智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試場(chǎng)上 如何確定產(chǎn)品可靠性？

本文的內(nèi)容分為四個(gè)部分：第一是提出一個(gè)問題，第二是講兩個(gè)重要性，第三是分析三個(gè)適應(yīng)性，第四是提出四個(gè)建議。

第一個(gè)問題，假設(shè)智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試場(chǎng)，長(zhǎng)為30公里，裝300個(gè)傳感器和各種網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)施，以及300個(gè)智能信號(hào)燈。質(zhì)量和可靠性的指標(biāo)要求一個(gè)月之內(nèi)不出故障，故障率小于千分之一，這個(gè)指標(biāo)不是很高，但假設(shè)是確定兩三百個(gè)部件、配件和裝置的可靠性呢？

按照當(dāng)前關(guān)于可靠性的理論，第一步是要實(shí)現(xiàn)一個(gè)指標(biāo)的轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)的整體可靠度應(yīng)該達(dá)到0.999，MTBF必須達(dá)到71.96萬小時(shí)，但每個(gè)部件、每個(gè)配件、每個(gè)設(shè)備該怎么去配置呢？有個(gè)分配標(biāo)準(zhǔn)。第二步，計(jì)算出信號(hào)燈的MTBF必須達(dá)到115.14萬小時(shí)，通信設(shè)備或傳感器的指標(biāo)必須達(dá)到143.93萬小時(shí)，如果配件達(dá)不到指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試場(chǎng)的可靠性、故障率可能就達(dá)不到要求?，F(xiàn)在大家都在建設(shè)很多類似的東西，我們是不是思考過這個(gè)問題呢？第三步，有了指標(biāo)之后，可以在采購、定制產(chǎn)品時(shí)提出相應(yīng)的要求。第四步就可以開展采購活動(dòng)，最后就是施工和驗(yàn)收。

第二，兩個(gè)重要性。第一個(gè)重要性就是智能網(wǎng)聯(lián)中的可靠性非常重要。系統(tǒng)、產(chǎn)品越是復(fù)雜，可靠性越重要，因?yàn)檫@時(shí)人的干預(yù)比較弱。例如，鐵路控制信號(hào)出故障的原因來自幾個(gè)方面，第一是打雷等環(huán)境、天氣因素，第二是軟件設(shè)計(jì)操作不良，第三是使用系統(tǒng)的人不是很會(huì)操作，第四是使用這個(gè)車輛的人不會(huì)操作。這四個(gè)問題疊加在一起才造成了重大的事故隱患，需要格外注意。智能網(wǎng)聯(lián)汽車，尤其是無人駕駛汽車走向公路后，安全問題是不是非常重要呢？

第二個(gè)重要性，底層單元的可靠性更加重要。網(wǎng)絡(luò)如何連接、汽車怎么構(gòu)建等問題比較受重視，但如果忽視底層單元的可靠性，整個(gè)系統(tǒng)的可靠性就會(huì)減弱。所以底層單元的可靠性可以事半功三，用一三七法則來折算，就是1：6的關(guān)系。例如，汽車助力轉(zhuǎn)向器中的二級(jí)管，焊接后兩公斤的力就可以將其掰下來，這顯然是不符合要求的。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，這是由于焊點(diǎn)二次加熱后強(qiáng)度降低造成的。如果這樣的產(chǎn)品裝到汽車上，或者裝到智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)中去會(huì)很危險(xiǎn)，因此器件、部件、整機(jī)的可靠性非常重要。我們關(guān)注網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全的同時(shí)，也要關(guān)注底層。

第三個(gè)是三個(gè)適應(yīng)性。分別為指標(biāo)適應(yīng)性，即以什么樣的指標(biāo)表征可靠性、安全性;環(huán)境的適應(yīng)性，因?yàn)橹悄芫W(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)里各個(gè)部件安裝的部位不一樣，環(huán)境也就不一樣;測(cè)試方法的適應(yīng)性。

首先來看指標(biāo)的適應(yīng)性。有人將智能網(wǎng)聯(lián)汽車定義為移動(dòng)的電腦，在其中裝了各種各樣的控制模塊。假設(shè)要求汽車在行駛一萬公里時(shí)，出問題的概率小于千分之一，那怎么知道每個(gè)裝配部件的指標(biāo)、可靠性能達(dá)到要求呢？即指標(biāo)怎么轉(zhuǎn)換？

指標(biāo)轉(zhuǎn)換時(shí)一定要考慮產(chǎn)品的壽命分布、產(chǎn)品工作時(shí)間的差異，應(yīng)該用什么樣的指標(biāo)來表征它、考核它。我有幾個(gè)重要觀點(diǎn)，一是一定要重視可靠性工作，并積極采用可靠性標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)制定的標(biāo)準(zhǔn)，我們可以拿來，沒有的，我們需要去制定。二是許多原有的可靠性標(biāo)準(zhǔn)，尤其是電子類的標(biāo)準(zhǔn)，和智能網(wǎng)聯(lián)汽車非常符合的，是可以引用的。三是“有好過沒有”，沒有標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可以找一個(gè)類似的產(chǎn)品做參考。

環(huán)境適應(yīng)性，這里有幾個(gè)環(huán)境，分別是室內(nèi)環(huán)境GB，野外地面環(huán)境GF，道路上使用的信號(hào)燈、攝像頭等設(shè)備就屬于這種情況，第三類環(huán)境是汽車環(huán)境GM，專指家用汽車的環(huán)境。

假設(shè)一部汽車在GB環(huán)境下，每6.5年維修一次，按照標(biāo)準(zhǔn)，如果其裝到野外3.25年修一次，裝到汽車為1年修一次，這就說明環(huán)境對(duì)產(chǎn)品的影響非常厲害。

在實(shí)施這些標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，一定要分清楚產(chǎn)品輸出的環(huán)境，我們應(yīng)當(dāng)把汽車的系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)分開，地面和車的標(biāo)準(zhǔn)，車又分車內(nèi)和車外。

測(cè)試方法適應(yīng)性中，強(qiáng)調(diào)幾點(diǎn)，一是要引用，二是要有要求，第三是要制定。智能網(wǎng)聯(lián)汽車非常復(fù)雜，包括材料、部件、系統(tǒng)、整機(jī)等，其中系統(tǒng)比較受關(guān)注，但材料、部件這兩部分，測(cè)試也要跟上去。例如材料的測(cè)試，微觀時(shí)，部件、材料有沒有分層，有沒有斷裂等問題。例如可靠性分析中，焊接點(diǎn)的開裂，不做測(cè)試裝到車上就會(huì)出問題，以及組裝工藝也有其可靠性問題。除了重要部件的測(cè)試，動(dòng)力電池、充電樁、CAN組件、電子兼容測(cè)試、車用與系統(tǒng)使用軟件、安全和開發(fā)過程的質(zhì)量保障，也必須做測(cè)試。如果沒測(cè)試，就把一個(gè)有問題的軟件裝到車?yán)?、裝到系統(tǒng)上，可能會(huì)產(chǎn)生很嚴(yán)重的后果。現(xiàn)在已經(jīng)有了一整套的測(cè)試方法，包括功能、設(shè)計(jì)開發(fā)技術(shù)、安全測(cè)試技術(shù)、質(zhì)量保障技術(shù)都有相應(yīng)的測(cè)試方法。

為什么測(cè)試很重要？舉兩個(gè)簡(jiǎn)單的例子，例如汽車的藍(lán)牙系統(tǒng)，當(dāng)用藍(lán)牙通話時(shí)，可以被監(jiān)聽到。此外，對(duì)PKES的系統(tǒng)進(jìn)行安全測(cè)試，可以不用鑰匙打開車，這是由于總線系統(tǒng)出了問題，抗不住DOS攻擊，雙閃異常、按鍵失靈。

第四，建議在標(biāo)準(zhǔn)里要加強(qiáng)這方面的工作：

一、標(biāo)準(zhǔn)框架中增加質(zhì)量可靠性標(biāo)準(zhǔn)板塊，放在通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面比較合適;

二、政府、機(jī)構(gòu)、企業(yè)一定要在頂層設(shè)計(jì)中提出可靠性的要求和標(biāo)準(zhǔn)要求，保障系統(tǒng)和實(shí)物的高質(zhì)量、高可靠;

三、可靠性的標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證應(yīng)包括智能網(wǎng)聯(lián)涉及的眾多層次，眾多層次是指不要只關(guān)注頂層，還要關(guān)注下一層，或者再下一層以及供給層;

四、關(guān)鍵產(chǎn)品和系統(tǒng)測(cè)試建議引入第三方測(cè)試機(jī)構(gòu)，保障行業(yè)的有序競(jìng)爭(zhēng)和健康發(fā)展。

（本文根據(jù)中國電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境實(shí)驗(yàn)研究所技術(shù)推廣處處長(zhǎng)、高級(jí)工程師張?jiān)稣赵?019世界智能網(wǎng)聯(lián)汽車大會(huì)的演講速記整理而得，有刪減，未經(jīng)本人審閱。）