مع تسارع إلكترونيات المركبات، أصبحت رقائق السيارات جزءًا مهمًا من التكنولوجيا الإلكترونية للسيارات. تلعب رقائق السيارات أدوارًا مهمة في سلامة القيادة والتحكم في المركبات في مجال السيارات، لذا فإن متطلبات الموثوقية الخاصة بها مرتفعة جدًا. من أجل ضمان قدرة رقائق السيارات على الصمود أمام اختبار البيئات القاسية المختلفة، يجب إجراء اختبارات الموثوقية البيئية. اختبار بيئة الموثوقية هو اختبار الشريحة في بيئة قاسية معينة لضمان قدرتها على العمل واستقرارها على المدى الطويل في هذه البيئة. الغرفة اختبار البيئة المحاكاة (غرفة اختبار الموثوقية البيئية)هي واحدة من المعدات الهامة لاختبار الموثوقية البيئية. يمكن لغرفة الاختبار محاكاة البيئات القاسية المختلفة أثناء قيادة السيارة، مثل درجة الحرارة العالية، ودرجة الحرارة المنخفضة، والرطوبة العالية، والرطوبة المنخفضة، والاهتزاز وغيرها من الظروف، واختبار موثوقية رقائق درجة السيارة من خلال طرق اختبار صارمة. من خلال اختبار الموثوقية البيئي، يمكن اختبار وتقييم رقائق المركبات بشكل شامل لضمان موثوقيتها واستقرارها.
المنتجات الإلكترونية للسيارات عادة ما تكون أكثر تكلفة. أحد الأسباب الرئيسية هو استخدام المكونات الإلكترونية المخصصة للسيارات. ولكن ما هو نوع المكونات الإلكترونية التي تعتبر أجهزة مخصصة للسيارات؟ دعونا أولاً نلقي نظرة على الاختلافات بين تطبيق المكونات الإلكترونية في السيارات وتطبيق الإلكترونيات الاستهلاكية العامة.
متطلبات بيئية
درجة الحرارة: لدى إلكترونيات السيارات متطلبات واسعة نسبيًا لدرجة حرارة عمل المكونات. هناك متطلبات مختلفة وفقًا لمواقع التثبيت المختلفة، ولكنها بشكل عام أعلى من متطلبات المنتجات المدنية (يُقال أن AEC Q100 قد حذفت درجة 0 -70 في الإصدار H. متطلبات درجة الحرارة، لأنه لا يوجد منتج سيارات يمكن أن يكون لديه مثل هذه المتطلبات المنخفضة).
مثال:
حول المحرك: -40 درجة -150 درجة ;
مقصورة الركاب: -40 درجة -85 درجة؛
المنتجات المدنية: 0 درجة -70 درجة .
المتطلبات البيئية الأخرى: الرطوبة والعفن والغبار والماء والتوافق الكهرومغناطيسي وتآكل الغاز الضار، وما إلى ذلك غالبًا ما تكون أعلى من متطلبات المنتجات الإلكترونية الاستهلاكية.
الاهتزاز والصدمة
عندما تعمل السيارة في بيئة متحركة، فإن العديد من المنتجات سوف تواجه المزيد من الاهتزاز والتأثير. قد يكون هذا المطلب أعلى بكثير من المنتجات الموضوعة في المنزل.
مصداقية
ولتوضيح متطلبات موثوقية السيارات، اسمحوا لي أن أشرحها بطريقة أخرى:
1. العمر التصميمي: يبلغ العمر التصميمي للسيارات العامة حوالي 15 عامًا و200 000 كيلومتر، وهو أطول بكثير من متطلبات العمر للمنتجات الإلكترونية الاستهلاكية.
2. في ظل نفس متطلبات الموثوقية، كلما زاد عدد المكونات والوصلات التي يتكون منها النظام، زادت متطلبات الموثوقية للمكونات. في الوقت الحاضر، درجة الإلكترونيات في السيارات عالية جدًا. من مجموعة نقل الحركة إلى نظام المكابح، يتم تركيب عدد كبير من الأجهزة الإلكترونية، ويتكون كل جهاز من العديد من المكونات الإلكترونية. إذا نظرنا إليها ببساطة كعلاقة متسلسلة، فمن أجل ضمان وصول السيارة بأكملها إلى قدر كبير من الموثوقية، تكون متطلبات كل جزء من النظام عالية جدًا. ولهذا السبب غالبًا ما يتم التعبير عن متطلبات قطع غيار السيارات من حيث جزء في المليون (بالملايين). جزء واحد) لوصف.
متطلبات الاتساق
في الوقت الحاضر، دخلت السيارات مرحلة الإنتاج الضخم. يمكن إنتاج مئات الآلاف من السيارات في عام واحد، وبالتالي فإن متطلبات اتساق جودة المنتج مرتفعة جدًا. كان هذا تحديًا كبيرًا بالنسبة لمواد أشباه الموصلات في السنوات الأولى.
ففي نهاية المطاف، من الصعب التحكم في اتساق الانتشار والعمليات الأخرى في إنتاج أشباه الموصلات. من السهل أن يكون أداء المنتجات المنتجة منفصلاً. في الأيام الأولى، لم يكن من الممكن تحقيق ذلك إلا عن طريق الشيخوخة والفحص. الآن، مع التحسين المستمر للعمليات، تم تحسين الاتساق بشكل كبير. يعد اتساق الجودة أيضًا أكبر فرق بين العديد من الموردين المحليين والموردين المشهورين عالميًا. بالنسبة لمنتجات السيارات المعقدة، من غير المقبول على الإطلاق أن تتسبب المكونات ذات الاتساق الضعيف في حدوث مخاطر على سلامة السيارة بأكملها.
دعونا نلقي نظرة على بعض المتطلبات الأخرى:
عملية التصنيع
على الرغم من أن قطع غيار السيارات تتطور باستمرار نحو التصغير والوزن الخفيف، مقارنة بالمنتجات الاستهلاكية، إلا أنه يمكن تخفيف متطلبات عمليات تصنيع منتجات السيارات من حيث الحجم واستهلاك الطاقة. بشكل عام، يتم استخدام العبوات الأكبر حجمًا لضمان التمتع بالقوة الميكانيكية الكافية والامتثال لعمليات التصنيع الخاصة بموردي السيارات الرئيسيين.
دورة حياة المنتج
على الرغم من انخفاض أسعار منتجات السيارات بشكل مستمر في السنوات الأخيرة، إلا أن السيارات لا تزال سلعة متينة وباهظة الثمن، ويجب الحفاظ على توريد قطع غيار ما بعد البيع لفترة طويلة. في الوقت نفسه، يتطلب تطوير أجزاء السيارة الكثير من أعمال التحقق، كما أن أعمال التحقق الناتجة عن استبدال المكونات ضخمة أيضًا. ولذلك، تحتاج شركات تصنيع المركبات وموردي قطع الغيار أيضًا إلى الحفاظ على إمدادات مستقرة لفترة طويلة.
معيار
من وجهة النظر هذه، فإن تلبية متطلبات منتجات السيارات معقدة بالفعل، والمتطلبات المذكورة أعلاه مخصصة لقطع غيار السيارات (بالنسبة للمكونات الإلكترونية، فهو نظام). كيفية تحويل المتطلبات إلى مكونات إلكترونية تصبح صعبة للغاية. لحل هذه المشكلة، بطبيعة الحال، ظهرت بعض المعايير، وأكثرها شهرة هي معايير AEC:
متطلبات AEC Q100 لمكونات الجهاز النشطة
متطلبات AEC Q200 للمكونات السلبية (الجهاز السلبي).
بالطبع، أعتقد أن العديد من الأشخاص سيقولون أيضًا أن هناك العديد من معايير الشركات لمصنعي المعدات الأصلية. ولكنني أريد أيضًا أن أشارككم فهمي لهذه النقطة. لدى الشركة المصنعة الأصلية (OEM) التي عملت لديها من قبل معايير متطلبات الموثوقية العامة ذات الصلة، ولكنها تقوم بتقييم مكون السيارة بالكامل (نظام يتكون من مكونات إلكترونية)، بدلاً من استهداف المكونات الإلكترونية التي تشكل هذه المكونات بشكل مباشر. (المقاومات، المكثفات، الترانزستورات، الرقائق، الخ). على الرغم من أنه يمكن استخدام متطلباته كمرجع لاختيار المكونات ذات المستوى الأدنى، إلا أنه لا يزال غير مناسب جدًا لاختبار المكونات الإلكترونية.
التحقق من لوائح المركبات
في وظيفتي السابقة، كان من المحتم أن أستخدم بعض المكونات الإلكترونية التي لم تحصل على شهادة AEC Q100/200. يرغب العديد من موظفي مصنع السيارات في إجراء بعض التحقق من الموثوقية للتحقق مما إذا كانت تلبي لوائح المركبات.
رأيي الشخصي هو أن هذه الطريقة ليست فعالة للغاية، لأن هذه الاختبارات هي اختبارات ضرورية فقط ولكنها ليست كافية. ويمكن استخدامه فقط لرفض توفر الجهاز، وليس لتأكيد إمكانية استخدامه.
والسبب بسيط: حجم العينة صغير جدًا والعناصر التي تم اختبارها ليست كافية. بالنسبة للمكونات المصنعة بكميات كبيرة مثل أشباه الموصلات، فمن غير الموثوق به على الإطلاق اختبار عدد صغير من العينات لتحديد موثوقيتها. يمكننا هنا أيضًا إلقاء نظرة على عناصر اختبار الشهادات الرئيسية التي أجرتها AEC Q100، حيث يمكنك رؤية الفرق.
ما هو المعيار الأكثر تطلبا؟
لوائح السيارات أم اللوائح الصناعية، أيهما له متطلبات أعلى؟ من المعتقد عمومًا أن الترتيب القياسي للأعلى والأسفل هو الصناعة العسكرية > السيارات > الصناعة > الإلكترونيات الاستهلاكية. لكن شخصياً لا أستطيع قبول هذا الأمر بشكل كامل. تعد الصناعة مجالًا واسعًا جدًا، كما أن البيئات ومتطلبات الموثوقية التي تتم مواجهتها مختلفة جدًا أيضًا. ومن المتصور أن متطلبات الموثوقية للمعدات الصناعية الكبيرة لن تكون أبدًا أقل من متطلبات السيارة. (على سبيل المثال، المعدات الرئيسية لمحطة طاقة كبيرة)، وفي الوقت نفسه، قد تتجاوز قسوة البيئة متطلبات السيارات بكثير. لا يمكن القول ببساطة أن المتطلبات التنظيمية الصناعية أقل من متطلبات السيارات.
عيوب استخدام قطع غيار السيارات
لا يمكن أن يكون لأي خيار سوى مزايا وليس له عيوب. ما هي عيوب استخدام المكونات الإلكترونية القياسية للسيارة؟
بادئ ذي بدء، فهي باهظة الثمن، مع متطلبات نظام عالية، وتكاليف تطوير وتحقق عالية، وإنتاج منخفض، مما يجعل التكلفة أعلى بكثير من تكلفة الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية. وتؤدي العتبة المرتفعة نسبيًا أيضًا إلى علاوة مبيعات أكبر.
العيب الثاني هو أن الاختيار صعب. أي شخص يلعب بالإلكترونيات يعرف أن المكونات الإلكترونية متوفرة بكثرة اليوم. هناك العديد من الحلول للمنتجات التي لها نفس الوظيفة، وقد يختلف التعقيد بشكل كبير. ومع ذلك، في بعض الأحيان من أجل تلبية متطلبات لوائح السيارات، يجب التخلي عن بعض المنتجات المتكاملة للغاية. يخطط.
ومن العيوب الواضحة الأخرى أن بعض المنتجات متخلفة من الناحية التكنولوجية، وأن كمية كبيرة من أعمال التحقق تؤثر على سرعة وصول المنتجات الجديدة إلى السوق. وفي الوقت نفسه، تتمثل استراتيجية الإطلاق العامة لمصنعي الرقائق في الانتظار حتى ينضج سوق الإلكترونيات الاستهلاكية قبل طرح المنتج في السوق. إلى سوق السيارات. على سبيل المثال، في عام 2013، استخدم المنتج الذي طوره المحرر معالج ARM Cortex A9. في ذلك الوقت، كان في الأساس أفضل منتج في سوق السيارات، لكن معالج ARM Cortex A57 لم يكن نادرًا في السوق الاستهلاكية.
ما هي مخاطر استخدام مكونات إلكترونية غير قياسية في السيارة؟
هذه القضية معقدة حقًا وتحتاج إلى الحكم عليها من عدة جوانب:
1. على الرغم من عدم حصوله على الشهادة ذات الصلة، إلا أن أداء المنتج وموثوقيته يفي بالفعل بالمتطلبات، كما تم التحقق منه من خلال عدد كبير من التطبيقات. إذا كان هذا هو الحال فإن المخاطر صغيرة نسبيا.
2. هذه نقطة مهمة جدًا، وهي العلاقة بين المكونات والأنظمة. يتكون أداء وموثوقية النظام من مكونات إلكترونية من المستوى التالي، لذلك في ظل نفس التصميم، ستكون المنتجات التي تستخدم مكونات غير قياسية للمركبات أسوأ بالتأكيد. ومع ذلك، فإن التصميم الجيد يمكن أن يقلل من متطلبات أداء المكونات. إذا كانت تدابير الحماية مصممة بشكل جيد وكان لفشل المكونات تأثير طفيف على النظام، فمن الممكن استخدام مكونات غير قياسية في السيارة لصنع منتجات أفضل.
نظرًا للقيود المفروضة على التكنولوجيا والعمليات الحالية، لا يمكن لجميع المكونات الإلكترونية التي يجب استخدامها في السيارات تلبية ما يسمى بلوائح المركبات. ولكن لتحقيق وظائف معينة في السيارة، يجب استخدام هذه المكونات. ويمكن تقسيم هذه الحالة إلى فئتين:
أ. تتمتع هذه الوظيفة بمتطلبات أمان عالية ولا يمكن قبول الانحرافات.
مثال: وظيفة E-CALL لمكالمات الطوارئ. لضمان هذه الوظيفة، يجب تركيب بطارية احتياطية على الجهاز. ترتبط هذه الوظيفة بسلامة الحياة، ووفقًا لتصنيف ASILI (ISO26262) لبعض الشركات، يلزم الوصول إلى المستوى B.
ونحن نعلم أنه من الصعب جدًا على البطاريات الحفاظ على الأداء العالي عند درجات -40. لذلك يكون الحل لدى بعض الشركات هو لف سلك مقاوم للتسخين على البطارية وتسخينه على درجات حرارة منخفضة لضمان الأداء. في هذا الوقت، فهي غير مؤهلة وفقًا لمعايير مكون واحد، ولكن باعتبارها مجموعة أجزاء، يمكنها تلبية المتطلبات القياسية للشركة المصنعة للسيارة. . يوضح هذا أيضًا العلاقة بين معايير الشركة المصنعة للمعدات الأصلية ومعايير المكونات.
ب. لا تتضمن هذه الوظيفة عمومًا السلامة، لذا يمكنك التفكير في قبول الانحرافات
مثل شاشة LCD الخاصة بالنظام الترفيهي. إمكانية عرض الاستجابة المنخفضة والأداء البصري في درجات حرارة منخفضة. ولكن هذا الوضع سيكون مقبولا من قبل بعض الموظفين الهندسيين.
3. بعض الأشخاص "الجريئة" والمهملين لديهم أفكار معينة، مثل تقليل التكاليف أو الحصول على أداء أفضل، ويريدون فقط التحقق من أدائهم ودقتهم من خلال عدد قليل من العينات في فترة زمنية قصيرة. الموثوقية، في هذه الحالة لا أستطيع إلا أن أقول إن كل شيء في المستقبل سيعتمد على الشخصية، لا أحد يعرف ما سيحدث.