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功能定義在整車產(chǎn)品開發(fā)的應(yīng)用論文
1功能定義整體介紹
首先，由產(chǎn)品屬性概要及配置表需求，編制公司級(jí)功能清單，功能清單主要包含功能的名稱與功能簡述，主要作用為整理所有涉及客戶體驗(yàn)相關(guān)的功能項(xiàng)，由功能清單中每項(xiàng)功能展開編寫功能選型（FDA）表，通過評(píng)審確定唯一的功能選型方案，開展功能描述與需求文件編制(FDR)，通過此文件中的用戶實(shí)例（即功能應(yīng)用的各種情況），開展功能實(shí)現(xiàn)（FR）文件編制,FR文件中將詳細(xì)說明功能在各種場(chǎng)景下，是如何通過各個(gè)子系統(tǒng)軟硬件協(xié)同進(jìn)行功能實(shí)現(xiàn)的。最終，F(xiàn)R技術(shù)文件中對(duì)系統(tǒng)的要求，傳遞至系統(tǒng)需求設(shè)計(jì)中，通過管控系統(tǒng)軟硬件的開發(fā)，最終保證整車功能的實(shí)現(xiàn)，流程簡圖如圖1。
2功能選型FDA介紹
功能選型主要是從概念設(shè)計(jì)及權(quán)衡成本兩方面進(jìn)行規(guī)劃，是用來描述概念性功能的方案涵蓋。主要通過為什么需要這個(gè)功能（法規(guī)、客戶需求、競(jìng)品分析等），這個(gè)功能可以做什么（功能觸發(fā)后的行為、司機(jī)或乘客如何操作功能或與之互動(dòng)），如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能（對(duì)這個(gè)功能的核心需求、功能方案、邊界圖見圖2等），從乘客的視角規(guī)劃功能，在設(shè)計(jì)之初，最大程度上保證顧客的需求。
3功能實(shí)現(xiàn)與需求FDR介紹
功能實(shí)現(xiàn)與需求是站在用戶的角度闡述功能行為或者用戶同功能交互方式的文件，是對(duì)FR或其他FDR的輸入。主要通過用例分析來進(jìn)行邏輯編寫。用例分析主要是指該功能都會(huì)在哪些客戶應(yīng)用車輛的場(chǎng)景下發(fā)生。功能實(shí)現(xiàn)與需求的目的是關(guān)注客戶對(duì)功能的體驗(yàn)以及功能在不同情境下對(duì)外界行為；品牌下不同的車型可以給客戶一脈相承的用車體驗(yàn)；顧客需求是不斷變更的，所以必須要能夠使得文檔能夠很快和很頻繁的更新，所以FDR仍然是一個(gè)比較頂層的設(shè)計(jì)，而非詳細(xì)的設(shè)計(jì)；FDR應(yīng)獨(dú)立于功能是如何實(shí)現(xiàn)的，這樣的話功能開發(fā)就不受制于架構(gòu)的變更，而且FDR可以在不同的項(xiàng)目中得到復(fù)用。
4功能實(shí)現(xiàn)FR介紹
FR是技術(shù)性文件，描述不同子系統(tǒng)間的協(xié)作來實(shí)現(xiàn)功能，F(xiàn)R介于功能需求描述FDR和系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)之間，是系統(tǒng)需求描述SRD物理實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵輸入性文件。FR是用于收集、開發(fā)、描述功能的電氣實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)R的輸入需求都是來源于FDR，目的是對(duì)影響功能實(shí)現(xiàn)的各種需求有總體的把握；描述不同系統(tǒng)協(xié)同來實(shí)現(xiàn)功能從需求輸入到系統(tǒng)職責(zé)細(xì)化的細(xì)節(jié)描述，并且描述功能實(shí)現(xiàn)交互的場(chǎng)景及系統(tǒng)間交互的實(shí)現(xiàn)需求。
5車外人臉識(shí)別功能舉例
5.1車外人臉識(shí)別
FDA為什么需要這個(gè)功能:打造個(gè)性化風(fēng)格：在駕駛員進(jìn)入車輛之前，車輛已經(jīng)識(shí)別到駕駛員身份并調(diào)配個(gè)性化設(shè)置。無鑰匙進(jìn)入的需求：車主無需攜帶鑰匙，敲擊屏幕，啟動(dòng)車外人臉識(shí)別，識(shí)別成功，車門解鎖。這個(gè)功能可以做什么：車主攜帶鑰匙，距離車輛5米內(nèi)感應(yīng)到鑰匙，系統(tǒng)5秒內(nèi)激活。駕駛員靠近車輛1.5米范圍內(nèi)，系統(tǒng)1秒內(nèi)完成臉部識(shí)別，身份匹配。車輛在駕駛員就坐后自動(dòng)調(diào)節(jié)座椅，方向盤，外后視鏡位置。車輛B柱安裝一塊屏幕，用于在識(shí)別過程中的人機(jī)交互。識(shí)別過程中會(huì)提示駕駛員面朝攝像頭，協(xié)助順利完成識(shí)別過程。如果車外人臉識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別不成功，則需要通過鑰匙進(jìn)入車內(nèi)，進(jìn)入車內(nèi)將進(jìn)行二次識(shí)別。當(dāng)車主沒帶鑰匙，可以通過敲擊屏幕，喚醒系統(tǒng)，通過人臉識(shí)別解鎖車門進(jìn)入車輛。如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能：主要通過車外屏幕、多媒體主機(jī)、與人臉識(shí)別主控制器互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)無鑰匙進(jìn)入功能。車內(nèi)攝像頭、主動(dòng)安全控制模塊與人臉識(shí)別主控制器互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)車內(nèi)人臉識(shí)別，以及進(jìn)行疲勞監(jiān)測(cè)功能（圖3）。
5.2車外人臉識(shí)別FDR
5.2.1車外人臉識(shí)別用例分析（圖4）用例1：駕駛員走近車輛，車輛感應(yīng)到藍(lán)牙鑰匙，車外人臉識(shí)別系統(tǒng)啟動(dòng)（目標(biāo)2s內(nèi)）并在1s內(nèi)完成對(duì)距離車輛1.5米范圍內(nèi)的人員識(shí)別。識(shí)別成功，外屏顯示歡迎語，車門解鎖，并配置HMI個(gè)性化設(shè)置，當(dāng)駕駛員進(jìn)入車輛，配置座椅，方向盤等個(gè)性化設(shè)置。目標(biāo)識(shí)別失敗，系統(tǒng)通過外屏引導(dǎo)駕駛員面朝攝像頭重新識(shí)別。用例2：共享車租客將鑰匙借給第三方使用，車外人臉識(shí)別到并非租客開門，系統(tǒng)向后臺(tái)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。用例3：與車外人臉識(shí)別功能結(jié)合，可以預(yù)設(shè)節(jié)日問候，給予家人，情侶節(jié)日驚喜。用例4：當(dāng)車輛感應(yīng)到車輛鑰匙，系統(tǒng)將車輛狀態(tài)，天氣情況等顯示到側(cè)面玻璃/前玻璃上。用例5：當(dāng)車輛在充電時(shí)，系統(tǒng)將充電信息顯示到側(cè)面玻璃/前玻璃上。用例6：當(dāng)需要在車輛上收取快遞時(shí)，在玻璃顯示簽收快遞信息，提示快遞員本車為需要投放快遞的車輛。用例7：當(dāng)車輛發(fā)生故障時(shí)，在玻璃顯示警示，提醒其他車輛注意，或顯示SOS標(biāo)語。用例8：當(dāng)行人過于靠近車輛，系統(tǒng)在側(cè)面玻璃顯示警示語，警示本車已經(jīng)設(shè)防。用例9：車輛組隊(duì)出行，可以在玻璃上顯示隊(duì)伍的口號(hào)，隊(duì)標(biāo)等信息。用例10：在打車時(shí)，車輛側(cè)面玻璃可以與乘客手機(jī)互聯(lián)，顯示乘客設(shè)定信息，方便尋找車輛。5.2.2車外人臉識(shí)別功能邊界車外人臉識(shí)別有效范圍：1.5m處，寬度5.2m,高度3.6m；1m處，寬度3.45m，高度2.4m；0.5m處，款1.75m，高1.2m。超出范圍將有可能識(shí)別不到。識(shí)別過程中，人臉與攝像頭角度：-YAW:+/-45;PITCH:+40/-20;ROLL：+/-30范圍內(nèi)。識(shí)別效果受雨雪等惡劣天氣影響。攝像頭被灰塵遮擋，將影響系統(tǒng)功能，需要定期擦拭干凈。5.2.3車外人臉識(shí)別功能場(chǎng)景描述因此功能應(yīng)用場(chǎng)景較多，篇幅有限，僅對(duì)識(shí)別人臉配置設(shè)置功能展開詳細(xì)描述。此功能有如下五種可能情況發(fā)生，詳細(xì)描述事件邏輯順序如下：場(chǎng)景A邏輯順序：1.駕駛員攜帶鑰匙靠近車輛。2.車輛感應(yīng)到鑰匙，人臉識(shí)別系統(tǒng)啟動(dòng)，開始識(shí)別人臉。3.本地識(shí)別成功，若車主通過HMI或手機(jī)APP設(shè)置了通過車外人臉識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行解鎖車門。4.車門解鎖，HMI配置個(gè)性化設(shè)置，座椅后移迎接車主，車外屏幕顯示問候語以及預(yù)設(shè)興趣內(nèi)容。5.駕駛員打開車門。6.車外人臉識(shí)別系統(tǒng)關(guān)閉。7.結(jié)束。場(chǎng)景B邏輯順序：1.駕駛員攜帶鑰匙靠近車輛。2.車輛感應(yīng)到鑰匙，人臉識(shí)別系統(tǒng)啟動(dòng)，開始識(shí)別人臉。3.本地識(shí)別成功，若車主未通過人機(jī)交互（HMI）手機(jī)APP設(shè)置了通過車外人臉識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行解鎖車門。4.HMI配置個(gè)性化設(shè)置，座椅后移迎接車主，車外屏幕顯示問候語以及預(yù)設(shè)興趣內(nèi)容。5.駕駛員通過鑰匙解鎖車門，打開車門。6.車外人臉識(shí)別系統(tǒng)關(guān)閉。7.結(jié)束。場(chǎng)景C邏輯順序：1.系統(tǒng)識(shí)別人臉失敗。2.車外屏幕提示駕駛員面向攝像頭并從新識(shí)別。3.結(jié)束。場(chǎng)景D邏輯順序：1.系統(tǒng)識(shí)別到人臉但身份匹配失敗。2.車外屏幕提示駕駛員需先進(jìn)行注冊(cè)并綁定圖片。3.駕駛員打開車門。4.車外人臉識(shí)別系統(tǒng)關(guān)閉。5.結(jié)束。場(chǎng)景E邏輯順序：1.駕駛員沒帶鑰匙，通過雙擊屏幕喚醒系統(tǒng)。2.車外人臉識(shí)別系統(tǒng)啟動(dòng)，車外屏幕點(diǎn)亮顯示密碼輸入界面。3.駕駛員通過輸入密碼解鎖車門。4.車外人臉識(shí)別系統(tǒng)關(guān)閉。5.結(jié)束。
5.3車外人臉識(shí)別FR
車外人臉識(shí)別的功能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)交互如圖5：各系統(tǒng)要求如下：互聯(lián)服務(wù)子系統(tǒng):提供車輛網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)，提供連接云端數(shù)據(jù)的功能，下載云端上個(gè)人的賬戶信息，以及同步手機(jī)APP設(shè)置到本地。車輛模式管理子系統(tǒng)：提供車輛模式和使用模式的信息，提供有關(guān)能量平衡的信息，并最終要求在需要能量平衡時(shí)停止此功能。鎖子系統(tǒng):提供車門開啟關(guān)閉信號(hào)。遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)：提供藍(lán)牙鑰匙信號(hào)，藍(lán)牙鑰匙位置信號(hào)。高壓能量管理子系統(tǒng)：提供充放電狀態(tài)信號(hào)，充放電剩余時(shí)間信號(hào)。人機(jī)交互管理子系統(tǒng)：提供用戶顯示內(nèi)容設(shè)置界面，設(shè)置顯示內(nèi)容，時(shí)段，提供人臉識(shí)別異常情況下的文字提醒，檢測(cè)不成功的文字提醒，顯示用戶設(shè)置內(nèi)容。防盜子系統(tǒng)：發(fā)送防盜系統(tǒng)觸發(fā)信號(hào)。
6結(jié)束語
本文提供了由功能指導(dǎo)設(shè)計(jì)的正向開發(fā)思路。通過介紹功能定義中FDA、FR、FDR文件的概念及內(nèi)在邏輯，并通過車外人臉識(shí)別功能進(jìn)行舉例，介紹功能是如何逐步從客戶需求轉(zhuǎn)化至系統(tǒng)開發(fā)的。由功能設(shè)計(jì)指導(dǎo)系統(tǒng)開發(fā)的方法，由原來供應(yīng)商提供技術(shù)為主導(dǎo)的逆向開發(fā)流程，轉(zhuǎn)變?yōu)橛晒δ転橹鲗?dǎo)的正向開發(fā)設(shè)計(jì)流程，有效的積累了設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在滿足新品設(shè)計(jì)開發(fā)周期與質(zhì)量要求的同時(shí)，保證了最終的客戶功能需求與產(chǎn)品滿意度。
參考文獻(xiàn)
[1]NPDShandbook吉利新產(chǎn)品開發(fā)體現(xiàn)手冊(cè).
[2]吉利工程師手冊(cè)1.02017-08.
作者：張金一 單位：浙江吉智新能源汽車科技有限公司
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