《Data》：A Large-Scale Industrial End-of-Line Vibroacoustic Dataset for Electric Drive Units Under a Variable-Speed Braking Condition
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下线振动声学测试（End-of-Line Vibroacoustic Testing）能够在电驱动总成（Electric Drive Unit, EDU）离开生产线之前识别异常噪声与振动，然而公开数据集很少能同时涵盖生产规模、异质性、重复测试以及多信号域。本数
下线振动声学测试（End-of-Line Vibroacoustic Testing）能够在电驱动总成（Electric Drive Unit, EDU）离开生产线之前识别异常噪声与振动，然而公开数据集很少能同时涵盖生产规模、异质性、重复测试以及多信号域。本数据描述文件（Data Descriptor）呈现了在一种广义变速制动状态下采集的、来自54,505台假名化电驱动总成的58,249条已处理测量记录。该数据集涵盖两个匿名化产品变体（Product Variant）、四个测试台架（Test Bench）以及13个在固定频率（Fixed-Frequency）、同步阶次（Synchronous-Order）和混合阶次（Mixed-Order）网格上经过验证的信号矩阵。这些测量数据代表了完整的工业下线测量环境，而非计量学上隔离的部件辐射。因此，技术验证将数据文件完整性与生产级统计行为区分开来。在混合阶次7.875处，原始标准差（Standard Deviation, SD）分别为齿轮箱壳体加速度7.99 dB和声压5.59 dB；经变体与台架分层后，合并的变体内-台架内（Pooled Within-Variant-and-Bench）标准差降至1.61 dB和1.16 dB。在全部非零固定频率区间内，相应的中位数分别为3.15 dB和1.67 dB。连续复测（Consecutive Retest）显示95分位绝对变化为2.23 dB和1.76 dB，但这些复测并非受控的测量重复性试验。校准历史、受控传感器重新附着测试以及声学背景频谱在研究导出数据中不可得，并被明确列为局限性。稳定的公开测量与样本标识符在保护原始工业标识符的同时，保留了连接与复测关系。
一、研究背景与问题
电驱动总成下线测试是产品离开生产线前对其装配质量进行标准化评估的最后环节。汽车电机制造业普遍采用下线振动声学测试来验证功能并筛选产品质量，同时在线检测方法则旨在更早阶段预防缺陷。声学与振动基的下线系统已被应用于成品电机的自动质量评估与统计故障检测，近年研究亦探讨了驱动单元下线振动对车辆内部噪声品质的预测能力。然而，制造与装配变异性会在标称相同的电驱动系统中产生显著的单元间NVH散布，因此需要超越标称设计行为的群体级表征。
现有公开旋转机械基准数据集大多针对不同问题。凯斯西储大学轴承数据集提供来自人工植入轴承故障的实验室测量；帕德博恩基准结合了机电驱动测量与定义明确的轴承损伤；近期齿轮箱数据集覆盖多种人为引入的故障类型与运行工况。这些资源对算法开发有价值，但均未复现常规下线质量控制中的群体规模、生产复测、变体混合及台架效应。本数据集正是针对这一空白，发布了来自量产电驱动总成的已处理振动声学测量记录，将每个物理样本与其独立的已发布测量区分开，并保留匿名化产品变体、测试台架、整体符合性结果、复测序列及相对生产时间。这一结构支持那些若将记录视为独立同分布观测则会失效的分析。
二、研究内容与结论
研究人员发布了包含58,249条测量记录、来自54,505台物理样本的群体数据集，覆盖两个匿名化产品变体、四个测试台架和13个已验证信号矩阵。数据集采用稳定的公开样本标识符与测量标识符，保留复测关系与相对生产时间，同时移除制造商专有命名、序列号、精确时间戳及内部验收限值。技术验证区分了数据文件完整性与生产级统计行为。在混合阶次7.875处，原始标准差为齿轮箱壳体加速度7.99 dB和声压5.59 dB；经变体与台架分层后，合并的变体内-台架内标准差降至1.61 dB和1.16 dB。连续复测的95分位绝对变化为2.23 dB和1.76 dB，但这些复测并非受控重复性试验。该数据集的主要价值在于其工业规模与真实生产异质性，适用于群体级下线记录统计分析、生产漂移检测、复测行为研究、域偏移分析以及泄漏感知的机器学习方法学验证。
三、关键技术与方法
研究人员采用的主要技术方法包括：在四个下线测试台架上使用统一的传感器配置，包括HBK/Discom BKS03按压式结构振动传感器（中间齿轮箱壳体单轴、电机定子壳体三轴）以及PCB Piezotronics HT378B02 1/2英寸预极化自由场ICP传声器系统；采集固定频率、同步阶次与混合阶次三种坐标网格的频谱与阶次域信号；通过复合测量键对源记录进行对账，分配公开测量标识符；将原始序列号转换为稳定假名标识符、精确时间戳转换为相对时间秒数；数据完整性质量控制覆盖Parquet文件页脚、模式一致性、行数、坐标向量、存储单位元数据、数值有限性、跨文件测量对齐及匿名化后一致性；统计分析采用首次测试行计算群体统计量，使用合并的变体内-台架内标准差描述残差变异，并以连续复测绝对差值的95分位描述复测变异性。样本队列来源为工业下线生产线，包含54,505台物理样本的58,249条测量。
四、研究结果
4.1 数据完整性与完整性检查：全部13个规范信号矩阵均通过Parquet页脚、模式及完整读取检查。固定频率坐标向量包含512个区间（0至23,953.1 Hz），同步阶次网格包含512个区间（阶次0至127.75），混合网格包含1024个区间（阶次0至127.875）。跨文件完整性通过measurement_id和signal_presence_count表示，而非行填充或插补。
4.2 测量验证范围：检查验证了发布文件的内部一致性与可复用性，但未建立测量系统精度、校准不确定度、传感器接触重复性或隔离声源有效性。生产数据中不包含受控的未变参考样本重复分离再附着测试、跨台架参考单元测试或台架特定背景噪声谱，因此未报告数值测量不确定度或量具R&R值。
4.3 阶次域群体结构：同步电机壳体加速度的群体中位数与P5-P95包络显示重复窄峰，证明必须显式保留阶次坐标，逐点群体包络比单一总体范围更具信息量。变体A样本量为45,301台，变体B为9,203台。
4.4 变体与台架效应及残差变异性：混合阶次7.875处，齿轮箱加速度原始标准差为7.99 dB，P5-P95宽度为24.12 dB，观测范围为67.41 dB。变体均值分别为114.36 dB和93.51 dB，相差20.85 dB。两变体内标准差分别为1.59和2.15 dB，合并的变体内-台架内标准差为1.61 dB。声压原始标准差为5.59 dB，合并值为1.16 dB。六个分析谐波（阶次7.875至47.25）的变体内-台架内齿轮箱值范围为1.28至2.62 dB，声压范围为0.80至1.68 dB。
4.5 连续生产复测变异性：共有3,743对连续生产复测比较。阶次7.875处，齿轮箱加速度95分位绝对变化为2.23 dB，声压为1.76 dB。较大变化出现在小尾部。这些数值仅报告为连续复测变异性，因检测、返工、传感器分离/重新接触或其他干预可能发生在两次下线测试之间。
4.6 固定频率变异性：跨全部非零区间的齿轮箱加速度原始标准差中位数为4.69 dB，变体与台架分层后降至3.15 dB。声压从原始1.99 dB降至变体内-台架内1.67 dB。这些曲线仍为总下线观测统计量，未隔离测量系统不确定度与样本或环境效应。
4.7 符合性标签解读：制动状态1中包含55,474条符合与2,775条不符合测量，分别占95.24%和4.76%。不符合率随产品变体、台架和生产时间变化。不符合标签不识别齿轮箱、轴承、电机或任何频谱分量为根因，单个阶次值对全局符合性类别仅提供有限分离。
五、讨论与结论
数据集包含已处理频谱与阶次域数值而非原始时域信号，完整专有采集与信号处理链无法从发布数据重建。研究导出未提供全部对数参考常数、FFT/窗/重叠/平均设置、传感器序列级校准记录、单轴BKS03通道内部加速度计精确子类型、传声器安装几何与校准历史、背景噪声谱、受控传感器分离/重新接触重复性测试、机器人定位/接触力日志或跨台架参考单元测量。这些缺失限制了计量学重建、源分离及低频分量精确物理归因。
结论部分指出，本数据描述文件发布了大规模、结构化的工业电驱动下线振动声学记录群体，具有稳定的样本/测量标识符、复测关系、两个匿名化变体、四个台架域以及固定频率与阶次域表示。修订版区分了文件/数据完整性、生产级统计变异性与连续复测变异性，区别于正式计量学验证。发布值表征完整下线测量环境，未提供产品、台架、传感器接触与声学背景贡献的校准分解。在该边界内，数据集为群体统计、生产漂移与域偏移研究、复测分析及泄漏感知机器学习验证提供了可复现基础。
