圖4、未來(lái)汽車中電子系統(tǒng)的分層和模塊化結(jié)構(gòu)

可靠性問(wèn)題之一是它與成本成正比。在汽車安全關(guān)鍵部件和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，在供應(yīng)鏈的上下，每個(gè)供應(yīng)商都有更多的測(cè)試步驟要做，這會(huì)增加更多的測(cè)試時(shí)間并需要更多的測(cè)試，這反過(guò)來(lái)又會(huì)增加成本。雖然正在制定戰(zhàn)略以同時(shí)進(jìn)行更多測(cè)試，但成本仍在不斷上升。

“制造和測(cè)試的早期部分肯定會(huì)有更多的關(guān)注，”Astronics高級(jí)經(jīng)理Anil Bhalla說(shuō)。 “汽車測(cè)試是最復(fù)雜和最昂貴的，現(xiàn)在每個(gè)人都在試圖削尖他們的鉛筆，并找出如何削減成本的方法。汽車是由大量數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的。這是非常小心和有條理的，它發(fā)生在很寬的溫度范圍內(nèi)。但是測(cè)試流程中也有很多冗余，重點(diǎn)是嘗試在正確的插入點(diǎn)找到正確的覆蓋范圍。由于汽車首次獲得更多前沿零件，這一點(diǎn)變得更加困難。我們?cè)谄囆袠I(yè)看到了7nm的零件，如果你看一下半導(dǎo)體市場(chǎng)的增長(zhǎng)點(diǎn)，汽車就是最大的細(xì)分市場(chǎng)之一。“

有兩種不同的方法可以解決這個(gè)問(wèn)題。一種是利用系統(tǒng)級(jí)測(cè)試，這種測(cè)試更昂貴，但允許在實(shí)際系統(tǒng)的環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試。目前尚不清楚系統(tǒng)級(jí)測(cè)試是否會(huì)實(shí)際上增加總體成本，因?yàn)闇囟韧ǔＰ枰齻€(gè)不同的插入點(diǎn)，而它可能只是一個(gè)系統(tǒng)級(jí)測(cè)試。另一個(gè)是首先關(guān)注成本，并找出測(cè)試可能需要或不需要的東西。

“問(wèn)題是你不能兩者都做，因?yàn)榛顒?dòng)的部件太多了，”Bhalla說(shuō)。 “在消費(fèi)類設(shè)備中，您可以每六個(gè)月更換一次。但在汽車領(lǐng)域，他們談?wù)摰氖橇闳毕莺腿f(wàn)億分之一。這必須與能負(fù)擔(dān)得起的人保持平衡。“

圖5：ISO 26262故障參考。資料：Arteris IP

并非所有故障都是相同的，并非所有故障都是可預(yù)測(cè)的。 ISO 26262識(shí)別系統(tǒng)故障，這是我們可以找到并可能預(yù)測(cè)和修復(fù)的故障，以及屬于“事物發(fā)生”線的隨機(jī)故障。

“汽車制造商正在記錄所有故障，看它是否是一次周期性故障，或者是否是隨機(jī)故障，”Delta的Jrgensen說(shuō)。 “當(dāng)然，你有快速的報(bào)告系統(tǒng)。當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)失效時(shí)，我們需要確定它是否對(duì)其他部件產(chǎn)生影響，這是否是隨機(jī)失效。“

因此，有處理這些的質(zhì)量問(wèn)題的測(cè)量方法，以及需要存儲(chǔ)哪些數(shù)據(jù)的程序。所有東西都按照飛機(jī)的方式進(jìn)行記錄，并且應(yīng)該保存15到20年。但即使這樣也可能還不夠。

圖6、用于動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制的本地智能系統(tǒng)(C3U)

“雖然可以通過(guò)監(jiān)控內(nèi)置自檢性能的細(xì)微變化來(lái)預(yù)測(cè)許多可靠性故障，但我認(rèn)為預(yù)測(cè)故障不會(huì)100%準(zhǔn)確，”Mentor的Benware說(shuō)。 “許多可靠性故障在發(fā)生之前都沒(méi)有任何跡象。只要無(wú)法達(dá)到100%的準(zhǔn)確性，故障緩解將優(yōu)先于故障預(yù)測(cè)。“

一個(gè)龐大的，糾結(jié)的供應(yīng)鏈

現(xiàn)在，整個(gè)汽車供應(yīng)鏈必須參與安全文化，以使汽車系統(tǒng)可靠和安全?？煽啃允菆F(tuán)隊(duì)的努力。

“我們轉(zhuǎn)向的每個(gè)地方都聽(tīng)到零缺陷，”KLA的Rathert說(shuō)。 “在過(guò)去兩年中，我們一直致力于調(diào)整我們的工具，人員，方法和合作伙伴，以幫助實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。”

這是一個(gè)難題。另一個(gè)是準(zhǔn)確理解誰(shuí)在供應(yīng)鏈中扮演的角色。

KLA-Tencor營(yíng)銷高級(jí)主管Rob Cappel說(shuō)：“你肯定會(huì)看到五年前你不會(huì)看到的汽車電子游戲中的玩家。” “有人設(shè)計(jì)自己的芯片 - 谷歌，蘋果，亞馬遜。這可能不僅僅適用于汽車。他們正在研究人工智能。我們五年前所知道的生態(tài)系統(tǒng)正在發(fā)生變化。對(duì)于汽車而言，全面的生態(tài)系統(tǒng)，從大型企業(yè)到半導(dǎo)體廠商，都認(rèn)為質(zhì)量和可靠性是關(guān)鍵。“

與此同時(shí)，這些供應(yīng)鏈關(guān)系變得越來(lái)越復(fù)雜，Arteris IP營(yíng)銷副總裁Kurt Shuler在一篇關(guān)于ISO 26262的論文中解釋道。“現(xiàn)在制造或設(shè)計(jì)芯片以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛應(yīng)用的傳統(tǒng)半導(dǎo)體供應(yīng)商如今有時(shí)與一級(jí)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員和原始設(shè)備制造商競(jìng)爭(zhēng)，他們可能正在制造自己的芯片或向其半導(dǎo)體供應(yīng)商合作伙伴提供明確的要求。此外，Uber，Waymo和Apple等新進(jìn)入者正在設(shè)計(jì)自己的完整系統(tǒng)，盡管他們?cè)谄囆袠I(yè)缺乏相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。 ISO 26262要求在整個(gè)過(guò)程中進(jìn)行高水平的協(xié)作和信息共享，而新進(jìn)入者可能不熟悉整個(gè)價(jià)值鏈。“

圖7、汽車供應(yīng)鏈。資料：Arteris IP