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汽车电子产品环境试验“算命”,避免误入其“门”

发布时间2019-09-10        浏览次数:84

    关于汽车电子产品你了解多少呢?汽车电子产品环境试验“算命”,避免误入其“门”!
    1、汽车行业的各种“门”
古往今来,风水大师看风水,通常从门看起,所谓“宅无吉凶,以门路为吉凶”,说得便是门的重要性。
    不知何时起,“门”这个词被用来形容不好的事件,常年霸占着Baidu搜索排行版前列。汽车行业也不能免俗,丰田踏板门,大众DSG门,福特断轴门,高田气囊门等,让深陷门中的消费者感到“高处不胜寒”。
    据估计,一般轿车约由1万多个不可拆解的独立零部件组装而成。结构极其复杂的特制汽车,如F1赛车等,其独立零部件的数量可达到2万个之多。汽车的零部件数量越多,意味着它的可靠性会更加难以保证。(举个不恰当的假设,每个零部件的可靠性是99.99%,这10000个独立零部件组成的整车其串联系统的可靠度仅为36.79%)。
    那么问题来了,汽车零部件在开发过程中如何能像风水大师一样掐指一算,顺利避开各种“门”招致的破产威胁,提高零部件本身的产品可靠性?实践中最为有效的一招就是用环境试验“算命”:天地万物无所不知,阴阳八卦生死明了。下文结合作者的工作经历,与大家聊聊汽车电子零部件的环境试验。
    2、汽车电子零部件的环境试验:“算命”的那些事
    任何产品在正式推向市场前必须要经过相应的环境适应性验证,其中环境试验是根据产品运输和使用过程中可能发生的极限环境进行模拟测试。鉴于汽车零部件在客户端复杂和极端的工作情况(高低温,高海拔,沙尘,振动,溅水等),必须要在产品开发阶段通过环境试验及早发现绝大部分的问题,从而避免在客户端失效而带来更为巨大的损失,还是那句话:“算命”(环境试验)帮助早发现,有病还得早治疗(设计改进)。
    2.1.  汽车电子零部件环境试验的样品状态:何时“算命”
每个人出生都有生辰八字,半仙占卜的时候通常是先问其八字;对于汽车电子产品,何时“算命”(环境试验),是否是越早越好呢?让我们先了解一下汽车行业产品开发不同时期的样品状态定义:汽车行业较为通用的产品开发流程是将不同开发时期的样品分为A,B,C,D四种状态:
    A样通常为手工或快速成型的概念样品,目的是为了进行功能验证,尚且不具备进行环境试验的能力;
    B,C为产线生产的正式样品,工装,材料均接近最终交样状态,可进行环境试验,同时也是产品开发过程中暴露问题的主要样品阶段;
    D样为PPAP样品,以生产的节拍进行一定样品规模的试产,同样也会抽取部分样品做QZ的环境试验,以验证生产制造状态的好坏,在这个阶段环境试验所发现的问题多数与生产制造有关。 
    所以说,对于汽车电子产品,出生的八字(Asample)无法“算命”(环境试验)。作为一个有情怀的产品工程师,当自己的孩子(产品)成长到B/C sample时送样“算命”才是合理之举。
    2.2.  汽车电子零部件环境试验计划制定:如何“算命”
    以汽车零部件某国际巨头B公司为例,Test Plan包含以下几部分内容(Excel file形式,内分不同的formsheet):CoverSheet for Test Plan,Product Description,Failure Effects Table,Design Verification Plan和Test Sequence Plan。
    CSTP (Cover Sheet for Test Plan): 记录产品名称,项目号,样品状态,产品承诺寿命(km/hrs/years/cycles),客户Spec.等信息;所有试验状态汇总,已知风险均要在此页体现;相关部门人员的签字确认。
    PRD (Product Description): 产品设计的相关介绍(包括设计图纸);对于平台产品的变形设计,主要介绍其与平台相比做了哪些改变(试验重点!);针对产品的interfaces(sealingflange, connector plug等)需要记录是否包含在此试验计划中还是后续分开测试。
    FET (Failure Effects Tables): 此部分的目的是系统化地建立产品客户端失效模式,失效机理及与可发现的环境试验之间的联系,类似于DFMEA。
    DV Plan (Design Verification Plan): 定义所有的试验项目的具体信息,包括试验名称,条件,样本数量,试验目的,评判标准等。
     Test Sequence Plan: 定义各个试验项目的串并联关系矩阵或者框图。
    2.3.  环境试验应力如何选:环境试验中的《易经》和《三命通会》如何找?
    我们统称各种环境试验中的温度,湿度,振动量级等为试验应力,那么各应力的TestLevel又该如何进行有效合适的选择呢?这就要参考环境试验领域的《易经》和《三命通会》等标准了。
    IEC 60068-2系列,ISO 16750系列;
    欧盟EN;
    德国DIN/日本JIS/英国BS国家标准;
    著名企业的企标:大众VW80000,通用GMW3172,BOSCH A42 AP等。
    以VW80101为例,根据各个零部件在整车中的安装位置进行了分类,并定义了相应的环境试验应力范围:包括工作温度,存储温度,振动机械冲击量级,可能曝露的化学试剂种类,密封IP等级。
    2.4.  “算命”环境试验后该做的事
    以上详细的TestPlan制定好之后,很多人说对于试验工程师或者是可靠性工程师(可靠性工程师不仅是testing!重要的事说三遍!)该做的事就是follow。那么就大错特错了。这个阶段:适合产品功能的合适监控设备(标准与非标准)的搭建,缜密而行之有效的失效分析和后续改进都需要大展拳脚。此处篇幅有限,不再详细阐述。
    一切离开后续行动改进的“算命”(环境试验)都是耍流氓!产品失效了,要找到Rootcause,改进,改进,再改进,直至Testing通过。一直记得飞利浦照明李修鹏的一句话:许多所谓的极端现象并不是极端现象,而是由于我们认识的局限性所致。在各行业Cost down的大背景下,希望有情怀的产品人,阅尽千帆,归来仍是少年。
    大胡建人民喜欢的一句话:三分天注定(算命),七分靠打拼(产品设计生产)。
    3、汽车电子零部件的环境试验“算命”并不完美
环境试验更多的是针对产品的设计目标来进行验证,其中主要是工作环境,但通过环境试验只能够说明产品在特定环境下工作(定性试验),并不能说明产品在特定条件长时间持续工作的能力,也就是说环境试验无法告诉我们产品的可靠性水平,无法定量。

    除了环境试验,汽车电子零部件的设计验证还必须充分考虑一系列试验。也就是说找一个算命大师“算命”算命是不够的,各位“大师”各有所长,也各有所短,必须会通中外,海纳百川,做到定性与定量兼备,这样才能较为全面地评价一个产品的可靠性。









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