一种面向规模化远程零部件固件自动化升级的方法及装置

摘要

本发明公开了一种面向规模化远程零部件固件自动化升级的方法及装置，通过构建云端智慧远程自动升级平台，应用数字化手段对零部件软件版本进行系统化管理。通过远程自动升级平台，建立云端服务器与MES生产线系统的对接，当某零部件具有软件升级需求时，自动触发零部件Part Number升级范围，精准进行自适应自动升级。在刷写工站端大大节约了原有的刷写工站的布置空间，优化了多人进行本地化操作的方式，提高效率，降低生产成本。同时，设计的装置便于在仓库端、客户端、生产线端进行灵活部署，解决了当前采用的在生产线端建立U型生产线进行流水线刷写的技术难点，实现规模化远程零部件固件自动化升级。

权利要求

1.一种面向规模化远程零部件固件自动化升级的装置，包括刷写设备和云端服务器，应用于生产制造、运输和仓储过程中，零部件制造商对相应的零部件固件进行升级，其特征在于：

所述刷写设备，根据使用场景的要求，部署在不同空间区域进行升级活动，获取待刷写零部件的标签识别号，并上传云端服务器，所述刷写设备为刷写工站；所述刷写设备包括夹持装置、传感器、接口和通信单元，传感器包括位置传感器和图像传感器，零部件经接口与刷写设备连接，并通过夹持装置固定，位置传感器获取零部件的放置状态并确定放置位置，图像传感器识别零部件上的标签识别号，通信单元将获取的零部件放置状态、放置位置和标签识别号发送至云端服务器，并从云端服务器获取零部件相应的最新版本固件，通过接口对零部件进行升级；所述夹持装置为模块化夹持装置，即一模多套；所述刷写设备还获取零部件的放置状态和放置位置；所述云端服务器基于放置状态自动触发升级任务，将固件最新版本下发至刷写设备上该零部件对应的放置位置；夹持装置为可调节固定槽，固定槽底部设置接口，夹持装置包括转轮、传送带、夹持机构，传送带套设于至少两个转轮上，夹持机构的两个夹持部设置于传送带的两侧，以使两个转轮上部的传送带与传送带两侧的加持机构构成一端固定槽，接口均匀排布于所述上部的传送带；

所述云端服务器，获取零部件固件最新版本，云端服务器以硬件信息为基线，通过待刷写零部件的标签识别号进行硬件信息匹配，基于硬件信息下发对应固件的最新版本，完成多零件模式、多版本状态、多空间应用场景下的升级活动；所述云端服务器与制造执行系统协同交互，自动捕捉制造执行系统中对应固件的最新版本，制造执行系统从产品生命周期管理系统中同步物料清单，物料清单包含产品生命周期管理系统中释放的固件最新版本。

2.根据权利要求1所述的一种面向规模化远程零部件固件自动化升级的装置，其特征在于：所述云端服务器以硬件信息为基线，基于固件版本，通过唯一识别号编码规则，构建并更新版本模型树，将获取的固件最新版本放入版本模型树，通过刷写设备获取待刷写零部件的当前固件版本，并与版本模型树中的固件最新版本比较，当版本模型树中的固件版本更新时，触发固件版本下发任务。

3.根据权利要求1所述的一种面向规模化远程零部件固件自动化升级的装置，其特征在于：所述云端服务器，基于固件版本带有的测试结果标签，下发经测试的最新固件版本。

4.一种面向规模化远程零部件固件自动化升级的方法，其特征在于：采用刷写设备和云端服务器，应用于生产制造、运输和仓储过程中，零部件制造商对相应的零部件固件进行升级，包括如下步骤：步骤S1：云端服务器获取零部件固件最新版本；

步骤S2：云端服务器以硬件信息为基线，刷写设备获取待刷写零部件的标签识别号，并上传云端服务器；所述刷写设备为刷写工站，根据使用场景的要求，部署在不同空间区域进行升级活动；所述刷写设备包括夹持装置、传感器、接口和通信单元，传感器包括位置传感器和图像传感器，零部件经接口与刷写设备连接，并通过夹持装置固定，位置传感器获取零部件的放置状态并确定放置位置，图像传感器识别零部件上的标签识别号，通信单元将获取的零部件放置状态、放置位置和标签识别号发送至云端服务器，并从云端服务器获取零部件相应的最新版本固件，通过接口对零部件进行升级；所述夹持装置为模块化夹持装置，即一模多套；所述刷写设备还获取零部件的放置状态和放置位置；所述云端服务器基于放置状态自动触发升级任务，将固件最新版本下发至刷写设备上该零部件对应的放置位置；

夹持装置为可调节固定槽，固定槽底部设置接口，夹持装置包括转轮、传送带、夹持机构，传送带套设于至少两个转轮上，夹持机构的两个夹持部设置于传送带的两侧，以使两个转轮上部的传送带与传送带两侧的加持机构构成一端固定槽，接口均匀排布于所述上部的传送带；

步骤S3：云端服务器通过待刷写零部件的标签识别号进行硬件信息匹配，基于硬件信息下发对应固件的最新版本，完成多零件模式、多版本状态、多空间应用场景下的升级活动；所述云端服务器与制造执行系统协同交互，自动捕捉制造执行系统中对应固件的最新版本，制造执行系统从产品生命周期管理系统中同步物料清单，物料清单包含产品生命周期管理系统中释放的固件最新版本。

说明书

一种面向规模化远程零部件固件自动化升级的方法及装置

技术领域

[0001] 本发明属于智能制造技术领域，具体涉及一种面向规模化远程零部件固件自动化升级的方法及装置。

背景技术

[0002] 在工业互联网信息技术高速发展的背景下，软件定义汽车的出现进一步促进了汽车的智能化和网联化。整车企业的远程升级对象为车辆终端。整车企业远程升级的典型特点为升级规则明确，统一在整车升级时制定升级策略，并进行整车ECU（Electronic Control Unit，电子控制单元）系统的功能升级。

[0003] 当整车厂对某一车型或者车辆进行升级时，每一次有新的功能更新，都需要对零部件进行刷写。为满足零部件装配软件版本的要求，在生产制造过程中，零部件制造商也需要对相应的零部件固件进行升级，不同于整车，零部件因为对整车企业进行供应，存在至少5种零部件状态，包括1）零部件在整车企业生产线；2）零部件已到达整车企业仓库，存储在仓库中；3）零部件在运输过程中；4）零部件在供应商仓库；5）零部件在供应商生产线。在目前状态下，对于第1）至3）种零部件状态，当前由整车企业装配成车辆后，再进行整车升级，给整车企业带来较大的生产成本。对于第4）、第5）种状态，由供应商在现有生产线的刷写工站上通过U型生产线，由多名操作人员在刷写工站上完成，耗费大量的生产成本。

[0004] 此处的零部件，指具有软件升级功能的域控制器类等的电子控制器类零件。

[0005] 另一方面，在软件定义汽车的大背景下，软件在车辆零部件生产制造过程中，升级的频度也越来越高。当采用目前的固定式刷写工站进行刷写时，会带来如下几个方面的问题。1）全手动进行软件刷写，在刷写设备上无自动感知单元和信号处理，需要在操作界面上在每一个操作步骤上进行多次手动点击。同时，每个工站需要多人进行操作，严重影响工作效率。2）零部件的刷写记录没有系统性管控，需要升级的零部件的软件需要手动进行本地测试机管理，容易造成软件版本的混乱和升级版本升级错误。3）固定式工站刷写无法对第三方仓库和整车企业端零部件进行远程升级刷写，需要反产或者车辆下线后统一对车辆进行软件刷写，难以对ECU的软件版本进行系统化、数字化管控。

发明内容

[0006] 为解决现有技术的不足，实现对零部件的软件远程自动化升级，从而提高软件刷写效率、增强刷写管控、降低成本的目的，本发明采用如下的技术方案：

[0007] 一种面向规模化远程零部件固件自动化升级的装置，包括刷写设备和云端；

[0008] 所述刷写设备，获取待刷写零部件的标签识别号，并上传云端服务器；

[0009] 所述云端服务器，获取零部件固件最新版本，通过待刷写零部件的标签识别号进行硬件信息匹配，基于硬件信息下发对应固件的最新版本。

[0010] 进一步地，所述云端服务器与制造执行系统协同交互，自动捕捉制造执行系统中对应固件的最新版本，制造执行系统从产品生命周期管理系统中同步物料清单，物料清单包含产品生命周期管理系统中释放的固件最新版本。

[0011] 进一步地，所述云端服务器以硬件信息为基线，基于固件版本，通过唯一识别号编码规则，构建并更新版本模型树，将获取的固件最新版本放入版本模型树，通过刷写设备的接口获取待刷写零部件的当前固件版本，并与版本模型树中的固件最新版本比较，当版本模型树中的固件版本更新时，触发固件版本下发任务。每一个软件版本迭代，均记录软件的变更参数及变更原因，建立软件版本溯源机制。

[0012] 进一步地，所述刷写设备还获取零部件的放置状态和放置位置；所述云端服务器基于放置状态自动触发升级任务，将固件最新版本下发至刷写设备上该零部件对应的放置位置的接口。

[0013] 进一步地，所述云端服务器，基于固件版本带有的测试结果标签，下发经测试的最新固件版本，为版本升级提供双重保险，防止安装错误升级包。

[0014] 进一步地，所述刷写设备包括夹持装置、传感器、接口和通信单元，传感器包括位置传感器和图像传感器，零部件经接口与刷写设备连接，并通过夹持装置固定，位置传感器获取零部件的放置状态（放入或者没放）并确定放置位置（模块化的夹持装置可以实现的一模多套），图像传感器识别零部件上的标签识别号，通信单元将获取的零部件放置状态、放置位置和标签识别号发送至云端服务器，并从云端服务器获取零部件相应的最新版本固件，通过接口对零部件进行升级。

[0015] 进一步地，所述夹持装置为模块化夹持装置，即一模多套，以批量的进行夹持装置更换与零部件更换。

[0016] 进一步地，所述夹持装置为可调节固定槽，固定槽底部设置接口，零部件插入固定槽，并与接口连接后，通过调节固定槽宽度固定零部件，调节机构可以是带手柄的螺丝，与固定槽两侧槽体上的螺孔配合调节固定槽的宽度，也可以是夹具，夹具可以是夹面向上的夹子，向上的两个相对的夹面也可以存在最小距离，以便零部件直接通过插入两个夹面之间，进行固定，避免每次都手动撑开夹子。

[0017] 进一步地，所述夹持装置包括转轮、传送带、夹持机构，传送带套设于至少两个转轮上，夹持机构的两个夹持部设置于传送带的两侧，以使两个转轮上部的传送带与传送带两侧的加持机构构成一端固定槽，接口均匀排布于所述上部的传送带，放置零部件时，只需将多个零部件拿到固定槽的一端，滑动传送带，以使最远处的接口滑动到固定槽的这一端，将零部件插入固定槽并与接口连接，并通过当前零部件将传送带往另一端滑动，然后安装下一个零部件，升级完成后，在固定槽一端拆卸零部件，然后通过下一个零部件滑动传送带，使下一个零部件滑动到当前位置并进行拆卸，从而避免了依次在一段固定槽的不同位置安装和拆卸零部件，节省了来回取放零部件的时间和精力，并且基于固定一端安装和拆卸时，上一次拆卸后，便完成了最远端接口滑动至所述当前位置的步骤。此外，转轮和夹持机构与刷写设备本体固定连接，传送带相对本体滑动，形成了底部能够滑动的一段固定槽，而固定槽上的接口通过较长的连接线或者可伸缩的连接线与刷写设备的通信单元连接。另一方面，滑动的固定槽的设置，还能够使图像传感器设置于固定槽安装拆卸的一端，每安装一个零部件便可对其标签识别号进行识别，对于安装好后再进行逐个识别的情形，提高了效率，对于通过摄像头对准一组零部件进行扫描的情形，减小了扫描面，提高了精度，降低了出错的概率。

[0018] 所述刷写设备还设有显示装置，用于显示对应的零部件是否刷写成功。

[0019] 一种面向规模化远程零部件固件自动化升级的方法，采用刷写设备和云端服务器，包括如下步骤：

[0020] 步骤S1：云端服务器获取零部件固件最新版本；

[0021] 步骤S2：刷写设备获取待刷写零部件的标签识别号，并上传云端服务器；

[0022] 步骤S3：云端服务器通过待刷写零部件的标签识别号进行硬件信息匹配，基于硬件信息下发对应固件的最新版本。

[0023] 本发明的优势和有益效果在于：

[0024] 本发明通过基于端云协同的数字化智慧网联技术手段，提出的一种面向规模化远程零部件固件自动化升级的方法及装置，可以很好的解决当前生产线采用的由多人进行本地化的零部件固件升级刷写方式下效率低下、成本高昂等问题，支持不同空间下多场景协同软件刷写，有效降低规模化零部件升级的成本，提高刷写效率，促进了生产线进行远程自动化升级的数字化与智慧化水平。

附图说明

[0025] 图1是本发明实施例中一种面向规模化远程零部件固件自动化升级的装置架构图。

[0026] 图2是本发明实施例中一种面向规模化远程零部件固件自动化升级的方法流程图。实施方式

[0027] 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

[0028] 如图1所示，一种面向规模化远程零部件固件自动化升级的装置，包括刷写设备和云端服务器；

[0029] 刷写设备，获取待刷写零部件的标签识别号，并上传云端服务器；

[0030] 云端服务器，获取零部件固件最新版本，通过待刷写零部件的标签识别号进行硬件信息匹配，基于硬件信息下发对应固件的最新版本。

[0031] 如图2所示，一种面向规模化远程零部件固件自动化升级的方法，建立了一种基于端云协同的信息交互机制，通过支持夹具模块化设计并自适应感知的刷写设备的开发及智慧云端管理系统的构建，解决当前面对支持固件升级的零部件仅在本地进行升级，无法在异地进行协同远程自动化升级的问题。本发明提出的方法和装置有效利用工业互联网数字化手段，建立零部件固件远程自适应升级机制，实现在多空间多场景下对零部件进行固件升级，提高生产效率，降低生成成本，提高智能制造水平。具体地，零部件固件自动化升级包括云端服务器和刷写工站，方法包括如下步骤：

[0032] 步骤S1：零部件固件新版本获取。当零部件端有新的功能发布时，会进行零部件功能软件版本的升级。当PLM（Product Lifecycle Management，产品生命周期管理）系统中释放最新的版本至BOM（Bill of Material，物料清单）中，会同步至MES（Manufacturing Execution System，制造执行系统）。通过设计的远程零部件固件自动化升级装置的云端服务器，建立与MES系统间的自动协同交互，当云端服务器识别到MES系统中有新的版本变化时，自动进行版本捕捉，并将最新的软件版本，按照唯一识别号编码规则，在版本模型树中，进行信息生成并保存。同时，云端服务器预设置接口，与其他需要进行交互的系统进行接口预留，保持系统的高可扩展性和可高可用性。

[0033] 步骤S2：刷写设备端零部件放置。在刷写设备端，设计零部件放置夹具。当零部件放置后，刷写设备端的传感器自动进行信号识别，捕捉零部件的标签识别号。刷写设备端零部件版本自动识别，当零部件放入夹具中后，刷写设备端与云端服务器建立通信交互。零部件通过装置设备端的通信单元，自动检测当前零部件软件版本，并上传至云端服务器。当零部件批次性存在不同版本时，自动在云端服务器上进行记录并保存。

[0034] 传感器为位置传感器，当放入零件时，自动识别零件的位置，从而通过位置识别，将信号通过联网设备传至云端，云端能够识别到有零件放入。而现有的刷写工站上是通过手动将零部件固定至固定位置。

[0035] 刷写设备端与云端服务器刷写信号传输。当刷写设备端的零部件放置后，通过TCP/IP协议建立与云端服务器的稳定交互通信。信号通信执行交互过程中的设备信息、版本信息等的云端上报，软件版本的信息传递，结果反馈信号的传递，传输日志、升级日志的报告等通信内容。通过建立基于通讯协议的零部件端与刷写设备间的信息交互机制，实现云端服务器对刷写工站的信息感应以及刷写动作响应，并完成刷写。

[0036] 刷写设备端模块化夹具设计。在刷写设备端，为了满足适配不同外形及功能的零部件的要求，对夹具进行模块化设计，以满足快速进行夹具更换和刷写场景。同时，模块化夹具设计根据实际业务场景使用需求，可设计成1模12套或1模24套，批次性进行夹具更换与零部件更换，实现快速刷写，具备灵活适配功能，快速适应不同产品的夹具。本发明提出的刷写工站，具备通信功能、产品自适应感应以及硬件设计具有模块化。刷写工站通信功能实现和云端服务器的自动交互，当操作人员放好后产品后，刷写机台建立交互通信，并自动触发刷写，同时在刷写机台展示页面上显示刷写进度与刷写成功与否状态，刷写完成后通过红绿灯显示，并告知操作人员取下产品。同时，在工装上装有传感器，当产品放置后，自动进行产品位置信息捕捉，触发自动升级。

[0037] 步骤S3：云端智慧感知升级任务自适应。当云端服务器与刷写设备端建立通信后，云端服务器通过扫描的零部件号标识，进行硬件信息匹配，关联云端服务器与零部件间的映射关系。同时，云端服务器捕捉到刷写设备端的软件版本信息后，将根据硬件零部件号自动进行软件版本信息的匹配，并根据零部件版本号自动触发升级任务。

[0038] 云端软件版本模型树管理。在云端服务器中，建立以硬件版本为基线的版本管理。升级活动为根节点。硬件版本用于对零部件唯一性进行标签识别，以保证零部件的刷写一致性。在硬件版本基础上，进行软件版本管理。在软件版本管理模型树中，以零部件每次升级活动项目为根节点，各项目由若干软件配置项组成。每一个软件版本迭代，均记录软件的变更参数及变更原因，建立软件版本溯源机制。当云端服务器识别到刷写设备端的软件版本后，自动进行升级目标版本匹配。

[0039] 提出的云端服务器的设计，具备与MES系统的交互功能、与刷写工站的通信、产品的软件版本管理、升级活动成功与失败管理、自适应版本升级及对不同零部件的软件系统管理。云端服务器的软件版本管理包括从MES系统自动获取最新的需要升级的零部件的版本，在与刷写工站通信后，快速识别当前零部件的软件版本，并按照MES中的最新版本进行升级。云端服务器建立不同软件版本的软件系统管理路径，建立软件版本管理模型树，当MES系统交互端捕捉到新版本时，自动进行模型树版本的增加，自适应对刷写工站端交互端上传的软件版本的升级，完成自动化升级。云端服务器建立刷写成功与失败管理机制，并将刷写结果传递至刷写工站端展示页面，同时重点建立对刷写失败的记录与模型库，进行软件刷写失败的日志抓取与失败根因分析，不断提升零部件的刷写成功率，提高生产良率。

[0040] 云端对刷写设备端进行自动化刷写。云端服务器在获得升级请求后，通过对升级包测试结果的标签识别，如测试结果成功，则调用云端服务器中相应的软件包，自适应对刷写设备端的零部件进行刷写。如无测试结果纪录或测试结果不通过，则高亮预警显示。对升级包是否已经做过测试及结果的识别判断，是为版本升级提供一个双重保险，防止安装错升级包。

[0041] 升级过程数据监测。在零部件刷写过程中，对升级活动过程进行监测，同时显示升级活动的进程。监测对象参数数据主要包括零部件的刷写过程数据，零部件升级过程中的异常数据，零部件的升级时间，网络的异常等。

[0042] 升级失败原因分析。在云端服务器中，提出升级失败原因分析功能。针对升级过程中出现的升级失败异常因素，基于升级过程日志解析，开展基于软件版本匹配错误、软件通信异常、软件功能参数不匹配等多维度下的升级失败原因分析。

[0043] 多空间场景下的零部件协同自动化升级。提出的面向规模化远程零部件固件自动化升级装置，可以根据使用场景的要求，部署在不同空间区域进行升级活动。针对零部件下线后，在有新功能发布时，零部件会存在多仓库，多空间存储的状态。部分零部件在供应商仓库，部分零部件在主机厂仓库，部分零部件在第三方仓库，部分零部件在生产产线。在每个空间区域部署一台所提出的具有终端联网通信功能的刷写终端设备，可对仓储中的零部件进行批次性升级，并且云端服务器可以根据不同区域的刷写设备端，进行升级策略的制定及升级任务的触发，完成规模化的零部件软件刷写。

[0044] 本发明实现了1（1套云端服务器）对N（客户端仓库、己方生产线、己方供应商仓库等）多种升级场景下的升级。通过对零部件软件版本的自动化管理、升级范围确定以及自适应版本匹配，并完成多零件模式、多版本状态、多空间应用场景下的升级活动。

[0045] 如图1所示，刷写设备为刷写工站，包括夹持装置、传感器、接口和通信单元，传感器包括位置传感器和图像传感器，零部件经接口与刷写设备连接，并通过夹持装置固定，位置传感器获取零部件的放置状态（放入或者没放）并确定放置位置（模块化的夹持装置可以实现的一模多套），图像传感器识别零部件上的标签识别号，通信单元将获取的零部件放置状态、放置位置和标签识别号发送至云端服务器，并从云端服务器获取零部件相应的最新版本固件，通过接口对零部件进行升级。夹持装置为模块化夹持装置，即一模多套，以批量的进行夹持装置更换与零部件更换。

[0046] 另一个实施例中，夹持装置为可调节固定槽，固定槽底部设置接口，零部件插入固定槽，并与接口连接后，通过调节固定槽宽度固定零部件，调节机构可以是带手柄的螺丝，与固定槽两侧槽体上的螺孔配合调节固定槽的宽度，也可以是夹具，夹具可以是夹面向上的夹子，向上的两个相对的夹面也可以存在最小距离，以便零部件直接通过插入两个夹面之间，进行固定，避免每次都手动撑开夹子。具体地，夹持装置包括转轮、传送带、夹持机构，传送带套设于至少两个转轮上，夹持机构的两个夹持部设置于传送带的两侧，以使两个转轮上部的传送带与传送带两侧的加持机构构成一端固定槽，接口均匀排布于所述上部的传送带，放置零部件时，只需将多个零部件拿到固定槽的一端，滑动传送带，以使最远处的接口滑动到固定槽的这一端，将零部件插入固定槽并与接口连接，并通过当前零部件将传送带往另一端滑动，然后安装下一个零部件，升级完成后，在固定槽一端拆卸零部件，然后通过下一个零部件滑动传送带，使下一个零部件滑动到当前位置并进行拆卸，从而避免了依次在一段固定槽的不同位置安装和拆卸零部件，节省了来回取放零部件的时间和精力，并且基于固定一端安装和拆卸时，上一次拆卸后，便完成了最远端接口滑动至所述当前位置的步骤。此外，转轮和夹持机构与刷写设备本体固定连接，传送带相对本体滑动，形成了底部能够滑动的一段固定槽，而固定槽上的接口通过较长的连接线或者可伸缩的连接线与刷写设备的通信单元连接。另一方面，滑动的固定槽的设置，还能够使图像传感器设置于固定槽安装拆卸的一端，每安装一个零部件便可对其标签识别号进行识别，对于安装好后再进行逐个识别的情形，提高了效率，对于通过摄像头对准一组零部件进行扫描的情形，减小了扫描面，提高了精度，降低了出错的概率。

[0047] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。