技术和职业素养等。此外，也需要注意课程之间的

协调和配合，避免课程内容的重复和遗漏。

（3）在“1+X”证书制度下，课程的评价不应只侧重于理论

知识的考核，而应更加注重学生的实操技能和工作能力。因此，

需要建立一个综合性的课程评价体系，包括理论考试、实操考核

和项目评价等。

（4）由于汽车技术的快速发展和行业需求的变化，需要建立

一个灵活的课程更新机制，以保证课程内容的前瞻性和实用性。

例如，可以定期进行课程内容的审查和更新，可以引入行业专家

参与课程的设置和审查，还可以鼓励教师进行教学研究和创新。

2.2 提升教学方法，以提高学生的实操能力和技能掌握程度

为了适应“1+X”证书制度的要求，并提高学生的实操能力

和技能掌握程度，教学方法的改进和创新是关键。

首先，应当注重实践教学。实践教学是提高学生实操能力和

技能掌握程度的重要方式，这可能涉及到创建更多的实验、实践

课程和项目，让学生有更多的机会进行实操。

其次，要注重教学方法，如案例教学法、协作教学法和混合

式教学法等。案例教学法可以帮助学生了解和理解实际工作中可

能遇到的问题和情况，教师在新能源汽车检测与维修专业的教学

中，可以选择一些具有代表性的案例，让学生进行分析和讨论，

从而提高他们的问题解决能力和决策能力。

协作学习法是指学生在教师的引导下，通过合作和讨论，共

同解决问题和完成任务。这种教学方法可以培养学生的团队协作

能力和沟通能力，对于他们的职业发展非常重要 [5]。在教学过程

中，教师可以安排学生以小组为团队开展协作学习，创设情境任

务，引导学生分工协作，有的学生实操，有的学生记录，有的学

生翻阅资料，共同完成学习任务，取得良好效果。

而混合式教学法，是指线上和线下相结合的教学方式。教师

可以利用在线教学平台，提供一些预习材料和辅助材料，然后在

学术 | 职业教育

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020 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

【参考文献】

作者简介 :

邹定凤，本科，高级工程师，研究方向为新能源汽车维修技术、职业教育。

[1] 马玉蕾 , 刘颖 .1+X 证书制度下汽车检测与维修技术专业 \" 课证融通 \" 课

程体系研究 [J]. 专用汽车 ,2022(7):104-106.

[2] 王毅 . 基于 1+X 证书制度的课程模块化构建与实施研究——以汽车检

测与维修技术专业为例 [J]. 工业和信息化教育 ,2020(06):31-33.

[3] 耿保荃 , 包科杰 , 郭传慧 . 汽车检测与维修技术专业 1+X 证书课证融合

路径探究 [J]. 内燃机与配件 ,2021(24):236-238.

[4] 杨敬江 .\"1+X\" 证书和混合式教育视域下的课证融通研究——以《汽车

故障检修》课程为对象 [J]. 现代教育论坛 ,2021,4(4):43-45.

[5] 梁亚峰 , 王青春 , 张文金 .1+X 证书制度下高职院校汽车类专业课证融通

的思路与举措——以成都航院汽车检测与维修技术专业为例 [J]. 成都航

空职业技术学院学报 ,2021,37(03):26-28+92.

课堂上进行深入讲解和讨论。这种教学方法可以提高教学效率，

满足不同学生的学习需求。

最后，应注重持续的教学评价。持续的教学评价可以帮助教

师及时了解学生的学习情况，反馈教学效果，并及时调整教学方

法。评价方式应多样化，例如，学生自评和学生互评和教师点评等。

2.3 加强教学资源建设，以支持课程与证书的融合

新能源汽车检测与维修专业是一门实践性很强的专业，硬件

设施的完善与否直接影响学生能否获得实践操作的机会。学校一

方面应优化和增加实训车间、操作工位等实训场所，更新实践教

学设备，提供最新的实训车型供学生实践 ；另一方面要不断更新

教学材料，包括规划和创新教材、案例和课件等，为教学提供丰

富、具体的内容和形式。此外，学校还可以引入数字化教学资源，

如在线课程和模拟软件等，并建立动态的资源更新机制，定期进

行审查和更新。

良好的教学平台可以帮助教师和学生有效地进行教学活动。

学校可以搭建在线教学平台，也可以与优慕课或超星进一步深化

合作，提供在线课程、实时交流和作业提交等功能。此外，还可

以建立实践教学平台，如与企业合作建立实习基地，或设立学生

创新工作室等。

专业教师是教学资源的重要组成部分，学校应建立年龄、学

历和职称等结构合理的教师队伍。双师型教师是衡量职业院校师

资的最佳评价手段，因此，职业院校可以通过培训、招聘等方式，

引进和培养具有丰富实践经验且教学能力强的教师。对于在职教

师，学校应定期提供专业发展和技能更新的培训，以及到行业企

业实践锻炼的机会。

优化校企合作，深化产教融合，与汽车制造商、维修企业等

行业实体建立深层次合作关系。校企合作不止限于企业方向学校

提供实习职位、项目合作和专家讲座等教学资源，帮助学生更好

地理解和应对实际工作环境，还应进一步加强课程资源开发建设

和企业项目合作等。

2.4 加强职业素养教育，提升学生的专业认同和职业自信

“1+X”证书制度旨在通过技能教育和职业培训，帮助学生提

升职业素养，增强其专业认同感和职业自信心。加强学生的职业

素养培养可能涉及以下几个方面。

（1）专业课程融入课程思政，强调职业道德教育。教师可以

通过引入中华优秀传统文化、先进人物和英雄模范等讲述案例，

在专业课程中融入思政，深化学生对职业道德和社会主义核心价

值观的理解。强调职业道德教育有助于提升学生的专业认同感和

职业自信心。

（2）提供实践机会，促进工作技能的培养。通过实习、实践

课程和项目合作等方式，学生可以在实际环境中应用所学的知识

和技能。这样的经验可以帮助学生更好地理解职业角色，增强其

职业素养，提升职业自信心。除了专业技能，还应注重培养学生

的通用职业技能，如沟通、团队合作、解决问题和批判性思考等。

这些技能对于任何职业都是重要的，可以提高学生的就业竞争力。

（3）帮助学生理解职业发展道路，设置合理的职业目标，制

定个人职业发展计划。这可以通过职业规划课程、职业咨询和就

业指导等方式实现。学校定期邀请行业专家和从业人员来校进行

讲座，让学生了解行业最新动态、发展趋势和职业要求。这种直

接的行业接触可以帮助学生更好地理解自己的专业和未来的职

业，有助于增强学生对专业的认同感，并帮助他们对未来职业生

涯有更多的信心。

（4）建立学生社团，为学生提供一个展示和提升自己技能的

平台，同时也能提升他们的团队合作和组织管理能力。学生社团可

以组织各种活动，如汽车知识竞赛、维修技能比赛和行业研讨会等。

3 结束语

通过调整课程设置，优化教学方法，加强教学资源建设，以

及加强学生的职业素养培养，可以有效地实现课程与证书的融合，

提高学生的实操能力和技能掌握程度，增强他们的专业认同感和

职业自信心。未来，这种课证相融的教育模式将在更多的职业教

育领域得到应用，为中国职业教育的发展打开新的可能。

学术 | 制造研究

ACADEMIC

021 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

（东风柳州汽车有限公司，柳州 545005）

（柳州赛克科技发展有限公司，柳州 545005）

梁翠婷、任家峰

摘要 ：机床夹具在加工过程中起到了稳定固定工件、提供定位基准、实现切削力传递和保护工件表面等重要作用。正确选择和使用适当的夹具对

于确保加工质量、提高生产效率和保障人员安全至关重要。文章通过对某无级变速器（CVT）带轮轴的磨床加工过程中，夹具出现过量磨损的原因

进行分析，探究其过量磨损的根本原因，并经过对夹具夹持面涂层材料的优化改进，能显著提升磨床夹具的使用寿命及产线生产效率，供行业内

同类型的夹具磨损问题处理提供参考借鉴。

关键词 ：带轮轴磨床 ；夹具 ；胀套 ；夹持面涂层

中图分类号 ：U468.2+1 文献标识码 ：A

无级变速器带轮轴磨床夹具使用寿命优化改进

0 引言

磨床夹具是用于固定工件的装置，其主要作用是在磨削加工

过程中稳定固定工件，防止工件在加工过程中发生位移或晃动，

保证加工结果的准确性 ；通过提供稳定的支撑，能够有效降低工

件在磨削加工时的振动和共振，使得工件能够更加稳定地进行磨

削，从而提高磨削的精度和表面质量。磨床夹具的设计和制造精

度对加工结果有着重要影响，良好的磨床夹具能够准确地定位和

固定工件，保证加工过程的精度和尺寸的稳定性 [1-3]。

磨床夹具的磨损会对加工精度、位置准确度、加工稳定性和

加工表面质量等方面产生不良影响。若加工过程中夹具磨损严重，

可能会造成夹紧失效，酿成重大安全事故。本文主要探究某 CVT

机加工工厂在加工带轮轴过程中，磨床夹具磨损对带轮轴加工质量

带来的影响、夹具出现磨损的成因以及寿命提升的优化验证措施。

1 CVT 带轮轴磨床基本结构

CVT 带轮轴的生产过程中对磨削工艺要求很高，一是带轮轴

锥面需要通过倾斜角度精确加工，二是球道槽（轴向滚珠槽）也

必须加工。该工厂选用的是 EMAG_HG310 型磨床，2 道工序在

一次装夹中完成，可以避免二次装夹产生更大的误差 [4]。

HG310 磨床主要由如下部分组成 ：①头架主轴箱，主要由

夹紧油缸、旋转 C 轴、卡盘和定位夹持元件组成；②磨削主轴单元，

用于带轮轴锥面、轴颈外圆磨削加工及球道槽磨削加工； ③尾座，

尾座顶尖用以顶紧滑台单元 ；④用于立方氮化硼（CBN）砂轮和

刚玉砂轮的修整单元。此外，该磨床还同时配备了 Marposs 在线

测量装置、砂轮自动平衡单元、SIEMENS 数控系统以及其他功能

部件（图 1）。

图 1 HG310 磨床结构简图

1. 头架主轴箱 2. 磨削主轴单元 ：球道槽磨削 3. 尾座单元 4. 修整主轴单元

5. 磨削主轴单元 ：锥面、轴颈外圆磨削

HG310 磨床对工件的夹紧定位主要由头架主轴箱、尾座单

元以及工件辅助预支撑三部分协同完成，即通过头架浮动定心顶

尖及尾座顶尖（固定式）对工件两端中心孔进行定位，卡盘内安

装的胀紧夹持元件（以下简称胀套）进行定位夹紧。带轮轴产线

自动化程度较高，从粗加工工序至下线均采用桁架机械手自动上

下料方式。机械手抓料后放置于机床工件预支撑上，尾座单元在

液压驱动下将工件顶紧，胀套在液压油缸作用下夹紧工件，机床

对工件的定位夹紧步序完成（图 2）。

2 带轮轴磨床夹具磨损的影响

该 CVT 机加工工厂带轮轴线磨床自 SOP 量产 2 个月后，加

工过程中开始出现不同的质量缺陷，包括工件轴颈外圆跳动和锥

学术 | 制造研究

ACADEMIC

022 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

面跳动超差等问题。CVT 带轮轴锥面和轴颈外圆跳动超差可能会

导致传动带与带轮之间的配合紧密度不均匀，造成传动时的冲击

和噪声，增加两者间的摩擦损失，降低传动效率。如果出现这样

的问题，CVT 运行一段时间就会导致传动带磨损加剧，缩短传动

系统的寿命。因此为了确保 CVT 的正常运行和延长传动系统的寿

命，应该控制锥面及轴颈外圆跳动在合理可接受范围内，这可以

提高传动效率，减少噪声和振动，同时延长传动系统的寿命。

经项目团队对设备的排查分析，最终确认出现轴颈外圆跳动

和锥面跳动超差等问题，是由于磨床夹具磨损导致。项目团队通

过调整夹紧力、优化夹紧行程和调整夹具偏移角度等措施，能在

一定程度上遏制上述问题的出现，但随着时间推移，问题重复发

生，严重影响了设备开动率及产品下线合格率。在分类排查机床

夹具时，发现加工带轮轴线的 4 台磨床夹具（胀套）涂层均有不

同程度磨损（图 3）。由于该设备原装进口的胀套售价昂贵，且货

期长达 6 个月以上，所以夹具一旦磨损，则需频繁调整机床夹持

状态，耗时长，会造成极大的产能损失，因此找到胀套涂层磨损

的根本原因并解决问题尤为迫切。

可能存在质量问题，如硬度不足或表面处理不当，这些质量问题

会使夹具易于磨损，缩短其使用寿命。由于该设备是在投产使用

2 个月后出现的问题，暂时可排除长期频繁使用对夹具造成的磨

损。结合工件的装夹过程以及夹具本身的设计结构，主要从以下

2 个方面对夹具出现磨损的原因进行分析。

3.1 上下料位置偏移

机床通过机械手自动上下料，若工件预支撑块出现磨损，工

件整体位置向下偏移，在尾座顶紧时工件不能准确进入胀套内。

工件大头端螺纹部分首先接触胀套夹持面（图 4），长期装夹会对

胀套涂层产生一定的磨损。

3.2 夹具设计存在缺陷

原装胀套涂层是胶质材料（图 5），厚度约为 0.2 mm，有弹性。

而工件材料是 20CrMoH，硬度基本在 60HRC 以上，顶紧过程中

易造成以下影响。

（1）加工前尾座顶尖时，需要先将工件顶到胀套内再进行夹

紧。在此过程中，工件会与胀套夹持面有一定摩擦，经过多次装

夹摩擦之后，夹持面的胶质涂层会出现局部磨损。

（2）夹持过程中，由于工件硬度与胀套胶质涂层材料硬度的

差异，频繁张夹会在工件端面与胀套夹持面的接触点造成局部不

均匀挤压，日积月累形成台阶。初始对装夹影响不大，但到达临

界点之后，加工开始出现大面积超差现象。

图 2 磨床夹紧定位示意图

图 3 胀套涂层不同程度磨损

图 4 工件大头端螺纹状态

3 夹具磨损原因分析

项目团队根据 CVT 带轮轴磨床的使用情况分析，夹具磨损

的可能原因有 ：①频繁使用导致夹具的表面磨损，特别是与工件

接触部分 ；②夹具承受着磨削加工时工件的加工压力和工件之间

的摩擦力，这些力会导致夹具表面的磨损 ；③夹具所选用的材料 图 5 原装胀套及涂层

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023 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

4 夹具使用寿命优化验证

根据上述分析，原胀套磨损的根本原因是胀套涂层材质选用

上存在缺陷，未充分考虑到夹持工件的硬度及涂层本身耐磨性等

问题。由于原胀套价格昂贵（单价约 3.5 万元）、货期较长（6 个

月以上），备件无法及时回货以弥补涂层磨损的缺陷，且涂层耐磨

性差，因此需要先对原夹持面磨损的涂层进行修复验证，确保工

件夹持无异常，保证生产的顺利进行。同时，尝试优化胀套涂层

并进行试制验证，以提升夹具寿命、设备开动率及产品下线合格率。

4.1 优选耐磨涂层材料，替换原涂层验证

（1）项目团队将原装胀套的软质涂层刮去后，尝试使用环氧

树脂材料修补磨损面涂层，过程中发现环氧树脂材料很难正常附

着在原胀套基体上。即使能将环氧树脂材料附着在夹持基体上，

后续还是会出现磨损，使用寿命约 2 周。

（2）在磨损点涂 TS311 陶瓷涂层，用抛光带打磨平整夹持面，

使用 1 周后涂层脱落。

（3）由于夹持面内孔尺寸要求较高，需要在修补磨损面时进

行进一步处理，确保尺寸的同时保证修补涂层的耐磨性，以及更长

的使用寿命。而镀铬修复技术作为加法再制造修复技术中的一种重

要手段，不仅可以修复再制造产品的尺寸，还可提高其硬度、耐磨

性和耐腐蚀性，有效提高使用寿命 [5]。且镀铬修复技术工艺简单，

成本低，可外协加工。于是项目团队在原装胀套基体上进行镀铬处

理，连续跟踪加工 16 周，状态良好，但使用过程中涂层依然会磨损，

调整不及时仍会出现个别加工超差情况（图 6）。

4.2 自制胀套并采用镀铬涂层

由于夹具镀铬涂层必须要在原装胀套基体上，且仅能镀一

次，磨损后重新镀铬无法满足加工需求，因此项目团队尝试进

行国产化试制验证。由于供应商不提供原装胀套图纸及尺寸链，

需进行基体尺寸测绘，并根据安装和夹持状态确认尺寸链。同时，

还需要确定加工材料和加工工艺，以及夹持面涂层厚度和最终

硬度（图 7），避免涂层脱落和夹伤工件 [6]。改进型夹具经过多次

试制及安装验证，研制出合格夹具，且使用过程中带轮轴磨削加

工后锥面及轴颈外圆跳动趋势稳定（图 8）。

该国产胀套关键部位工艺要求 ：确保锥面全跳动在 0.010 mm

以内，严格控制胀套锥面角度 165.0° ±0.5°，否则无法正常装入卡盘；

夹持面需额外镀耐磨涂层（镀铬），镀完后做精磨抛光处理，严格

要求磨完尺寸误差在 ±0.003 mm 内；且加工过程中工件不能打滑，

不能划伤工件表面 ；加工完后需要开沟槽，沟槽内部做填充处理，

作为缓冲。胀套整体材料硬度要求 HRC60 ～ 62，镀层硬度要求

HRC60 ～ 64，镀层厚度 0.040 ～ 0.050 mm。需要说明的是，由于

镀铬层的厚度大小与硬度有关。随着厚度的增加，铬层硬度先略有

增大，当铬层厚度增加到 0.046 mm 时则迅速增大，随后又缓慢增

大 [5]。根据 HV 与 HRC 的硬度对照，当铬层厚度在 0.040 mm，硬

度约为 700HV（HRC60）；当铬层厚度为 0.050 mm 时，硬度约为

800HV（HRC64）。

国产胀套自投入使用连续 9 个月，加工趋势稳定，夹持面未

见明显磨损痕迹，且使用寿命大幅度提升。而且在工作过程中，

胀套夹紧状态稳定，不需要频繁调整卡盘夹紧状态，提高了设备

的开动率及产品下线合格率。同时，采购成本缩减为原来的 1/7，

（下转第 27 页）

图 7 国产试制胀套及涂层

图 6 镀铬前后工件超差数量 图 8 CVT 带轮轴锥面、轴颈外圆加工跳动数据趋势

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024 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

（东风柳州汽车有限公司，柳州 545005）

（柳州赛克科技发展有限公司，柳州 545005）

张子盛

摘要：带轮轴作为无级变速器（CVT）的核心部件，其制造工艺的控制也尤为重要。本文针对某款 CVT 的带轮轴（以下简称带轮轴）在磨削轴颈过程中，

直径出现超差的问题进行分析。项目组对带轮轴轴径直径的加工工艺以及磨床的工作原理进行分析，找出轴颈直径超差的主要原因，是因为磨床

的 2 个顶尖直线度超差、砂轮磨损过快以及直径量仪测量位置设置不合理。通过过对磨床相应机构的优化并经过实际工作验证，确认抑制问题的

对应措施有效。

关键词 ：带轮轴 ；磨削 ；轴颈直径 ；在线测量

中图分类号 ：U463.22 文献标识码 ：A

无级变速器带轮轴磨削轴颈直径超差的原因及解决方案

0 引言

CVT 凭借其运行过程中优良的平顺性和舒适性，以及更好

的燃油经济性，在汽车装车量中占有很大的份额 [1-3]。带轮轴是

CVT 的重要组成部分之一，其主要作用有一下 3 点。

（1）动力传递，即承担主动带轮和从动带轮之间的动力传递。

主动带轮安装在发动机端，从动带轮安装在变速器端，二者通过

钢带将动力传输到带轮轴，然后带轮轴将动力传递给从动带轮，

从而将动力传递到车轮上 [4]。

（2）调整速比。通过改变带轮轴的直径、角度和形状来调节

速比，从而满足不同行车条件下的动力需求。

（3）增强变速器的扭矩传递能力。带轮轴作为一个传动零件，

需要较高的设计强度和制造标准，才能够保证在承接大扭矩时的

可靠性（图 1）。

带轮轴轴颈直径加工尺寸超差，可能会导致带式传动系统失

效、速比不稳定和传动效率降低，从而影响 CVT 的换挡品质，只

有高精度的带轮轴才能够保证 CVT 的稳定运行和可靠。

1 轴颈直径加工出现超差

某 CVT 工厂自产品按标准化作业流程（SOP）连续生产很

长一段时间后，从动带轮轴线时而会出现产品一次下线合格率

（FTQ）不达标的情况（工厂要求 FTQ ≥ 98.5%）。经排查分类，

导致该线体 FTQ 不达标的超差项，占比最大为轴颈直径超差。轴

颈直径超差零件需进行返工，无法返工则报废，过程中会浪费大

量的人力物力，影响产线效率，抑制该超差问题的产生迫在眉睫。

2 带轮轴轴颈直径磨削加工工艺分析

2.1 带轮轴加工工艺分析

该 CVT 工 厂 的 精 加 工 工 序 采 用 EMAG_HG310 卧 式 磨 床

加工从动带轮轴，该工序分别对从动带轮轴的轴颈外圆、锥面

以及球道槽进行磨削加工（图 2）。该工序的工艺设计上，有

3 段不同直径的轴颈及锥面采用一体成型的磨削加工方式，对

砂轮以及轴颈加工尺寸控制的要求很高。从动带轮轴工件长度

约 258.000 mm，A 段轴颈直径要求（40.000±0.008）mm ；B

段轴颈直径要求（41.000±0.008）mm ；C1/C2 段轴颈直径

（48.600±0.005）mm。轴颈表面质量要求较高，粗糙度要求达

到 Ra 0.8，工件材质为 20CrMoH，硬度要求大于 60HRC。

图 1 CVT 动力传递示意图

图 2 从动带轮轴结构

2.2 带轮轴磨床工作原理

EMAG_HG310 磨床主要

由头架主轴箱、尾座、旋转

C 轴、磨削主轴（SP3/SP4）、

修 整 主 轴（SP9/SP10）、

Marposs 在线测量系统、动

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025 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

平衡系统以及其他机械功能部件组成，并配备了 SIEMENS 数控

系统（图 3）。由于加工工艺设计要求，带轮轴轴颈与锥面采用一

体成型的砂轮进行磨削加工，成型砂轮的体积和质量较大，因此

需要给磨床配置砂轮动平衡系统，用于砂轮平衡和过程监控。即

在磨削主轴安装砂轮位置的轴心空腔处内置 Marposs 动平衡电

机，另一端安装接收器，对砂轮进行连续监控。

为浮动式，尾座顶尖为固定式），并采用内胀套对工件进行定位夹

紧（图 4）。在连续生产过程中，若机床两顶尖的直线度出现不同

程度的变化时，即机床头和尾架的顶尖轴线未处于同一直线上，装

夹后工件定位倾斜，直线度超差，会影响工件轴颈直径的加工尺寸。

图 3 EMAG_HG310 磨床

表 1 同工序 4 台磨床直线度、U 轴移动间隙量对比

工位号 反向间隙量/mm

（程序设定U轴往复位移值

2.000 mm）

直线度对比/mm

（直线度要求≤0.006 mm）

OPa1.1 0.001 0.003

OPa1.2 0.002 0.004

OPa1.3 0.001 0.002

OPa1.4 0.050 0.025

图 4 磨床装夹示意图

在加工循环期间，动平衡系统对砂轮的不平衡量即时进行补

偿，保证砂轮在高速旋转过程中不会出现过大的离心力和惯性力，

从而减少砂轮产生的振动和噪声，延长砂轮寿命，提高设备加工精

度和安全性 [5]。Marposs 在线测量系统则是用于测量球道槽角度和

轴向距离，并对轴颈直径实时监控，以提高设备加工效率和合格率。

该磨床采用桁架机械手自动上下料，通过机械手抓放工件放

置到机床预支撑位置。液压系统驱动尾座顶紧以及头架（胀套）

夹紧后，Marposs 在线测量装置启用，对工件进行轴向定位测量，

以及带轮轴球道槽位置分中，加工循环开始磨削球道槽。完成该

加工歩序后，进行轴颈外圆及锥面磨削的同时，在线测量装置的

直径量仪同步启用，实时监测轴颈余量。轴径余量达到要求尺寸

后直径量仪退回，机械手取料，当前加工循环结束。

3 轴颈直径超差原因分析

零件从毛坯上线到精加工完下线需经过上线打标、粗加工（2

个工序）、精加工、清洗、测量和下线 6 个不同的工序，因此造

成工件加工轴颈直径超差的原因较多。从人、机、料、法、环、

测 6 大因素对精加工工序出现轴颈直径超差的原因进行排查。由

于该工序采用桁架机械手自动上下料的方式，且周围环境也没有

出现明显的异常改变，首先排除人和环。继续排查得知，上一工

序加工完成后定期进行抽检，且检测合格 ；机床的加工参数在设

备量产时也进行了统一。因此，着重对机和测进行分析验证。

3.1 机——加工设备分析

3.1.1 机床精度变化

机床夹具上采用顶尖对工件中心孔进行定位（机床头架顶尖

产线设计初期为满足节拍需求，精加工工序有 4 台相同的磨

床进行加工。通过对比检查，并结合机床装夹及运动方式发现 ：

机床 U 轴的传动方式为螺纹丝杆传动，将 U 轴电机的旋转运动，

通过螺纹丝杆传动，转化为尾架 U 轴顶尖往复直线位移。若 U

轴的程序位移量与实际位移量不等，即存在反向间隙，会直接影

响两顶尖直线度（表 1），导致加工过程中 A 段轴颈直径不稳定，

甚至出现超差。

3.1.2 砂轮磨损量变化

在磨削加工中，砂轮的磨损和钝化程度将影响着磨削加工的

质量、砂轮使用寿命以及生产效率 [6]。HG310 磨床的选型配置中

无砂轮轮廓测量监控，采用定期定量的周期修整方式，以达到砂

轮廓形的要求。若砂轮的表面廓形未达到修整频次时，会出现异

常磨损，从而对工件的加工精度有较大影响。

从动带轮轴的 A、B 和 C 段轴颈直径不同，成型砂轮通过修

整后能适配不同轴颈尺寸的加工。若砂轮在加工过程中，不同轴

颈段出现异常磨损，也会导致轴径直径超差。通过对比不同品牌

成型砂轮加工不同轴颈的趋势波动，来反映砂轮的异常磨损，A

和 C 段轴颈直径变化趋势如图 5 所示。

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026 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

图 6 A、C 段轴颈直径公差带宽

图 7 尾架顶尖套筒局部装配图

图 8 加大修整余量加工数据趋势图

图 5 3 家不同品牌砂轮加工趋势对比

4.3 直径量仪测量位置设置不合理

将 A 段轴径的随行直径量仪测头更改至公差要求更严格的

C1 段轴径（C2 段轴径有球道槽，测量不准确）进行实时测量，

使尺寸控制更加合理。后续连续生产跟踪验证，A、C 段轴径轴

颈直径加工尺寸趋于稳定且在合格范围内（图 9）。

通过以上对策和改进，从动带轮轴轴颈直径合格率得

3.2 测——Marposs 在线直径量仪测量分析

Marposs 直径量仪可以通过在线实时监测从动带轮轴轴颈

外圆尺寸的加工过程数据，以保证加工质量 [7]。磨床当前加工方

式为成型砂轮对整段轴颈进行磨削，A 段轴颈外圆配置有随行直

径量仪测头进行实时监测，其余 2 段轴颈外圆以此尺寸为基准

来磨削（不用直径量仪）。在工艺上，A 段轴颈直径公差要求为

±0.008 mm，而 C 段轴颈直径公差要求为 ±0.005 mm，且轴径

C 是工艺控制的关键尺寸，公差要求也更加严格。

从 A、C 段轴颈直径公差带宽示意图解析（图 6），当 A、C

段轴颈直径锥度为 0 时，且直径量仪测头能控制 A 段轴径稳定在

中值，则工件整段轴径呈一条与公差中心重合的直线。当实际加

工中轴径锥度大于 4.1，加上测头本身重复性 0.9，C 段轴径则会

超出公差范围。若直径量仪测头监测位置改到 C 段轴径，即使出

现 7.1 的锥度，A 段轴径仍能保持不超差。

4 对策及措施验证

4.1 机床两顶尖直线度超差

根据机床 U 轴丝杆传动机构与尾架顶尖套筒局部装配示意

图（图 7），拆除 U 轴传动机构防护检查，发现止推套筒位移迟滞，

紧固螺栓松动，导致 U 轴位移异常，存在反向间隙。增加螺纹胶

并重新紧固螺栓后，止推轴套往复位移正常，千分表表针变化量

为 0.001 mm，且与同工序其他机床变化量一致。反向间隙消除

后，通过尾架滑台机构调整螺栓，可将尾架滑台整体进行微调，

使得头、尾架顶尖轴线处于同一直线上，以此将 2 顶尖直线度调

测试可知，轴颈直径超差主要是加工中某一段砂轮磨损过快导致。

供应商反馈，砂轮配方从 SOP 以来未进行过变更，CVT 工厂对砂

轮的配方和质量暂无有效的检测手段，无法分析出磨损过快的根本

原因。通过加大砂轮修整余量（正常修整量 2×0.020 mm），将磨

损不一致的料层去除，加工验证 C 段轴径加工数据趋于稳定（图 8）。

整至 0.003 mm（直线度标准要求

≤ 0.006 mm）。

经过上述措施实施后，连续

生产跟踪，A 段轴颈直径加工尺寸

趋于稳定且无超差情况出现。

4.2 砂轮磨损过快

对 3 家不同品牌砂轮进行加工

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027 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

【参考文献】

作者简介 :

梁翠婷，本科，助理工程师，研究方向为机械制造及设备管理。

任家峰，本科，助理工程师，研究方向为自动化控制。

[1] 荀正宇 . 零件加工中的机床夹具设计作用 [J]. 中外企业家 ,2018(04):91.

[2] 魏霞 . 机床夹具中定位与夹紧的研究 [J]. 南方农机 ,2018,49(24):102.

[3] 杨 庆 丰 . 零 件 加 工 中 机 床 夹 具 设 计 作 用 分 析 [J]. 内 燃 机 与 配

件 ,2019(19):70-71.

[4] 佚名 . 埃马克 HG 208 外圆磨床 : 为传动轴精密量身定制的磨削解决方

案 [J]. 今日制造与升级 ,2018(04):45.

[5] 詹瑞秋 , 吴益文 , 汪宏斌 , 等 . 不同厚度电镀铬层的组织及性能 [J]. 机械

工程材料 ,2018,42(03):43-47.

[6] 柳 州 赛 克 科 技 发 展 有 限 公 司 . 一 种 涨 套 式 夹 紧 机 构 : 中 国 ,

20179611.7[P]. 2022-07-08.

图 9 验证胀套成本及寿命对比

表 1 夹具（胀套）涂层及国产化验证结果

（上接第 23 页）

缓解备件成本压力（图 9）。

通过验证，夹具优化改进后有效解决了磨床夹具磨损过快、

使用寿命低且夹持稳定性不好的技术性问题。同时，优化后的胀

套遏制了因夹具磨损，导致磨床加工带轮轴轴颈外圆和锥面跳动

超差等质量缺陷问题，提升设备开动率及产线效率（表 1）。

验证方案 缺陷分析 结论

原装胀套 软胶质涂层、易磨损 NOK

环氧树脂涂层（原装基体） 难附着、易磨损脱落 NOK

TS311陶瓷涂层（原装基体） 易磨损脱落 NOK

镀铬涂层（原装基体） 需原装基体，仅能镀一次，且成功率不高 OK

国产胀套 试制尺寸合格，装机使用验证OK OK

5 结束语

在机床磨削加工过程中，随着加工数量及时间的积累，与工

件直接接触的夹具类机械件磨损是必然的趋势。对于工件辅助支撑

件的磨损，及时更换可减少由于辅助支撑件磨损而带给夹具的不利

影响。本文针对夹具磨损过快的问题，通过优化改进胀套夹持面涂

层材料，并进行国产化试制验证，在保证加工质量的前提下，很好

地提升了磨床夹具的使用寿命，降低了生产制造成本。

【参考文献】

作者简介 :

张子盛，硕士，高级工程师，研究方向为汽车变速器制造工艺。

[1] 祝勇 , 范文波 .CVT 自动变速器在中国乘用车市场的应用趋势浅析 [J].

上海汽车 ,2021(11):41-45.

[2] 李育贤 , 么丽欣 , 左培文 .CVT 变速器技术发展状况与市场分析 [J].

汽车工业研究 ,2015(01):24-26.

[3] 吴 憩 棠 . 无 级 变 速 器 (CVT) 技 术 发 展 和 在 中 国 的 应 用 [J]. 汽 车 与 配

件 ,2008(48):22-24.

[4] 袁 雨 辰 . 金 属 带 式 无 级 变 速 器 的 传 动 性 能 分 析 [J]. 世 界 有 色 金

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设计与制造 ,2018(01):137-139+143.

[6] 母德强 , 张发奎 . 磨床砂轮轮廓磨损在线检测技术研究 [J]. 制造业自动

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[7] 吴昭玉 . 普通外圆磨床数控化改造方案配备 MARPOSS 在线测量仪 [J].

金属加工 ( 冷加工 ),2008 (19):62-63.

图 9 A、C1 段轴径加工数据趋势

到显著提升，产线 FTQ 稳定在 98.6% 以上，有效地解决

了 因 轴 颈 直 径 不合格影响产线效率及产出的问题。

5 结束语

在机床磨削加工中，对于螺纹丝杆传动类机床精度变化而引

起的超差问题，若检查发现精度突然变差，可以着重进行检查分

析紧固件是否存在异常松脱的情况。长期使用后螺纹丝杆出现磨

损，也会使得传动结构不够精准，引起精度变化导致加工出现超

差。因此，需定期及时对机床进行维护和检修，确保机床精度的

稳定性。

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028 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

（东风柳州汽车有限公司，柳州 545005）

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，柳州 545007）

刘琴、张翔

摘要 ：仪表板支架组件检具是检测、监控仪表板支架组件零件制造尺寸而设计的专用检具。本文通过对仪表板支架组件结构进行分析，对检具的

整体外形尺寸和材料、主副定位和定位面以及针对孔检测、面检测的等结构进行了设计，并对检具设计制造中的常见问题和对应措施进行了分析。

本研究对检具设计和加工制造人员选用合适设计方案，减少仪表板支架组件检具设计制造问题，以及提高仪表板支架组件检具使用寿命提供了参考。

关键词 ：仪表板支架组件 ；检具 ；定位设计 ；检测设计

中图分类号 ： U467.4 文献标识码 ：A

仪表板支架组件检具设计

0 引言

仪表板支架组件是汽车车身件中的一个关键零件 [1]。它是仪

表板系统的内部骨架，仪表板大部分安装点都在仪表板支架组件

上，起到支撑仪表板系统的作用。它也是仪表板系统与白车身总

成的连接支架。一旦仪表板支架组件尺寸不合乎标准，要么出现

仪表板系统相关零部件无法装配到仪表板支架组件上，要么是仪

表板支架组件无法装配到车身上。

为避免出现上述装配问题，要求仪表板支架组件尺寸必须满

足标准要求。为了快速测量仪表板支架组件的零件尺寸，零部件

供应商都会开发制作仪表板支架组件专用检具。本文主要介绍仪

表板支架组件检具的设计开发过程，以及仪表板支架组件检具设

计制造经验教训。

1 仪表板支架组件检具设计概念

仪表板支架组件主要由左右安装端板、转向管柱安装支架、

仪表板安装支架、空调箱安装支架、杂物箱安装支架、安全气囊

安装支架、前隔板固定支架、一些功能模块安装支架以及连接以

上支架的圆管横梁组成（图 1）。而仪表板支架组件检具的设计，

主要是以仪表板支架组件数模、图纸以及客户的检具设计制造标

准为依据 [2]。

首先，要考虑仪表板支架组件零件与检具基座的位置关系。

一般会选择零件的装车位置，这样有利于零件装配问题分析。

其次，要确定检具外形尺寸。检具的长和宽主要由零件外形

尺寸确定，其中，检具的长度按零件长度左右各加上 200.0 mm

设计 ；检具宽度以前后检测机构打开不超出检具底板，并方便零

件装配为原则设计 ；检具的高度设计要符合人机工程，为了检验

员方便操作使用，检具设计高度一般为零件圆管横梁到地面高度

（800.0 mm 左右）。

仪表板支架组件零件较重，且零件设计结构越来越复杂，检测

取放过程难免与检测块磕碰。为了避免检具使用过程中造成变形或

者碰伤，仪表板支架组件检具底板和检测块材质均选择 45 号钢 [3]。

2 仪表板支架组件定位设计分析

2.1 仪表板支架组件主副定位设计

仪表板支架组件检具的主副定位主要有 2 种结构 [4] ：一种是

2 个基准孔定位，另一种是 2 个定位销定位。目前一般商用车仪

表板支架组件的主副定位设计采取孔定位，乘用车仪表板支架组

件主副定位设计采取销定位。

孔定位检具设计结构有 2 种 ：第 1 种是 2 个基准孔均设计成

固定结构 ；第 2 种是 1 个基准孔设计成固定结构，另一个基准孔

设计成活动插销。固定结构锁紧形式也有 2 种结构（图 2），考虑

到零件本身重量，推荐使用螺母背面锁紧的结构 ；而活动插销结

构为前导向销（图 3）。

销定位检具设计结构基本上都是统一的。主定位销控制 2 个

方向，主定位销设计为圆形衬套 ；副定位销控制一个方向，衬

图 1 仪表板支架组件结构 套设计成腰形衬套。定位销有效定位长度要求会在几何公差图

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029 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

（GD&T 图）上有要求，基本统一为 5.0 mm，有一些设计要求有

效定位长度为 1.5 mm 或 10.0 mm。

2.2 仪表板支架组件面定位设计

基准面都设计在仪表板支架组件左右安装端板上，基准面大

小根据零件装配配合面大小设计成正方形或长方形。夹紧方式基

本都是快速夹钳，除了少数车型由于两端支架结构不同，操作空

间限制，采用螺纹拧紧方式。

由于孔定位和销定位结构不一样，快速夹钳的夹紧设计结

构也会不一样。目前设计有 5 种结构 ：①为避让开基准销或检

测销，夹头设计成马蹄形结构（图 4a）；②为避让开检测销，夹

头设计成套筒结构（图 4b）；③夹头套筒增加了观察孔，方便

观察（图 4c）；④ 为 避 让 开 检 测 销 ， 夹 头 设 计 成 卡 爪 形 结 构

（ 图 4 d ）；⑤基准面设计成中间避空的正方形结构，由于零件结

构限制，所以采用了螺纹拧紧方式夹紧（图 5）。

3 仪表板支架组件检测设计分析

仪表板支架组件是乘用车结构中非常重要的部分，它很大程

度上决定了仪表板的功能性要求，装配尺寸精度要求比较高。仪

表板支架组件检具可实现仪表板支架骨架结构以及关键孔位的检

测，仪表板支架组件焊接完成后成品的安装面轮廓度以及关键孔

位的位置度检测。

3.1 转向管柱区域检测

目前根据车型不同，仪表板支架组件上转向管柱的支架有 2

种结构 ：一是转向管柱安装在 1 个支架上 ；二是转向管柱安装在

2 个支架上。

3.1.1 转向管柱安装在 1 个支架上

对于 1 个支架的转向管柱支架结构，图纸要求对其检测项目

有 4 个螺母孔位置度检测、4 个螺母孔相对位置检测以及 4 处转

向管柱安装面检测。因此，对于该种支架的检测结构有 3 种设计

方案，分别为滑移机构、翻转结构和固定结构。

滑移结构设计如图 6a 所示，检测块通过滑轨滑到工作状态，

限位固定开始检测。检测销、划线销采用插拔销机构，面检测

块到零件表面标准间隙为 5.0 mm。目前车型仪表板支架组件结

构越来越复杂，因此从操作使用便利性方面，推荐使用滑移机

构检测。

翻转结构设计如图 6b 所示，检测块通过翻转机构连接，翻

转锁紧到工作状态。检测销、划线销采用插拔销机构，面检测块

到零件表面标准间隙为 5.0 mm。翻转结构相对滑移机构操作复

杂，其优点是耐用性好。

固定结构设计如图 6c 所示，检测块固定在支座上，检测销、

图 2 基准孔固定销设计结构

图 4 基准面夹钳设计结构

图 5 基准面采用螺纹拧紧方式夹紧

图 3 基准孔活动插销销设计结构

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030 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

划线销设计在一起，一端作为检测销，一端作为划线销。某些车

型的仪表板支架组件结构比较简单，因此将转向管柱支架检测机

构设计成固定结构，不影响取放零件。考虑到操作安全性，目前

已经很少使用此种结构。

3.1.2 转向管柱安装在 2 个支架上

对于 2 个支架的转向管柱支架结构，图纸要求检测项目有 4

个孔位置度检测、2 个螺母孔相对位置检测、2 个孔同轴度检测

和转向管柱安装面检测。因此，对于该种支架的检测结构有 2 种：

滑移机构和翻转结构。

2 个支架的转向管柱支架检测滑移结构设计如图 7a 所示，

检测块通过滑轨滑到工作状态，限位固定开始检测。检测销、划

线销采用插拔销机构，面检测块到零件表面标准间隙 5.0 mm。

2 个支架的转向管柱支架检测翻转结构设计如图 7b 所示，

检测块通过翻转机构连接，翻转锁紧到工作状态。检测销、划线

销采用插拔销机构，面检测块到零件表面标准间隙 5.0 mm。翻

转结构相对滑移机构操作复杂，优点是翻转机构耐用。

不管是滑移结构还是翻转机构，与转向管柱总成匹配面检测

块设计有一些差异。检测块有设计在零件内部的，也有设计在零

件外侧的（图 8）。2 种结构比较，检测块设置在零件内部，可以

连接在滑移机构上，操作方便。

3.2 其他区域检测

仪表板支架组件都是在横梁上焊接各种功能的小支架，其检

测结构的设计基本与转向管柱支架的检测结构一致，因此检测结

构主要设计有滑移机构、翻转结构和固定结构 3 种。检测面大小

设计按支架装配面大小设计，要求不能超出装配面，也不能小于

装配面。各种位置度的检测结构设计简介如下。

螺母孔 / 光孔位置度检测 ：检测销、划线销分开设计，结构

如图 9 所示。

刺破孔 / 异型孔检测：不需要划线销检测，只需要检测销检测，

采用弹簧销方便操作（图 10）。需要注意的是，检测销检测方向

与冲孔方向一致。

螺柱检测 ：采用套筒弹簧销检测，方便操作检测（图 11）。

4 仪表板支架组件检具设计制造经验教训

仪表板支架组件检具的设计制造也出现过一些问题 [5]，下面

具体介绍一些设计制造问题，给后续同类检具设计制造参考。

4.1 基准面夹钳夹不稳

对于基准面夹钳夹不稳问题，分析其主要原因如下。

（1）压紧力过小，造成被测零件定位不稳。

（2）压紧点位置偏离定位面中心，造成被测零件定位有偏摆。

（3）基准面过小，造成定位不稳或有偏摆。

（4）压紧力方向没有垂直于基准面。

针对基准面夹钳夹不稳的原因，可采取如下措施。

（1）尽量采用快速夹，调整适合的压紧力。如用弹簧压紧，

通过调整弹簧压缩量提高压紧力，或者更换弹簧提高压紧力。

（2）调整压头，确保压紧点位于基准面中心位置。

图 6 1 个支架的转向管柱支架检测设计结构

图 7 2 个支架的转向管柱支架检测设计结构

图 8 转向管柱总成匹配面检测块设计结构

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031 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

【参考文献】

作者简介 :

刘琴，本科，高级工程师，研究方向为样车质量管理。

[1] 亓楠 . 汽车仪表板横梁设计优化研究 [J]. 汽车工业研究 ,2022(03):53-57.

[2] 史贞绪 , 于建华 . 探讨检具设计 [J]. 科技与企业 ,2014(09):354-355.

[3] 温培康 . 汽车检具轻量化应用探讨 [J]. 时代汽车 ,2020(11):134-135.

[4] 张少辉 , 甘国辉 . 浅谈汽车车身冲压焊接件检具的设计开发 [J]. 装备制

造技术 ,2011(06):59-61+64.

[5] 石玫 , 袁晓波 , 刘毓文 , 等 . 仪表板横梁焊接总成检具设计及总成质量控

制 [J]. 机电产品开发与创新 ,2013,26(04):48-49+57.

图 9 检测销、划线销分体设计结构

图 11 螺柱检测销设计结构

图 10 刺破孔、异型孔检测销设计结构

（3）基准面设计大小应取覆盖实际装车匹配面大小。

（4）调整压紧力方向垂直于基准面。

4.2 检具活动机构与被测零件干涉

对于检具活动机构与被测零件干涉，分析其主要原因为检具

活动机构较多，检测项多，结构复杂，翻板易与零件干涉。对此

可采取的措施为 ：检具设计完成前需对检具进行模拟拆装，以及

活动件运动轨迹与被测零件的干涉检查 ；制造验收时，结合被测

零件实际操作检具，确认是否有干涉发生。

4.3 检测操作效率低

某些车型仪表板支架组件前部的检测结构全部为翻转机构，

检测操作效率低，分析主要原因是设计时未考虑检测操作方便性。

对此应及时更新设计，将前部翻转机构设计成滑移机构。

4.4 检具发生变形

某些车型仪表板支架组件检具上，起关键支撑的 3 个立柱材

质为铝材，主定位销安装块固定到铝制立柱上，受力较大，时间

长容易变形。分析主要原因是设计时未考虑零件材料，仪表板支

架组件是铁件不是塑料件，且质量大。对此应及时更新设计，将

关键支撑设计成焊接钢支座，重新加工更换。

4.5 孔位无法检测

某车型仪表板支架组件检具预验收时，发现检测销限位套太

长，导致孔位无法检测。分析主要原因是在设计检测销时不带限

位套结构，而在装配时装配了限位套，却未用零件调试，确认检

测销的检测行程。对于此类问题，可以适当削短限位套长度，或

者重新调整限位套长度。而对于其他项目的设计，应考虑根据标

准限位套的长度设计合适的检测销。

5 结束语

本文主要对仪表板支架组件的检具设计进行了研究。通过对

检具安装孔、匹配面位置的设计结构进行分析，阐明了设计结构

的优缺点。同时，通过对仪表板支架组件检具的一些常见设计制

造问题分析，找到问题发生的原因并给予对应的措施，可以给设

计工程师和加工制造人员提供参考，避免同类问题的发生。

仪表板支架组件检具设计依据的是零件数模、图纸要求以及

客户的检具设计制造标准，不同的汽车企业，检具设计制造标准

会略有差异，因此检具供应商在设计制造前要熟悉客户要求。随

着技术进步，汽车检具行业的设计制造水平也在不断推陈出新，

仪表板支架组件检具设计制造质量也在不断进步。

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032 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

（东风柳州汽车有限公司，柳州 545005）

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，柳州 545007）

王硕、韦东林、杨松霖

摘要 ：汽车座椅 PVC 面料在打孔后，既要满足设计要求，又要满足力学性能要求。本文通过对某 PVC 面料常规打孔设计后的拉延强度以及撕裂强

度两项性能进行测试，不同孔径与孔距在多种排列组合情况下，PVC 面料是否满足试验标准。根据本次试验结果，得出相应结论，并规避设计无

法实现量产的问题。

关键词 ：汽车座椅 ；PVC 面料 ；打孔设计 ；拉延强度 ；切口撕裂强度 ；力学性能

中图分类号 ：U463.83+6 文献标识码 ：A

汽车座椅 PVC 面料打孔设计对面料力学性能影响分析

0 引言

汽车座椅 PVC 面料打孔设计，作为汽车座椅设计中的重要

元素，可以在整车设计方案中体现设计师的风格意图，同时在动

静态感知中，也有良好的表现，例如视觉感观、座椅通风、皮革

手感和气味等。随着大众审美的不断提升以及对汽车认知概念的

不断更新，各大主机厂对汽车审美也一直在提高。现如今客户在

选购汽车时，造型设计逐渐成为汽车购买的重要参考点之一。

座椅的设计在整个汽车内饰造型设计中，起到了关键作用。

有数据表明，人们在观察某一物体时，前 20 s 给人最直接视觉传

达就是大面积色块搭配 ；在 20 s 后的视觉感官中，细节的设计尤

为的加分，而座椅的色块搭配正好占据了设计中的绝大部分。所

以在前期设计过程中，皮革面料的孔型设计，便成为了座椅外观

设计的其中一个重要因素 [1]。

皮革打孔设计对皮革本身的力学性能是一种考验，也可以称

作是一种“破坏性工艺”。其考验的是皮革在打孔后，是否既能

够满足设计要求，也能够满足车企车规等力学性能要求。为了验

证皮革面料在不用孔型条件下，是否能够满足企业标准和力学性

能要求，本文作者以常规孔型设计为基础，孔径、孔距为变量进

行排列组合。通过拉延强度、切口撕裂强度两项力学性能试验进

行验证，不同孔型条件是否符合标准，并得出最终结论。

1 实验材料

本文研究所使用的 PVC 面料所有试样，由同一供应商提供，

采用同一种生产工艺。PVC 试样符合市面上大部分企业标准的配

方，仅改变打孔参数 [2]。

孔径是指孔的直径 ；孔距指的是 2 个孔的中心距，即第

一个孔的中心到第二个孔中心的距离（图 1）。为了保证试验

样品能够覆盖更多的孔型设计方案，将孔径与孔距的选择范围，

设立在常规与非常规 2 种条件之间进行排列组合。孔径参数范

围 ：0.7 ～ 1.4 mm ；孔距参数范围 ：4.0 ～ 7.0 mm。

（1）常规范围 ：孔径为 0.9 ～ 1.2 mm ；孔距为 5.0 mm

和 6.0 mm。

（2）非常规范围分为上下限值。上限孔径 ：1.3 mm、1.4 mm，

上限孔距 ：7.0 mm ；下限孔径 ：0.7 mm 和 0.8 mm，下限孔距 ：

4.0 mm。

孔径和孔距的选择排列组合方式有 2 种，分别为同一种孔径

与不同孔距进行排列，以及同一种孔距与不同孔径进行排列，共

得出 32 种组合 [3]。

2 试验方法

2.1 拉伸强度

拉伸强度是指材料在受到拉伸力作用下所能承受的最大应力

值。在工程设计和材料选择中，拉伸强度是一个非常总重要的参

数，它直接影响材料的使用寿命和安全性能。拉延强度测试依据

图 1 孔径和孔距示意图

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033 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

通用汽车世界范围工程标准 GMW3010-2014 Code H 断裂加载力

测试进行。测试参数如下。

测 试 拉 伸 方 向 ：垂 直 机 械 方 向 ≥ 200 N ；试 样 尺 寸 ：

260.0 mm×50.0 mm，纵向、横向各取 3 个样片，取样以面料

经纬向为基准（图 2），横向为平行于纬向，纵向为平行于经向 ；

实验室环境：环境温度为（22±3）℃ ，环境湿度为（50±5）%RH；

测试速度：以（100.0±5.0）mm/min 条件下的试验速率进行拉伸，

试验始标距为 100.0 mm ；预置应力 ：5 N。

0.7 mm、0.6 mm、0.5 mm 和 0.4 mm 的测试结果如表 1 ～表

4 所示。

从试验数据可知，相同配方的 PVC 面料，孔距不变，孔径

图 2 面料经向、纬向示意图

图 3 切口撕裂强度测试试样尺寸要求

表 1 孔距为 7.0 mm、孔径为 0.7 ～ 1.4 mm 时拉伸强度试验结果

表 2 孔距为 6.0 mm、孔径为 0.7 ～ 1.4 mm 时拉伸强度试验结果

表 3 孔距为 5.0 mm、孔径为 0.7 ～ 1.4 mm 时拉伸强度试验结果

孔距

/mm

孔径

/mm

拉伸强度（纵向）/N 平均

值/N

拉伸强度（横向）/N 平均

值/N 1# 2# 3# 1# 2# 3#

7.0 0.7 343 358 334 345 436 429 407 424

7.0 0.8 279 308 311 299 400 390 410 400

7.0 0.9 284 258 277 273 380 385 390 385

7.0 1.0 235 254 249 246 369 393 386 383

7.0 1.1 237 245 233 238 350 349 355 351

7.0 1.2 252 248 248 249 335 341 344 340

7.0 1.3 231 214 229 225 318 322 330 323

7.0 1.4 230 201 229 220 311 321 304 312

孔距

/mm

孔径

/mm

拉伸强度（纵向）/N 平均

值/N

拉伸强度（横向）/N 平均

值/N 1# 2# 3# 1# 2# 3#

6 0.7 226 275 247 249 402 398 417 406

6 0.8 205 247 244 232 330 400 420 383

6 0.9 233 210 247 230 338 370 337 348

6 1.0 206 228 209 214 325 361 344 343

6 1.1 220 221 209 217 323 312 319 318

6 1.2 206 208 201 205 311 324 311 315

6 1.3 198 185 187 176 299 278 308 295

6 1.4 187 150 166 168 273 266 271 270

孔距

/mm

孔径

/mm

拉伸强度（纵向）/N 平均

值/N

拉伸强度（横向）/N 平均

值/N 1# 2# 3# 1# 2# 3#

5 0.7 199 203 207 203 356 347 349 351

5 0.8 202 201 197 200 325 319 333 326

5 0.9 190 165 174 176 315 290 320 308

5 1.0 160 160 167 162 294 307 309 303

5 1.1 155 164 147 155 214 234 229 226

5 1.2 149 130 137 139 214 207 211 211

5 1.3 156 149 144 150 202 193 197 197

5 1.4 140 115 130 128 170 159 171 167

2.2 切口撕裂强度

切口撕裂强度是指在拉伸过程中，材料在断裂前所承受的最

大拉力。它是衡量材料抗撕裂性能的一项重要指标，通常用于评

价纸张、织物和皮革等柔性材料的品质。切口撕裂强度依据 ISO

13937-2-2000《纺织品 . 织物撕破特性 . 第 2 部分 : 裤形试样撕破

强力的测定（单舌法）》进行测试。测试参数如下。

拉 伸 方 向 ：垂 直 机 械 方 向 ≥ 2 0 N ；试 样 尺 寸 ：

50.0 mm×200.0 mm，纵向、横向各取 3 个样片，取样以面料经

纬向为基准，横向为平行于纬向，纵向为平行于经向；实验室环境：

环境温度为（22±3）℃ ，环境湿度为（50±5）%RH；测试速度：

以 100.0 mm/min 的速度拉伸直至断裂 ；切口要求 ：从宽度中心

开始做一个长度为 100.0 mm 的纵向夹缝，在试样的末切端初标

记撕裂结束 25.0 mm，以指测试结束时撕裂的位置（图 3）。

3 实验结果与分析

3.1 同孔距不同孔径的实验结果

将变量设定为孔距不变，孔径递增进行测试。孔距分别为

孔距

/mm

孔径

/mm

拉伸强度（纵向）/N 平均

值/N

拉伸强度（横向）/N 平均

1# 2# 3# 1# 2# 3# 值/N

4 0.7 128 172 161 154 220 190 180 197

4 0.8 156 138 161 152 194 196 208 199

4 0.9 145 130 158 144 185 176 192 184

4 1.0 129 134 181 148 174 169 181 175

4 1.1 108 119 122 116 124 118 121 121

4 1.2 104 97 99 100 108 99 96 101

4 1.3 102 105 101 103 106 113 107 109

4 1.4 97 98 101 99 94 98 97 96

表 4 孔距为 4.0 mm、孔径为 0.7 ～ 1.4 mm 时拉伸强度试验结果

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034 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

由 0.7 mm 递增至 1.4 mm。随着孔径的递增，PVC 面料所承受

的拉力呈现出递减状态。根据试验标准，在打孔后横向与纵向最

小承受力要求≥ 200 N，据此统计，表 1 ～表 4 中标注为红色的

数据则是失败组合。也就是说， 7.0 mm 孔距条件下合格率达到

100% ；6.0 mm 孔距条件下，除 1.3 mm 孔径与 1.4 mm 孔径组

合失败外，合格率达到 75% ；而 5.0 mm 孔距失败较多，合格率

仅有 25% ；4.0 mm 孔距条件下则全部失败 [4]。

3.2 同孔径不同孔距的拉伸强度的实验结果

变量设定为孔径不变，孔距递增进行测试。孔径分别为

0.7 mm、0.8 mm、0.9 mm、1.0 mm、1.1 mm、1.2 mm、

1.3 mm 和 1.4 mm 的测试结果如表 5 ～表 12 所示。

根据试验数据可知，相同配方的 PVC 面料孔径不变，孔距

由 4.0 mm 递增至 7.0 mm，随着孔距的递增，PVC 面料所承受

表 5 孔径为 0.7 mm、孔距为 4.0 ～ 7.0 mm 拉伸强度试验结果

表 10 孔径为 1.2 mm、孔距为 4.0 ～ 7.0 mm 拉伸强度试验结果

表 11 孔径为 1.3 mm、孔距为 4.0 ～ 7.0 mm 拉伸强度试验结果

表 12 孔径为 1.4 mm、孔距为 4.0 ～ 7.0 mm 拉伸强度试验结果

表 6 孔径为 0.8 mm、孔距为 4.0 ～ 7.0 mm 拉伸强度试验结果

表 7 孔径为 0.9 mm、孔距为 4.0 ～ 7.0 mm 拉伸强度试验结果

表 8 孔径为 1.0 mm、孔距为 4.0 ～ 7.0 mm 拉伸强度试验结果

表 9 孔径为 1.1 mm、孔距为 4.0 ～ 7.0 mm 拉伸强度试验结果

孔距/

mm

孔径

/mm

拉伸强度（纵向）/N 平均

值/N

拉伸强度（横向）/N 平均

值/N 1# 2# 3# 1# 2# 3#

4 0.7 128 172 161 154 220 190 180 197

5 0.7 199 203 207 203 356 347 349 351

6 0.7 226 275 247 249 402 398 417 406

7 0.7 343 358 334 345 436 429 407 424

孔距/

mm

孔径/

mm

拉伸强度（纵向）/N 平均

值/N

拉伸强度（横向）/N 平均

值/N 1# 2# 3# 1# 2# 3#

4 0.8 156 138 161 152 194 196 208 199

5 0.8 202 201 197 200 325 319 333 326

6 0.8 205 247 244 232 330 400 420 383

7 0.8 279 308 311 299 400 390 410 400

孔距/

mm

孔径/

mm

拉伸强度（纵向）/N 平均

值/N

拉伸强度（横向）/N 平均

值/N 1# 2# 3# 1# 2# 3#

4 0.9 145 130 158 144 185 176 192 184

5 0.9 190 165 174 176 315 290 320 308

6 0.9 233 210 247 230 338 370 337 348

7 0.9 284 258 277 273 380 385 390 385

孔距/

mm

孔径/

mm

拉伸强度（纵向）/N 平均

值/N

拉伸强度（横向）/N 平均

值/N 1# 2# 3# 1# 2# 3#

4 1.0 129 134 181 148 174 169 181 175

5 1.0 160 160 167 162 294 307 309 303

6 1.0 206 228 209 214 325 361 344 343

7 1.0 235 254 249 246 369 393 386 383

孔距/

mm

孔径/

mm

拉伸强度（纵向）/N 平均

值/N

拉伸强度（横向）/N 平均

值/N 1# 2# 3# 1# 2# 3#

4 1.1 108 119 122 116 124 118 121 121

5 1.1 155 164 147 155 214 234 229 226

6 1.1 220 221 209 217 323 312 319 318

7 1.1 237 245 233 238 350 349 355 351

的拉力也呈现出递增状态。根据试验标准，在打孔后横向与纵向

起始拉伸力要求≥ 200 N，据此进行统计，表 5 ～表 12 中标注红

色的数据则为失败组合。经统计，0.7 mm 和 0.8 mm 孔径条件

下合格率最高达到 75% ；0.9 mm、1.0 mm、1.1 mm 和 1.2 mm

孔径条件下合格率为 50% ；1.3 mm 和 1.4 mm 孔径条件下，合

格率仅为 25%。

3.3 切口撕裂强度试验结果

分别在每一种孔距条件下进行不同孔径的切口撕裂强度试

验，试验结果如表 13 所示。

根据切口撕裂强度试验数据可知，试验结果的合格率极高，

32 组数据中，合格率达到 90%。失败的组合集中在 4 mm 孔距，

孔径分别为 1.2 mm、1.3 mm 和 1.4 mm，而孔径和孔距均为极

限取样值 [5]。

孔距/

mm

孔径/

mm

拉伸强度（纵向）/N 平均

值/N

拉伸强度（横向）/N 平均

值/N 1# 2# 3# 1# 2# 3#

4 1.2 104 97 99 100 108 99 96 101

5 1.2 149 130 137 139 214 207 211 211

6 1.2 206 208 201 205 311 324 311 315

7 1.2 252 248 248 249 335 341 344 340

孔距/

mm

孔径/

mm

拉伸强度（纵向）/N 平均

值/N

拉伸强度（横向）/N 平均

值/N 1# 2# 3# 1# 2# 3#

4 1.3 102 105 101 103 106 113 107 109

5 1.3 156 149 144 150 202 193 197 197

6 1.3 198 200 187 195 299 278 308 295

7 1.3 231 214 229 225 318 322 330 323

孔距/

mm

孔径/

mm

拉伸强度（纵向）/N 平均

值/N

拉伸强度（横向）/N 平均

值/N 1# 2# 3# 1# 2# 3#

4 1.4 97 98 101 99 94 98 97 96

5 1.4 140 115 130 128 170 159 171 167

6 1.4 187 150 166 168 273 266 271 270

7 1.4 230 201 229 220 311 321 304 312

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035 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

表 13 切口撕裂强度试验结果

4 实验结论

本文通过某座椅 PVC 面料打孔设计对力学性能影响的试验

研究，可以得到以下结论。

（1）孔间距是对打孔面料拉力值合格率产生影响的关键因素。

试验数据显示，在相同孔间距组合范围条件下，孔径由小到大逐步

递增，则拉力值数据整体呈递减趋势。合格的样片集中在 6.0 mm

和 7.0 mm 孔间距的组合范围中，而 4.0 mm 和 5.0 mm 的组合合

格率却是不到半数。由此可知，孔间距数值的大小是决定面料是否

合格的重要因素。所以在实际设计中，PVC 面料打孔的孔间距越大，

所能承受的拉力值也就越大，合格率也就越高。

（2）在相同孔径不同孔间距的组合中，孔距的变化由小到大

孔距

/mm

孔径

/mm

切口撕裂强度

（纵向）/N 平均

值/N

切口撕裂强度

（横向）/N 平均

值/N

1# 2# 3# 1# 2# 3#

4 0.7 37 35 34 35 43 37 36 39

4 0.8 36 32 41 36 34 31 35 33

4 0.9 32 27 25 28 25 26 30 27

4 1.0 23 22 19 21 27 31 26 28

4 1.1 19 17 24 20 20 19 21 20

4 1.2 17 16 15 16 17 14 16 16

4 1.3 12 13 10 12 15 10 11 12

4 1.4 12 9 8 10 14 11 12 12

5 0.7 44 45 44 44 53 49 48 50

5 0.8 40 42 41 41 51 44 46 47

5 0.9 42 41 39 41 41 38 44 41

5 1.0 33 29 29 30 47 51 44 47

5 1.1 32 42 39 38 39 36 35 37

5 1.2 28 29 31 29 26 29 25 27

5 1.3 26 30 31 29 27 28 24 26

5 1.4 29 30 23 27 27 26 24 26

6 0.7 52 61 47 53 54 58 49 54

6 0.8 39 46 49 45 46 51 44 47

6 0.9 41 40 39 40 43 40 38 40

6 1.0 45 39 41 42 48 50 44 47

6 1.1 39 44 40 41 44 53 45 47

6 1.2 35 36 34 35 44 42 36 41

6 1.3 35 41 44 40 42 39 45 42

6 1.4 34 35 44 38 40 39 42 40

7 0.7 46 56 53 52 60 59 64 61

7 0.8 50 44 59 51 56 50 58 55

7 0.9 44 46 51 47 42 44 41 42

7 1.0 48 44 45 46 48 55 52 52

7 1.1 45 41 52 46 52 47 49 49

7 1.2 43 49 40 44 47 51 48 49

7 1.3 37 48 44 43 52 46 54 51

7 1.4 33 47 40 40 54 55 51 53

为逐步递增，拉力值的测试结果也为递增状态，其中 1.2 mm 以

下孔径组合合格率可以达到 50%。由此可知，随着孔间距逐步变

大，面料的合格率也逐步降低。那么可以得出，在相同孔径的状

态下，孔间距越大，面料所能承受的拉力值也就越小。换言之，

越大的孔距对面料表面的破坏程度也就越大，因此面料本身对拉

力的承受能力便会随之下降。但是就合格率而言，孔径的大小对

面料本身并没有起到决定性作用，而孔间距的数值大小，依然是

影响面料拉伸强度是否合格的重要因素。

（3）试验数据显示，面料在切口以后所呈现的状态趋势同拉

伸强度结果相似，对面料所能承受拉力值影响的因素，同样是孔距

越大拉力值越大，孔径越大拉力值越小。但根据以上切口撕裂强

度试验结果表明，样片合格率达到 90%，其中不合格的样片为仅 3

组极限值组合。这说明在常规打孔设计组合中，孔径和孔间距的大

小对面料受到撕裂或切割后，不会因为打孔而遭受到更大的破坏。

（4）此次打孔试验的孔型组合均为常规循环孔型。如在设计

中遇到非循环组合，或通过打孔呈现大面积花型图案的设计案例，

则需要在整个面料打孔覆盖面积中，选取孔径最大、孔间距最小

的一部分进行取样试验，试验的最终结果可以覆盖整个面料。

5 结束语

在汽车座椅造型设计中，打孔作为汽车内饰设计中的重要元

素，某种意义上也是设计趋势走向的重要信号。现阶段孔型设计

不单只局限于常规孔型，大面积图案定位循环或小花型的定位循

环也逐渐成为趋势。无论是国产品牌还是合资品牌，甚至一些将

传统设计作为家族标志的，也开始寻求突破。非常规孔型的设计

不断地涌出，对 PVC 面料的特性以及生产工艺的要求也越来越高，

同时对 PVC 面料配方的改进也会随着设计的变迁而不断地提升。

【参考文献】

[1] 唐国强 汽车座椅造型设计研究 [M]，汽车与车辆 , 2017.

[2] 徐树峰 , 吴先毅 , 李铭仪 , 等 . 座椅 PVC 面料的气味性能对整车嗅觉

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[3] 李德群 , 黄志高 . 塑料注射成型工艺及模具设计 [M].（第 2 版）. 北京 :

机械工业出版社 ,2012.

[4] 李彬 , 黄江玲 , 谢静雅 , 等 . 汽车座椅 PVC 革耐磨性影响因素研究 [J].

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[5] 李彬 , 熊芬 , 胡玉洁 , 等 . 汽车座椅 PVC 革柔软度影响因素研究 [J]. 皮

革科学与工程 ,2021,31(05):25-27+38.

作者简介 :

王硕，本科，工程师，研究方向为汽车软材质。

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036 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

（东风柳州汽车有限公司，柳州 545005）

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，柳州 545007）

彭建国、刘 涛、韦相涛

摘要 ：为满足汽车生产企业对整车关键零部件进行信息管理和质量追溯的要求，本研究以条形码或二维码标签为追溯信息载体，应用智能读码相

机组建视觉读码设备，用 C++ 和 .NET 编程技术设计追溯客户端程序，并通过工业以太网与 MES 服务器及数据库互联，组成整车零部件追溯数据

采集系统。该系统用于在整车装配环节采集重要零部件的追溯信息，校验数据的合规性并与车辆 VIN 绑定。系统运行稳定、高效，验证了技术方

案的可行性，提高了产线的生产效率。

关键词 ：视觉读码 ；智能读码相机 ；零部件追溯 ；数据采集

中图分类号 ：U468.2+2 文献标识码 ：A

基于视觉读码的整车追溯数据采集系统设计与应用

0 引言

近年来，随着汽车电动化、智能化的快速发展，汽车装配的

各种控制器、传感器等关键或重要零部件越来越多 ；同时，法规

及消费者对汽车产品在其全生命周期内的安全性和可靠性要求也

越来越高。为适应这种变化，整车企业需在装配过程采集这些关

键或重要零部件（下文简称追溯件）的质量追溯信息，以便进行

精确追溯管理。

在汽车行业质量追溯信息采集方面，唐渊等用 RFID 技术对

油泵装配线零部件进行追溯数据分散采集 [1] ；翟婧宇等研究了

RFID 技术在由主机厂和零部件供应商组成的供应链质量信息追溯

中的应用，分析了 RFID 标签成本对供应链不同企业的收益影响及

采用意愿 [2]。虽然 RFID 技术有诸多优点，但时至今日，出于成本

等因素考虑，许多汽车及零部件制造企业仍采用条形码（包括一

维条形码和二维码，下同）标签作为产品追溯信息的载体，如郭

其昌研究的 EPS（电子转向系统）生产企业及周利等论述的汽车

零部件制造企业均采用条形码技术实现产品追溯 [3-4]。本文以某整

车制造企业生产现场需求和低成本为导向，提出了以条形码为信

息载体，基于视觉读码技术的零部件追溯数据采集解决方案。

1 问题的提出

整车制造企业 S 公司追溯数据采集流程为，零部件供应商按

照主机厂的技术要求和编码规范 [5]，在制造过程打印条形码标签

并粘贴在零部件的指定位置。标签中记录了该零部件的标识码、

供应商代码、零件号、生产日期和生产批次等可追溯信息。零部

件送至主机厂产线后，主机厂通过扫描条形码标签来采集数据，

并将数据与车辆 VIN 绑定，上传追溯数据库存储，以供在产品全

生命周期内查询和使用。

数据采集方式有分散采集、集中采集和混合采集 3 种。分散

采集是指在总装线的追溯件装配工位扫描单个条形码采集数据。

此方式需要在每个追溯件装配工位部署扫描设备，扫描点数量与

追溯件数量成正比。如车辆新增追溯件，则须新建扫描点 ；而追

溯件装配工位位置如果变更，扫描点也必须随之变更。

集中采集是指在装配工位收集各追溯件的条形码并粘贴在

随车检测卡上，待车辆完成全部追溯件装配并流转到产线末端

时，在末端工位扫描检测卡上的条形码采集数据。此方式每条

产线只有 1 个扫描点，且新增追溯件或装配工位变更，无需新

建或变更扫描点。混合采集则是分散采集与集中采集共同存在、

兼而有之，扫描点数量介于两者之间。这 3 种采集方式的特点

归纳如表 1 所示。

表 1 追溯数据采集方式及特点

采集方式

特 点

扫描点位置 扫描点数量 设备投资 运维成本 生产柔性

A.分散采集 装配工位 多个 高 高 低

B.集中采集 末端工位 1个 低 低 高

C.混合采集 装配工位+末

端工位 中等 中等 中等 中等

集中采集方式具有设备投资低、运维成本低以及生产柔性高

等优点，S 公司即采用此方式。传统的集中采集中，操作人员手

持扫描枪逐个扫描检测卡上的条形码采集数据（图 1）。随着汽车

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037 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

电动化和智能化程度的不断提高，整车装配的追溯件越来越多，

采集数据的作业时间也随之越来越长（图 2），扫描工位逐步成为

瓶颈，难以满足生产节拍的要求。如何改进追溯数据采集方式、

提升效率，成为企业急需解决的问题。

码，具有投资成本低、安装调试简单以及读码效率高等优点。经

调研分析，应用以智能读码相机为核心的视觉读码技术能够解决

S 公司面临的数据采集瓶颈问题。

2.2 方案设计

新的追溯数据采集系统将采用内部集成图像处理和译码程序

的智能读码相机、工业镜头以及专用读码光源组建视觉读码设备，

按业务需求设计追溯数据采集客户端程序。视觉读码设备和追

溯客户端程序通过工业以太网与 MES 服务器和追溯数据库互联，

构建成追溯数据采集系统（图 3）。

图 1 手工逐个扫描

图 2 不同车型追溯件数量及作业时间

图 3 追溯数据采集系统架构图

图 4 数据采集流程图

在追溯数据采集时，采用电平信号触发读码设备即可在数秒

内批量读取检测卡上的所有条形码数据，并通过 TCP/IP 协议传

输给追溯客户端。追溯客户端与 MES 服务器进行交互，按设定

的规则校验数据的完整性、正确性和唯一性。校验通过则将数据

与车辆 VIN 绑定并上传追溯数据库存储 ；校验不通过则弹窗显示

错误提示信息（图 4）。考虑到系统的兼容性，系统无缝集成视觉

2 改进方案

2.1 技术分析

李茂波等设计了基于机器视觉的卷烟条形码读取系统，用工

业相机拍摄条形码图像，配置专用计算机进行图像处理和条形码

识别，一定程度提高了数据采集效率 [6]。涂海宁等先用扫描仪获

取条形码收集单图像，再应用计算机图像处理技术与识别算法进

行条形码集中批量识别，显著提高了数据采集效率 [7]。这 2 种技

术方案的共同特点是，图像获取（拍摄或扫描）与图像处理（译码）

分离，除工业相机或扫描仪外，需要另外配置专用计算机和设计

图像处理程序，软件开发成本相对较高。

近年来，随着工业读码器在集成化和智能化方面的技术进步，

市场上已经有成熟的智能读码相机产品。其优势是内置图像处理

和译码算法程序，无需配置计算机便可同时读取多达数十个条形

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038 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

读码和手工扫描 2 种模式，一旦读码设备出现故障不能正常运行

时，能快速切换到手工扫描模式，以避免生产停线。

2.3 硬件选型

2.3.1 读码相机选型

读码相机选型时，需根据被测物尺寸确定视野，再根据

视野和检测精度要求计算相机分辨率。被测物检测卡尺寸为

A3（297.00 mm×420.00 mm），相机视野的尺寸超过被测物尺

寸约 10% 为宜（取 330.00 mm×460.00 mm）。根据企业标准计

算，条形码最小单元尺寸为 0.12 mm（即检测精度为 0.12 mm），

则计算读码相机的分辨率如下。

相机最小分辨率 =（330.00÷0.12）×（460.00÷0.12）/ 10 000

≈ 1 054 万像素

理论上可选用分辨率大于 1054 万像素的读码相机。用某款

1 200 万像素相机测试，在条形码打印质量稍差、有磨损或污渍

的情况下，会出现不能一次识别检测卡上所有条形码的现象。为

提高系统的稳定性和识别成功率，应该选用更高分辨率的相机，

故最终选用海康威视的 2 000 万像素智能读码相机。

2.3.2 镜头选型

2.3.3 光源选型

被测条形码分布在 A3 纸张平面内，为保证读码效果，光源

必须能将整个 A3 幅面均匀照亮，且不能形成聚焦反光点。经过

测试，本研究选用读码专用最大功率为 130 W、色温 6 500 K 以

及亮度可调的大面积漫射 LED 光源产品。

3 方案实施及验证

3.1 硬件安装调试

根据设计方案，追溯数据采集系统采用内置译码算法的海

康 ID5200 智能读码相机，支持 TCP/IP 和 ModBus 等多种通讯

协议，2 000 万像素，靶面尺寸为 1.0 英寸。配套海康 KF1228 镜

头，焦距 12.00 mm，相面尺寸为 1.1 英寸。选用读码专用 MVLB-270-140 LED 光源，亮度 3 级可调，照射角度可调。相机、镜

头和光源集成安装在定制机柜内（图 7）。因条形码表面光滑容易

反光，根据镜面成像原理，光源的安装位置和照射角度如图 8 所示，

可避免光源成像与条形码区重叠而降低读码成功率。

设备安装好后，用检测卡实物反复进行参数调试，直至达到

所有条形码都能同时被识别的效果（图 9）。将此时的相机、镜头

及光源的参数保存为用户配置。经测试，1 个光源的照度已满足

读码照明要求，比设计方案少用 1 个，可降低成本。

图 5 镜头成像原理图

图 7 硬件安装实物图

图 6 读码相机及镜头

选择镜头时，先根据使用场景确定工作距离，再根据视野、工

作距离和相机靶面尺寸计算镜头的焦距。镜头成像原理如图 5 所示。

镜头焦距 f 计算公式如下。

f = WD×Sensor（HS or V S）/ FOV（HFor VF）

式中 ：WD 为镜头至检测卡的工作距离 ；HS 为靶面（Image

Sensor）横边尺寸 ；VS 为靶面（Image Sensor）竖边尺寸 ；HF 为

视野（FOV）横边尺寸 ；VF 为视野（FOV）竖边尺寸。

已知 WD=450.00 mm，HF=460.00 mm，VF=330.00 mm，

HS=12.80 mm，VS=9.60 mm，则 ：

用横边 H 计算 ：f =WD×HS/HF

=450×12.80/460.00=12.50 mm

用竖边 V 计算 ：f =WD×V S/V F

=450×9.60/330.00=13.10 mm

根据以上结果选择市场上最接近理论焦距的镜头。本研究选

则了 12.00 mm 焦距的镜头（图 6）。

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039 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

图 9 读码实际效果图

图 10 编码规范及校验逻辑

图 8 光源安装示意图

3.2 软件开发及测试

追溯数据采集客户端程序采用 C++ 语言及 .NET 技术开发，并

采用 TCP/IP 协议与相机通信和传输数据。客户端界面可实时显示

相机连接状态，集成 VIN 码和追溯件条形码输入框（手工扫描模式

时使用）。录入 VIN 码后可显示此 VIN 车辆绑定的发动机或驱动电

机号，及其所关联的追溯件数量、已扫描数和剩余数等信息。

点击“设置”键可设置相机的 IP 地址、通信端口。下部左侧

显示已扫描的追溯件名称、识别码和条形码数据值，右侧是该 VIN

车辆关联的追溯件识别码列表，可通过不同颜色展示数据采集状态。

右下角显示读码相机传输日志，点击可查看详细数据和错误提示信

息。系统根据条形码编码规范及 MES 系统中车辆配置确定数据校

验逻辑（图 10），不合格会弹窗报错并显示错误提示信息。

3.3 系统功能验证

在实际使用场景用视觉读码模式作业，系统运行正常，能

在 3 s 内成功识别检测卡上的所有条形码，一次识别成功率达到

99% 以上，作业效率提升 60% 以上，且车辆的追溯件越多，则

效率提升越高。切换手工扫描模式作业，系统运行正常，模式切

换无需任何多余操作，实现无感切换。此外，在系统功能验证中，

还通过模拟各种错误和违规操作，验证系统的数据校验及防错功

能，结果如下。

（1）数据完整性校验。故意漏扫 1 个或多个条形码，系统会

显示剩余条形码不为 0，并弹窗提示“追溯件还没全部追溯完成”，

证明防错功能有效（图 11）。

（2）数据正确性校验。法规要求车辆与驱动电机一一匹配，

扫描 A 车 VIN 与 B 车的电机条形码，系统弹窗报错 ；故意扫描错

误的追溯件条形码，系统弹窗报错（图 12）。由此证明防错功能有效。

图 12 电机码和追溯码正确性校验

图 11 追溯客户端程序界面

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040 AUTO DRIVING & SERVICE 2023 . 06

【参考文献】

作者简介 :

彭建国，本科，工程师，研究方向为整车检测工艺与设备。

刘涛，本科，工程师，研究方向为汽车制造信息化、数字化。

韦相涛，本科，工程师，研究方向为计量设备及计量管理。

[1] 唐渊 , 胡莹 , 汪雷 . 油泵装配线零部件追溯中数据采集的改进与实现 [J].

组合机床与自动化加工技术 ,2020(05):103-105+108.

[2] 翟婧宇 , 王东 . 基于 RFID 技术的汽车零部件供应链质量信息追溯研

究 [J]. 预测 ,2013,32(06):61-65.

[3] 郭 其 昌 . 汽 车 零 部 件 质 量 追 溯 管 理 系 统 [J]. 科 技 创 新 与 应

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[4] 周 利 , 冯 元 俊 . 汽 车 零 部 件 的 质 量 追 溯 过 程 实 现 [J]. 装 备 制 造 技

术 ,2019(09):213-216.

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[6] 李茂波 , 冯科佳 , 刘鹏 . 基于机器视觉的卷烟条形码读取系统 [J]. 设备

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[7] 涂海宁 , 魏俊文 , 刘建胜 , 等 . 条码图像模式识别的追溯系统设计与实现

[J]. 机械设计与制造 ,2021(07):241-245.

（3）数据唯一性校验。扫描重复打印的条形码，系统弹窗报

错，证明防错功能有效（图 13）。

图 13 数据唯一性校验

4 结束语

本文针对 S 公司整车装配过程的追溯件条形码数据采集展开

研究，通过对 RFID 和图像模式识别技术进行对比分析，采用更

适合 S 公司的视觉读码技术构建追溯数据采集系统。该系统应用

于整车装配线，一次触发即可在 3 s 内完成数十个条形码数据的

采集，相比人工逐个扫描，效率大幅度提高。该系统与企业 MES

系统通讯，具备数据校验及防错功能，保证了所采集数据的完整

性、正确性和唯一性，确保整车关键及重要零部件追溯信息的合

规性。

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