校企合作畢業(yè)設(shè)計

新能源整車裝配中高壓動力電池的智能監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)

工業(yè)工程

資助企業(yè): 上汽大眾汽車有限公司

資助年份: 2024

企業(yè)導師: 王建強

指導教師: 李艷婷

項目成員: 周銳,韓方亞,朱軒

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項目簡介

項目概述

本項目針對當前上汽大眾在推動電動汽車產(chǎn)線建設(shè)中PHEV高壓電池包裝配過程中存在的缺陷檢測不準確、電檢數(shù)據(jù)利用率低和作業(yè)安全風險問題,提出了一套綜合機器視覺和數(shù)據(jù)分析方法的PHEV高壓電池包裝配全流程自動化監(jiān)測系統(tǒng)。通過分析電池包生產(chǎn)與裝配流程,開發(fā)了基于機器視覺和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的外觀缺陷檢測算法,利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)構(gòu)建了關(guān)鍵性能指標的預(yù)測系統(tǒng),并設(shè)計了集成以上功能的自動化監(jiān)測軟件。該系統(tǒng)顯著提高了缺陷檢測的準確性與作業(yè)的安全性,同時通過有效的數(shù)據(jù)監(jiān)控與分析,提升了質(zhì)量控制的效率和響應(yīng)速度,為上汽大眾提供了一套操作簡便、數(shù)據(jù)可追溯的質(zhì)量監(jiān)控解決方案,有力支持了企業(yè)的自動化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。


項目目標

目標1:設(shè)計高壓電池包外觀自動化缺陷檢測裝置。旨在提供電池包外觀缺陷檢測算法的部署方案。

目標2:開發(fā)基于機器視覺和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的外觀缺陷檢測算法。精確識別和檢測電池包表面的各類缺陷,以提高檢測的準確率和效率。

目標3:實現(xiàn)PHEV高壓電池包關(guān)鍵性能指標的關(guān)聯(lián)和預(yù)測。通過分析電池包裝配過程中的歷史電檢數(shù)據(jù),識別影響電池包關(guān)鍵質(zhì)量指標的因素,建立實時識別關(guān)鍵質(zhì)量指標的監(jiān)控體系,并開發(fā)出電池包關(guān)鍵質(zhì)量指標的預(yù)測模型。

目標4:開發(fā)PHEV高壓電池包裝配全流程自動化監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)將集成全流程監(jiān)測平臺,實現(xiàn)檢測算法的可視化操作,并設(shè)計異常數(shù)據(jù)的存儲方案,以便于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和質(zhì)量控制。


項目成果

設(shè)計了一套針對PHEV高壓電池包的外觀自動化缺陷檢測裝置,并完成了3D建模。該裝置已被企業(yè)接受進行初步的可行性驗證,展現(xiàn)了其在實際應(yīng)用中的潛力。

開發(fā)了一套創(chuàng)新的兩階段PHEV高壓電池包外觀檢測算法,第一階段應(yīng)用無監(jiān)督的快速檢測算法,能夠高效識別異常電池包。算法檢測精確率超過95%,每秒可處理242幀圖片。第二階段采用一種輕量化的目標檢測模型,專門針對CPU平臺進行了優(yōu)化。使用改良的搜索算法對超參數(shù)調(diào)優(yōu),使得模型達到88%準確率,并且實現(xiàn)每秒82幀圖片的快速檢測。

實現(xiàn)了一套電檢異常數(shù)據(jù)預(yù)測算法,幫助企業(yè)監(jiān)測異常數(shù)據(jù)指標,實現(xiàn)了均方誤差僅0.92的預(yù)測準確率,為企業(yè)提供強有力的電檢數(shù)據(jù)預(yù)測方案。

開發(fā)了PHEV高壓電池包全流程監(jiān)測平臺,實現(xiàn)算法的可視化部署和異常數(shù)據(jù)的存儲與回溯,極大提高企業(yè)對電池包質(zhì)量監(jiān)控的效率和準確性。


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