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Quality-Based EOL案例_1 | 電動(dòng)座椅調(diào)節(jié)器聲品質(zhì)下線檢測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

2020-04-30 22:39:44·  來(lái)源：“NVH下線檢測(cè)技術(shù)”公眾號(hào)  
　
感知聲品質(zhì)已受到主機(jī)廠和座椅集成商的強(qiáng)烈關(guān)注。以前一直奉行的總聲壓級(jí)目標(biāo)（dB SPL）已被證明無(wú)法滿足聲品質(zhì)開(kāi)發(fā)要求。座椅調(diào)節(jié)器供應(yīng)商已在全新的聲品質(zhì)指標(biāo)
” 感知聲品質(zhì)已受到主機(jī)廠和座椅集成商的強(qiáng)烈關(guān)注。以前一直奉行的總聲壓級(jí)目標(biāo)（dB SPL）已被證明無(wú)法滿足聲品質(zhì)開(kāi)發(fā)要求。座椅調(diào)節(jié)器供應(yīng)商已在全新的聲品質(zhì)指標(biāo)（SQ Metric）開(kāi)發(fā)上付出了很多努力，用以評(píng)價(jià)座椅調(diào)節(jié)器的聲品質(zhì)，這些Metric已在產(chǎn)品研發(fā)部門(mén)應(yīng)用多年。
 
然而，生產(chǎn)線環(huán)節(jié)，一直是靠“人”的主觀感受來(lái)判定Pass/Fail。該方法所帶來(lái)的問(wèn)題不止是：在大樣本檢測(cè)過(guò)程中缺乏很好的一致性和可重復(fù)性，還有生產(chǎn)線能給產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部門(mén)的唯一反饋就是一個(gè)主觀印象，而這些主觀的屬性很難幫助產(chǎn)品研發(fā)工程師定位或再現(xiàn)故障。
 
此外，由于聲品質(zhì)問(wèn)題已成為生產(chǎn)線不合格品的主要來(lái)源，有必要將聲品質(zhì)性能納入標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量控制或性能檢查環(huán)節(jié)。因此，對(duì)于座椅調(diào)節(jié)器供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，所面臨的新的挑戰(zhàn)是如何設(shè)計(jì)一套完全基于客觀參量的Sound Quality-based EOL檢測(cè)系統(tǒng)。本文將描述和討論設(shè)計(jì)、實(shí)施和驗(yàn)證時(shí)所遇到的主要問(wèn)題。
 
一、      說(shuō)明
 
自動(dòng)下線檢測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)早已成熟，例如，利用多種檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)代替“人”的主觀視覺(jué)檢查——產(chǎn)品表面品質(zhì)、完整性檢查，利用表面振動(dòng)檢測(cè)相關(guān)部件運(yùn)行狀態(tài)等。市場(chǎng)上有很多商業(yè)軟件，提供多種客觀參量的檢測(cè)，例如，振動(dòng)譜、倒譜、階次跟蹤等。但很少有直接基于噪聲檢測(cè)，而基于聲品質(zhì)感知檢測(cè)的商業(yè)軟件幾乎沒(méi)有。
 
然而，在過(guò)去10年左右的時(shí)間里，聲品質(zhì)已經(jīng)成為一個(gè)相當(dāng)重要的因素，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的所有階段都要考慮到它。在工程領(lǐng)域，諸如“客戶不喜歡它的聲音”或“競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品聽(tīng)起來(lái)更好”之類的說(shuō)法相當(dāng)普遍。這些描述通常會(huì)引發(fā)大規(guī)模的故障排查活動(dòng)，特別是針對(duì)改善產(chǎn)品的聲學(xué)印象，當(dāng)然不會(huì)損害其其他性能。
 
聲品質(zhì)是當(dāng)今許多性能目標(biāo)之一，研發(fā)和設(shè)計(jì)工程師已經(jīng)非常熟悉大多數(shù)聲品質(zhì)技術(shù)。然而，到目前為止，這種專業(yè)知識(shí)僅限于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)，還沒(méi)人試圖將其應(yīng)用到生產(chǎn)線的下線檢測(cè)環(huán)節(jié)。
 
“傳統(tǒng)”的EOL檢測(cè)系統(tǒng)所面對(duì)的主要挑戰(zhàn)，都與生產(chǎn)節(jié)拍、系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性、檢測(cè)算法和數(shù)據(jù)管理有關(guān)。將聲品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)添加到系統(tǒng)中，必須考慮額外的重要因素，如背景噪聲、主觀和客觀聲品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的一致性、計(jì)算時(shí)間和大數(shù)據(jù)集管理(時(shí)域數(shù)據(jù))等。
 
本文所述項(xiàng)目的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一套可靠的、自動(dòng)的、基于SQ Metric的下線檢測(cè)系統(tǒng)，以取代生產(chǎn)線操作員的主觀判斷標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)基于先前預(yù)定義的Metric限值標(biāo)準(zhǔn)來(lái)考量其“接受”(Pass)或“拒絕”(Fail)。Pass/Fail的判斷以及其他有意義的數(shù)據(jù)隨后存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，其中，由座椅調(diào)節(jié)器的序列號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)。
 
為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須完成以下步驟：
  • 定義系統(tǒng)的功能需求；
  • 定義系統(tǒng)中所有子系統(tǒng)和組件(硬件和軟件)；
  • 明確各方的角色和職責(zé)；
  • 制定各方認(rèn)可的實(shí)施計(jì)劃/周期；
  • 確定隔聲裝置的技術(shù)規(guī)格；
  • 確定數(shù)據(jù)采集和后處理技術(shù)，以及SQ Metric的限值標(biāo)準(zhǔn)；
  • 確定Pass/Fail算法；
  • 開(kāi)發(fā)并配置所需軟硬件；
  • 在試驗(yàn)室集成所有軟硬件系統(tǒng)；
  • 在生產(chǎn)線投入使用，并進(jìn)行高壓測(cè)試。
必須指出的是，上述過(guò)程獨(dú)立于所研究的產(chǎn)品的類型，具備應(yīng)用于任何基于聲品質(zhì)的EOL檢測(cè)系統(tǒng)的潛力。
 
二、      系統(tǒng)功能需求
功能需求決定了系統(tǒng)軟硬件的選擇。本文所研究的產(chǎn)品是座椅調(diào)節(jié)器，功能要求由座椅制造商（Lear Corporation）定義，包含但不限于以下：
  • 檢測(cè)形式：100%全檢，自動(dòng)檢測(cè)，帶質(zhì)量模擬調(diào)節(jié)器負(fù)載，獨(dú)立操作，全行程測(cè)試；
  • 采集數(shù)據(jù)內(nèi)容：運(yùn)行速度，電流，噪聲和振動(dòng)；
  • 限值標(biāo)準(zhǔn)：運(yùn)行速度、最大電流、SQ Metric和振動(dòng)；
  • 反饋：所有合格的調(diào)節(jié)器都在發(fā)貨位置，所有不合格的調(diào)整器都在非發(fā)貨位置。包裝的搬運(yùn)裝置必須協(xié)調(diào)一致，不接受不合格的調(diào)整器，打印Pass/Fail標(biāo)簽。SQ Metric標(biāo)準(zhǔn)、Pass/Fail標(biāo)準(zhǔn)以及可能的未通過(guò)原因存儲(chǔ)在公司服務(wù)器中。
通過(guò)考慮基于聲品質(zhì)的檢測(cè)系統(tǒng)的三個(gè)不同目標(biāo)，座椅制造商定義了功能需求:
  • 該系統(tǒng)應(yīng)能替代生產(chǎn)線的主觀評(píng)價(jià)人員；
  • 該系統(tǒng)必須給出Pass/Fail的可能的故障原因，該信息可以幫助研發(fā)和產(chǎn)品工程師將故障排除工作的重點(diǎn)放在故障調(diào)整器上；
  • 該系統(tǒng)的一個(gè)改進(jìn)的版本，可以用于研發(fā)工程師為每一個(gè)部件（齒輪、電機(jī)等）開(kāi)發(fā)聲品質(zhì)目標(biāo)，并應(yīng)用于供應(yīng)商管控和產(chǎn)品驗(yàn)證之中。
很明顯，該系統(tǒng)的影響超出了生產(chǎn)線環(huán)節(jié)的邊界。雖然這可能是短期內(nèi)的主要目標(biāo)，但從中期和長(zhǎng)期來(lái)看，座椅調(diào)節(jié)器制造商的目標(biāo)是以更低的成本，提供更高質(zhì)量的產(chǎn)品(更好的聲音)。提高聲品質(zhì)只能通過(guò)建立與主機(jī)廠一致的聲品質(zhì)目標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)。然后，可以將該目標(biāo)傳播到各個(gè)零部件，以便在調(diào)整器完全組裝之前捕捉性能變化。
 
三、      系統(tǒng)的組成部分
一套完善的電動(dòng)調(diào)節(jié)器EOL檢測(cè)體系由以下幾部分組成:
  • 一個(gè)試驗(yàn)平臺(tái)，包含：試件加載/卸載、座椅導(dǎo)軌保持、啟動(dòng)座椅調(diào)節(jié)器的電源以及初始動(dòng)作和執(zhí)行功能檢查等；
  • 試驗(yàn)平臺(tái)內(nèi)的隔音罩，將試件與環(huán)境噪聲隔離；
  • 數(shù)據(jù)采集硬件和傳感器；
  • EOL檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)PLC對(duì)測(cè)試序列進(jìn)行控制，包括座椅軌跡運(yùn)動(dòng)、數(shù)據(jù)采集等活動(dòng)（校準(zhǔn)、測(cè)試設(shè)置、人機(jī)界面、標(biāo)準(zhǔn)操作）。該系統(tǒng)支持條碼掃描，以獲取序列號(hào)和Pass/Fail的標(biāo)簽打印功能；
  • 聲品質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)為整體的EOL檢測(cè)系統(tǒng)預(yù)留接口，包括麥克風(fēng)校準(zhǔn)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、聲品質(zhì)參數(shù)計(jì)算模塊、聲品質(zhì)指標(biāo)（SQ Metric）評(píng)估模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)模塊；
  • 聲品質(zhì)限值標(biāo)準(zhǔn)
每個(gè)組件都需要特定的專業(yè)知識(shí)，因此在設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程中涉及到多個(gè)方面。例如：該章節(jié)所描述的項(xiàng)目，主要職責(zé)分配如下:
  • 座椅制造商提供所有必要的機(jī)械和硬件來(lái)處理和移動(dòng)座椅調(diào)節(jié)器，使其進(jìn)入和離開(kāi)檢測(cè)平臺(tái)；
  • 檢測(cè)平臺(tái)和以及EOL檢測(cè)系統(tǒng)，由專業(yè)的檢測(cè)平臺(tái)供應(yīng)商提供；
  • 噪音和速度數(shù)據(jù)采集、聲音質(zhì)量指標(biāo)、Pass-Fail邏輯和數(shù)據(jù)庫(kù)模塊由NVH設(shè)備供應(yīng)商提供。
四、  座椅調(diào)整器聲品質(zhì)檢查
本文不再詳細(xì)討論影響直流電機(jī)裝置的聲品質(zhì)感知的各種因素。這一領(lǐng)域的研究已進(jìn)行多年，對(duì)影響座椅調(diào)節(jié)器聲品質(zhì)的影響因素已有廣泛的共識(shí)1,,2 3?？偟膩?lái)說(shuō)，對(duì)于“非NVH工程師” 而言，我們可以總結(jié)如下:
  • A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)不能很好地區(qū)分座椅調(diào)節(jié)器的聲品質(zhì)性能；
  • 直流調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)速是影響聲品質(zhì)的重要因素；
現(xiàn)在讓我們來(lái)試著解釋其中的原因。
首先，以下所有的討論只適用于座椅調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定運(yùn)行工況，且排除在開(kāi)始和停止時(shí)的瞬態(tài)工況。圖1展示了座椅調(diào)節(jié)子系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)期間測(cè)量到的聲壓的典型時(shí)間歷程。所謂的“穩(wěn)定運(yùn)行工況”是介于開(kāi)始和結(jié)束的瞬態(tài)工況之間的區(qū)間范圍。對(duì)穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)工況的區(qū)分非常重要，因?yàn)樗麄兏髯砸鹆送耆煌穆暺焚|(zhì)感知。
 
在任何座椅調(diào)節(jié)子系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，以下特性都是非常惱人的：
響度（Loudness）
通常情況下，響度仍然是最重要的影響因素。響度是通過(guò)心理聲學(xué)測(cè)量，以Sone為單位 (參考文獻(xiàn)4)，它比A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)能更好地量化響度感知。從噪聲的角度來(lái)看，現(xiàn)有的座椅調(diào)整器EOL檢測(cè)系統(tǒng)僅依賴于平均聲壓級(jí)dB(A)，圖2展示了幾個(gè)座位調(diào)整器的響度曲線。
 
然而，對(duì)于比較安靜的座椅調(diào)節(jié)器，其他特征往往會(huì)突出來(lái)，例如，
調(diào)制（Modulation）
調(diào)制包括幅值調(diào)制（AM）和頻率調(diào)制（FM）。在座椅調(diào)節(jié)器領(lǐng)域廣泛使用的聲品質(zhì)術(shù)語(yǔ)，如“wow-wow”、“Scraping”、“Thumping”、“Sewing machine”等，都屬于調(diào)制的范疇。這可能是座椅調(diào)整器最常見(jiàn)的特性。調(diào)制可能有不同的根源，例如，雖然我們知道AM和FM的聲音聽(tīng)起來(lái)可能非常相似，但實(shí)際上，潛在的機(jī)制不僅不同，甚至可能是相互獨(dú)立的。調(diào)制，無(wú)論是調(diào)幅和調(diào)頻，一般是與導(dǎo)軌中的齒輪減速器相關(guān)的，調(diào)制頻率一般符合齒輪減速機(jī)構(gòu)的嚙合頻率。
心理聲學(xué)函數(shù)中的抖晃度（Fluctuation Strength）主要是量化信號(hào)中AM，不能很好地描述FM。因此，在以前的項(xiàng)目中，開(kāi)發(fā)了一種替代的抖晃度的方法，稱為FluctuationStrength FM(或FSFM)，專門(mén)針對(duì)直流調(diào)節(jié)器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。FSFM結(jié)合了基于轉(zhuǎn)速信號(hào)的調(diào)制和聲學(xué)信號(hào)的調(diào)性。以圖3為例，兩個(gè)子系統(tǒng)的RPM Vs. Time曲線，一個(gè)有很強(qiáng)的5Hz調(diào)制(FSFM=3.3)，另一個(gè)具有不太明顯的調(diào)制(FSFM=0.55)。
 
另一方面，一個(gè)存在強(qiáng)烈幅值調(diào)制的座椅調(diào)節(jié)器的聲音，如圖4所示。該聲音的調(diào)制感與圖3的聲音所引起的調(diào)制感沒(méi)有什么不同。然而，其潛在的機(jī)制是不同的。
 
速度波動(dòng)（SV，Speed Variation）
該參數(shù)用于量化整個(gè)行程中直流調(diào)節(jié)器的整體速度變化(參考文獻(xiàn) 1)。理想情況下，調(diào)節(jié)器的速度應(yīng)該是恒定的。然而，由于幾何偏差和不利的裝配條件，施加在調(diào)節(jié)器上的負(fù)載在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)發(fā)生很大的變化。這種負(fù)載波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致速度變化。速度的顯著變化會(huì)產(chǎn)生調(diào)節(jié)器“無(wú)力/疲軟”(“它能做到嗎?”)、不一致的感覺(jué)，并影響座椅軌道的“形象”。SV是速度變化深度、速度(RPM/s)和位置(在運(yùn)行中的位置)的結(jié)合，所有參數(shù)都與直流調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)速相關(guān)。盡管SV并不是由聲音信號(hào)計(jì)算出來(lái)的，但已證明它與一個(gè)由80多人組成的評(píng)審團(tuán)所表達(dá)的偏好強(qiáng)相關(guān)。圖5展示了SV的    高值和低值情況，函數(shù)表征了其相對(duì)于起始轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速變化情況。
 
嘯叫（Whining）
這一特征通常與直流調(diào)節(jié)器或其他部件(調(diào)節(jié)器支架等)耦合共振有關(guān)，并且一個(gè)或多個(gè)單音分量（電機(jī)階次）占主導(dǎo)地位。它可以通過(guò)Tonality和Spectrum Balance等指標(biāo)來(lái)衡量。圖6展示了一個(gè)嘯叫的FFT譜圖，注意20階的幅值很高。
 
敲擊（Rattle）
它通常是由齒輪的缺陷引起的，通過(guò)聲音的時(shí)域信號(hào)的統(tǒng)計(jì)分析，例如，峰度（Kurtosis）。圖7展示了一個(gè)座椅調(diào)節(jié)子系統(tǒng)的峰度函數(shù)，該子系統(tǒng)有許多敲擊特征，而另一個(gè)敲擊特征少得多。
 
最后一個(gè)重要的觀察：從上面顯示的所有函數(shù)可以看出，座椅調(diào)節(jié)子系統(tǒng)的聲學(xué)特性并不穩(wěn)定。這對(duì)EOL檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及所采用的信號(hào)處理技術(shù)有相當(dāng)重要的影響：
  • 系統(tǒng)必須能夠測(cè)試各個(gè)子系統(tǒng)的整體運(yùn)動(dòng)；
  • 平均值可能不足以描述座椅調(diào)節(jié)器的動(dòng)態(tài)行為。
五、   隔聲罩
在開(kāi)發(fā)可靠的聲品質(zhì)EOL檢測(cè)系統(tǒng)的過(guò)程中，最重要的步驟之一即是隔聲罩的設(shè)計(jì)，在隔聲罩中進(jìn)行聲品質(zhì)及相關(guān)性能檢測(cè)，這里需要考慮兩個(gè)主要因素：
  • 實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)線環(huán)境的相關(guān)性；
  • 整體項(xiàng)目時(shí)間安排。
實(shí)驗(yàn)室和工廠環(huán)境之間的相關(guān)性：所有的聲品質(zhì)研究工作通常在NVH實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，一個(gè)高度可控和理想化的環(huán)境。為了將從這些研究中獲得的聲品質(zhì)知識(shí)應(yīng)用到生產(chǎn)線環(huán)境中，需要做一些相關(guān)分析工作。NVH實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)線環(huán)境的主要區(qū)別是：
傳感器
在聲品質(zhì)實(shí)驗(yàn)室，所有的噪音記錄都是用人工頭錄制的。而在生產(chǎn)線環(huán)節(jié)，由于空間限制、材料處理、成本等原因，只能使用麥克風(fēng)，而且可能僅限于一個(gè)麥克風(fēng)。此外，在隔聲罩內(nèi)中，麥克風(fēng)與主要噪聲源(直流調(diào)節(jié)器和變速箱)之間的實(shí)際允許距離遠(yuǎn)小于聲品質(zhì)實(shí)驗(yàn)室采用的25-30cm的距離。
為了驗(yàn)證在EOL檢測(cè)系統(tǒng)中使用單個(gè)麥克風(fēng)的可行性，在裝配生產(chǎn)線中，使用一個(gè)麥克風(fēng)對(duì)幾個(gè)現(xiàn)有的座椅調(diào)節(jié)器進(jìn)行了測(cè)量，同時(shí)記錄操作員對(duì)每個(gè)試件的Pass/Fail判斷。然后，這些數(shù)據(jù)被用來(lái)驗(yàn)證從單個(gè)麥克風(fēng)計(jì)算出來(lái)的聲品質(zhì)指標(biāo)是否仍然能代表聲品質(zhì)感知。將計(jì)算得到的數(shù)值與生產(chǎn)線操作員的Pass/Fail判斷進(jìn)行比較。此外，麥克風(fēng)位于靠近調(diào)節(jié)器(噪聲源)的位置，隨后進(jìn)行了麥克風(fēng)位置位置對(duì)聲音的影響。我們的目標(biāo)是找到麥克風(fēng)最接近的位置，這個(gè)位置仍然能夠代表坐在座位上或站在麥克風(fēng)前面的操作人員的感受。
背景噪聲
生產(chǎn)線的背景噪聲通常會(huì)高于聲品質(zhì)實(shí)驗(yàn)室。即使隔聲罩能提供較高的傳遞損失，隨著時(shí)間的推移，隔聲性能也會(huì)降低等。由于這個(gè)原因，期望獲得足夠低的背景噪聲是不現(xiàn)實(shí)的，因此EOL檢測(cè)系統(tǒng)必須盡可能地將外部(到座椅調(diào)節(jié)器)噪聲“脫敏”。同時(shí)，試驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)應(yīng)確保在任何情況下都能保證較低的背景噪聲水平。
因此，首先就是確定隔聲罩的技術(shù)規(guī)格。這些規(guī)格取決于周圍的環(huán)境，如果隔聲罩在有噪聲的區(qū)域（如沖壓車間），則需要更高的傳遞損失，而如果環(huán)境噪聲較低(如裝配廠)，則可以允許更寬松的要求。為開(kāi)發(fā)所述的EOL檢測(cè)系統(tǒng)，考察了一個(gè)沖壓廠及一個(gè)裝配廠，以測(cè)量特定頻率范圍內(nèi)的背景噪聲，而該裝配廠可能會(huì)增加座椅調(diào)節(jié)器的裝配線。在這兩個(gè)工廠的每個(gè)測(cè)量位置、一天中不同的時(shí)間和間隔記錄幾分鐘的噪音，以獲取工作日中典型的噪音水平及其變化。每一段噪聲記錄都用峰值保持的1/3倍頻程譜進(jìn)行分析。圖8給出了其中一個(gè)工廠的環(huán)境噪聲的例子。
 
接下來(lái)，對(duì)幾個(gè)座椅調(diào)節(jié)器的噪聲進(jìn)行平均，得出一個(gè)典型的、平均的座椅調(diào)節(jié)器的1/3倍頻程譜，可以代表要所研究的產(chǎn)品性能。座椅調(diào)整器的頻譜是各種座椅調(diào)整器的平均值，從非常安靜的設(shè)計(jì)到聲音較大的情況。然后修改平均頻譜的幅度，以反映麥克風(fēng)到源的不同距離，保守的假設(shè)下，隔聲罩內(nèi)的聲場(chǎng)是自由的(每增加一倍的距離有6dB的衰減)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法則，隔聲罩中最大允許的背景噪聲至少要比要測(cè)量的噪聲低10dB。
根據(jù)罩外峰值保持譜和罩內(nèi)最大允許背景噪聲，推導(dǎo)出一系列所需的插入損失(不同外部環(huán)境噪聲的函數(shù))曲線。其中一條曲線如圖9(虛線)所示，為了便于比較，圖中還顯示了輕型雙層板墻結(jié)構(gòu)的傳遞損失(虛線)(參考文獻(xiàn)5)。
從這些曲線可以明顯看出，雖然在中高頻時(shí)所需的IL可以通過(guò)例如雙層墻的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，但其不能保證在低于500Hz的頻率時(shí)所需的隔聲效果。為了在較低的頻率下達(dá)到更高的隔離級(jí)別，必須增加隔聲罩的質(zhì)量，或者在隔聲罩周圍增加一個(gè)額外的巨大屏障。換句話說(shuō)，如果檢測(cè)系統(tǒng)安裝在一個(gè)吵鬧的區(qū)域，建議將聲品質(zhì)EOL檢測(cè)系統(tǒng)隔離在一個(gè)單獨(dú)的房間中。
 
整體項(xiàng)目時(shí)間表
一旦選定隔聲罩的供應(yīng)商，通常一個(gè)或多個(gè)隔聲罩的交付時(shí)間是幾周，甚至可能是幾個(gè)月。因此，在項(xiàng)目的早期階段定義隔聲罩規(guī)格并選定供應(yīng)商是非常重要的。
六、      數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
采集系統(tǒng)需要獲取的數(shù)據(jù)有：噪聲信號(hào)、電流、加速度、位置(運(yùn)行過(guò)程中調(diào)整器的位置)和速度。
該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由兩個(gè)模塊組成:一個(gè)模塊獲取基本調(diào)節(jié)器位置和電流數(shù)據(jù)(低采樣頻率)，另一個(gè)模塊獲取麥克風(fēng)、加速度計(jì)和AC-DC耦合電流(高采樣頻率)。第二個(gè)模塊需要高采樣頻率，因?yàn)槁暺焚|(zhì)指標(biāo)是在整個(gè)可聽(tīng)頻率范圍內(nèi)計(jì)算的。
本系統(tǒng)使用的聲品質(zhì)模塊采用了采樣頻率為44.1 kHz的4通道DSP板卡。每個(gè)通道20秒的實(shí)時(shí)采集，這是該系統(tǒng)的另一個(gè)重要要求，因?yàn)樽诬壍赖穆暺焚|(zhì)特征可能在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生很大變化(由于它們的非平穩(wěn)特性)，因此必須在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中檢測(cè)聲品質(zhì)。
座椅調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)速是由調(diào)節(jié)器的交流耦合電流測(cè)得，由現(xiàn)成的封裝軟件來(lái)處理。
七、      Pass/Fail的邏輯
兩種類型的Pass/Fail邏輯可選，各有優(yōu)劣：
基于SQ Metric的限值標(biāo)準(zhǔn)
這種情況下，每個(gè)座位調(diào)節(jié)器的偏好評(píng)分是在多元線性回歸方程中結(jié)合主要的聲品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行估計(jì)的。方程如下：
X1, X2,…Xn是線性且獨(dú)立的聲品質(zhì)客觀參數(shù)，α，β1，β2，……，βn是回歸系數(shù)。偏好是一個(gè)與線性量表（即0-10，-3+3，1-7等）相關(guān)的數(shù)字/評(píng)分。
這種方法的明顯優(yōu)勢(shì)是：易于理解和偏好評(píng)分可以作為一個(gè)“聲品質(zhì)標(biāo)簽”。然而，由于任何給定的偏好評(píng)分都可以由方程中不同指標(biāo)的數(shù)值組合產(chǎn)生，它不提供導(dǎo)致調(diào)整器Fail的具體信息。
在過(guò)去的10幾年里，已經(jīng)發(fā)表了大量的論文，介紹了關(guān)于汽車及其零部件、非汽車產(chǎn)品等聲品質(zhì)建模的方法。這類回歸方程在NVH工程師群體很受歡迎，因?yàn)樗麄冊(cè)试S將主觀判斷量化為單一參數(shù)/數(shù)字。然而，它們不應(yīng)該被濫用，回歸方程是主客觀之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，而不是數(shù)學(xué)關(guān)系。因此，其可以加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)品性能的理解和建模，但不足以建立“嚴(yán)格的”數(shù)值閾值，所以這種方法的檢出率將受到一定程度的影響。
基于各個(gè)客觀參量的限值標(biāo)準(zhǔn)
在這種情況下，將為公式中的每個(gè)客觀參量定義一個(gè)閾值，用于量化令人反感的聲品質(zhì)特性。這些閾值可以根據(jù)聲品質(zhì)偏好的絕對(duì)量表(適用于任何座椅調(diào)節(jié)器)或相對(duì)于座椅調(diào)節(jié)器類型和車型來(lái)定義。
這是一組比回歸方程（SQ Metric）更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，它清楚地表明了：什么導(dǎo)致了座椅調(diào)節(jié)器的Pass或Fail。但是這種判定規(guī)則并不總能實(shí)施，客觀參量的幅度并非同步變化，滿足聲品質(zhì)指標(biāo)（SQMetric）的試件可能無(wú)法通過(guò)，而判定為Fail。
為了推導(dǎo)出上述任何一種邏輯，并用相當(dāng)數(shù)量的試件進(jìn)行驗(yàn)證，必須對(duì)大量的客觀參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，從這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中提取有意義的信息。該步驟非常耗時(shí)，如果手動(dòng)執(zhí)行則容易出錯(cuò)。為了提高效率和減少錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)，開(kāi)發(fā)了很多種工具，用于管理客觀參量計(jì)算結(jié)果，并從存儲(chǔ)的大量數(shù)據(jù)中提取有用信息，并在軟件(例如Excel)中處理這些結(jié)果，可以嘗試不同的算法6。
在撰寫(xiě)本文時(shí)，基于聲品質(zhì)指標(biāo)（SQ Metric）的Pass/Fail算法已經(jīng)在聲品質(zhì)試驗(yàn)室的兩種座椅調(diào)節(jié)器上進(jìn)行了成功地試驗(yàn)。
預(yù)計(jì)在2001年1月之前，工廠將對(duì)大量的座椅調(diào)節(jié)器(> 2000個(gè))進(jìn)行最后的驗(yàn)證。圖10展示了基于Sound Quality-based的EOL檢查系統(tǒng)的第一個(gè)原型。
 
八、      結(jié)論
本文論證了一個(gè)自動(dòng)化的、基于聲品質(zhì)的下線檢測(cè)系統(tǒng)的可行性。該系統(tǒng)與質(zhì)量控制措施和相關(guān)軟件相結(jié)合時(shí)，可用于跟蹤和發(fā)現(xiàn)潛在不合格的座椅調(diào)節(jié)器，并有助于確定故障可能出現(xiàn)的位置。此外，利用這樣一個(gè)系統(tǒng)，允許同時(shí)檢測(cè)、跟蹤并記錄座椅調(diào)節(jié)器的機(jī)械性能和聲品質(zhì)性能。
資料來(lái)源：T.Bernard, G. Cerrato-Jay, J. Dong, DJ Pickering,L. Braner, R. Davidson, The Development of a Sound Quality-based End-of-LineInspection System for Powered Seat Adjusters. SAE 01PC-205.. 由“NVH下線檢測(cè)技術(shù)”公眾號(hào)編輯整理。 
 
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