WINDROSE ELECTRIC
Rannsóknir & iðnvæðing

Hvað automotive grade þýðir í raun

Orðalagið er notað í sífellu, en það vísar ekki til einnar vottunar — það vísar til fjögurra, óháðra hver annarri. Að rugla þeim saman leiðir til ályktana á borð við «þessi kubbur er automotive grade, svo hann getur tekið hemlunarákvörðunina». Það getur hann ekki.

Tæknileg kynning
4
Aðskildar vottanir
−40°C
Neðri hitamörk í bílaiðnaði
1000h
Endingarprófun við háan hita
10–15yr
Afhendingarskuldbinding
1/36
Samsetningar sem ná ASIL-D
99%
ASIL-D bilanaþekja
01

Ekki eitt merki — heldur stafli af vottorðum

Þegar kubbur er sagður «automotive grade» getur sú fullyrðing aðeins náð yfir eitt af fjórum atriðum hér að neðan.

Eitt

Hitasvið

Bilið milli kulda og hita þar sem hann virkar enn rétt.

AEC-Q100 Grade 0/1/2/3
Tvö

Áreiðanleiki

Þúsundir klukkustunda af öldrun, hitasveiflum, titringi og rakaálagi.

AEC-Q100 / Q101 / Q200
Þrjú

Framleiðsla & afhending

Núllgallamenning, rekjanleiki lota, tilkynning um breytingar, tíu ára framboð.

IATF 16949 / PPAP
Fjögur

Virknisöryggi

Hvort kerfið ráði við afleiðingarnar þegar íhluturinn bilar.

ISO 26262 ASIL

Þau tvö sem oftast er ruglað saman eru annað og fjórða.

AEC-Q100 svarar spurningunni «mun hann bila?». ISO 26262 svarar spurningunni «hvað gerist þegar hann bilar?». Þetta eru algerlega aðskildar vottanir. Kubbur getur staðist AEC-Q100 að fullu og samt haft enga ASIL-getu.

02

Eitt — Hiti

Það áþreifanlegasta af fjórum. Flokkarnir greinast einungis í því hversu mikinn hita íhluturinn þolir — því staðsetning hans í ökutækinu ræður því hvað hann þarf að þola.

−40°C 0°C 85°C 105°C 125°C 150°C ← kaldara heitara → Commercial 0 to 70°C Industrial −40 to 85°C AEC-Q100 AUTOMOTIVE Grade 3 −40 to 85°C Grade 2 −40 to 105°C Grade 1 −40 to 125°C Grade 0 −40 to 150°C
Berðu saman Grade 3 og Industrial. Hitasviðið er nákvæmlega hið sama — bæði −40 til +85 °C — og samt eru þau ekki jafngild. Munurinn liggur ekki í hitanum heldur í öðru atriðinu: hversu hart er prófað og hversu lág bilanatíðnin þarf að vera. «Iðnaðarflokkur jafngildir automotive Grade 3» er útbreiddur og dýr misskilningur.

Ólíkar staðsetningar í ökutækinu leggja mjög ólíkt hitaálag á íhluti:

−40 °C

Norrænn vetur

85 °C

Inni í ökumannshúsi

125 °C

Í vélarrúmi

150 °C

Við aflrásina

Raunverulegt dæmi. Í hönnunarskjali birgja var íhlutur skráður sem «ekki automotive grade, en tilgreindur −30 til +85 °C». Það virðist rétt svo duga — þangað til maður man að ökutækið er afhent á Norðurlöndum, þar sem krafan á ökutækisstigi er −40 til +85 °C.

Þessar tíu gráður eru ekki svigrúm. Þær ráða því hvort vörubíllinn fer í gang í norskum vetri. Og íhluturinn nær ekki einu sinni Grade 3, lægsta stigi bílaiðnaðarins — þar sem neðri mörkin eru einmitt −40 °C.

03

Tvö — Bilar hann fyrir tímann?

Þetta er meginhluti AEC-Q100: yfir fjörutíu álagsprófanir, þúsundir klukkustunda, hundruð sýna. Markmiðið er að þvinga fram á fáeinum mánuðum galla sem annars kæmu ekki í ljós fyrr en á tíunda ári.

Umhverfisálag
  • 1000 klst. notkun við háan hita
  • 1000 klst. hita- og rakaálag
  • 1000 hitalotur
Heilleiki umbúða
  • Styrkur tengipinna og lóðunarhæfni
  • Rakaviðkvæmnistig
  • Málsetningar, þversnið
Áreiðanleiki á kísilstigi
  • Rafflutningur
  • Heilleiki hliðaroxíðs
  • Innspýting heitra hleðslubera
Rafmagn & skimun
  • Stöðurafmagnsafhleðsla
  • Latch-up
  • Tíðni mjúkra villna

Hvað fæst þegar hann stenst? Skuldbinding um bilanatíðni — venjulega gefin upp í PPM (hlutar af milljón) eða FIT (bilanir á milljarð klukkustunda) — ásamt rekjanlegum prófunarskýrslum.

Neytendaíhlutir sleppa mestu af þessu, eða gangast aðeins undir fáeinar prófanir. «Hann virkar» og «hann virkar enn eftir tíu ár» eru ólíkar fullyrðingar. Síma er skipt út eftir tvö ár; vörubíll ekur í fimmtán.

04

Þrjú — Framleiðsla og afhending

Það sem oftast gleymist af fjórum, og það harðasta fyrir atvinnubifreið með fimmtán ára líftíma.

Líftími neytendakubbs
Hættir í framleiðslu eftir um það bil 2–3 ár
Afhendingarskuldbinding í bílaiðnaði
10–15 ár
Birgjar í bílaiðnaði verða auk þess að beita PCN (tilkynningu um ferlisbreytingu) og EOL (fyrirvara um framleiðslulok): engar þöglar breytingar á ferli, efni eða framleiðslustað. Við bætast IATF 16949, PPAP-samþykkt og rekjanleiki eftir lotum.

Berum orðum: neytendaíhlutur getur horfið úr framleiðslu meðan vörubíllinn okkar er enn í ábyrgð. Það þýðir enga varahluti — eða endurhönnun á rásaborði. Og endurhönnun þýðir nýja vottun.

05

Fjögur — Virknisöryggi er allt önnur spurning

Fyrstu þrjú spyrja hversu góður kubburinn sé. Það fjórða spyr hvað verði um fólk þegar hann bilar.

AEC-Q100

Bilar hann?

Áreiðanleiki. Lækkar líkurnar á bilun. Prófar íhlutinn sjálfan — öldrun, hita, titring, stöðurafmagnsafhleðslu.

ISO 26262 · ASIL

Og ef hann bilar?

Virknisöryggi. Stýrir afleiðingum bilunar. Prófar allt kerfið — er til önnur rás sem tekur eftir því, og kemst kerfið í öruggt ástand?

ASIL er ekki gæðaröðun. Það er reiknað út frá hættunni. ISO 26262 gefur stig á þremur víddum:

S · Alvarleiki
Hversu illa einhver slasast
S0 – S3
×
E · Váhrif
Hversu oft aðstæðurnar koma upp
E0 – E4
×
C · Stjórnanleiki
Hvort ökumaður nái enn að bjarga því
C0 – C3
ASIL
Útkomustig
QM · A · B · C · D
QM
A
B
C
D
Venjuleg gæðastjórnun nægirStrangast

Hvers vegna svo margar samsetningar falla saman í aðeins fimm stig

S hefur þrjú nothæf gildi, E fjögur, C þrjú. Það gera 36 samsetningar — ekki ótakmarkaðan fjölda. Og þessar 36 gefa aðeins fimm útkomur, því taflan í ISO 26262 hegðar sér eins og einföld samlagning: gefðu S, E og C stigin 1, 2, 3 (E upp í 4), leggðu saman og lestu stigið.

S1 · Minniháttar áverki
C1
C2
C3
E1
QM
QM
QM
E2
QM
QM
QM
E3
QM
QM
A
E4
QM
A
B
S2 · Alvarlegur áverki
C1
C2
C3
E1
QM
QM
QM
E2
QM
QM
A
E3
QM
A
B
E4
A
B
C
S3 · Lífshættulegur / banvænn
C1
C2
C3
E1
QM
QM
A
E2
QM
A
B
E3
A
B
C
E4
B
C
D
18 reitir QM 8 reitir ASIL-A 6 reitir ASIL-B 3 reitir ASIL-C 1 reitur ASIL-D

Af 36 samsetningum nær nákvæmlega ein ASIL-D: S3 × E4 × C3. Alvarlegasta tjónið, við algengustu akstursaðstæður, án þess að ökumaður geti bjargað því. Allar þrjár víddirnar verða að vera í hámarki samtímis. Helmingur töflunnar — 18 reitir — krefst alls engs virknisöryggisferlis.

Og stigin eru aðeins fimm vegna þess að ASIL lýsir ekki áhættunni nákvæmlega — það ræður hversu mikla vinnu þarf að inna af hendi. Hvert stig ber með sér heilt sett af þróunarkröfum: þekjumarkmið, sannprófunaraðferðir, óhæði ferlis, lockstep-vélbúnað. Með 36 stigum væri staðallinn ónothæfur. Þetta er vísvitandi gróf mælistika.

Hvað skilur ASIL-B frá ASIL-D:

MælikvarðiASIL-BASIL-D
Mælikvarði stakra bilana≥ 90 %≥ 99 %
Mælikvarði duldra bilana≥ 60 %≥ 90 %
Tíðni tilviljanakenndra vélbúnaðarbilana< 10⁻⁷ / klst.< 10⁻⁸ / klst.Tífalt strangara
VélbúnaðararkitektúrEinn kjarni með varðhundi nægir yfirleittLockstep-kjarnar yfirleitt nauðsynlegir
Óhæði ferlisMildaraÓháð rýni, úttekt og mat

Hvað er lockstep-kjarni? Tveir örgjörvakjarnar keyra sama kóða í takt á meðan vélbúnaður ber saman úttak þeirra í rauntíma. Hvert misræmi kallar samstundis fram bilun. Þetta er árangursríkasta leiðin til að greina tilviljanakenndar vélbúnaðarbilanir — þess vegna komast há ASIL-stig sjaldan af án hans.

Að ná ASIL-D án lockstep þýðir að bæta það upp með umfangsmiklum sjálfsprófunum í hugbúnaði og margfaldri útreikningi: dýrt, og erfitt að verja frammi fyrir tækniþjónustu.

06

Sérhver samsetning — og hvað lendir þar

Dæmin hér að neðan eru til skýringar, ekki bindandi. ASIL er eiginleiki tiltekinnar hættu, ekki íhlutategundar — sama virkni getur lent í öðrum reit í hættugreiningu annars framleiðanda.

ASIL-D — ein samsetning

S × E × CSummaDæmigerð virkni
S3 × E4 × C310Bilun í rafknúnu stýrisátaki · óviljandi hemlun ESC / EBS · óviljandi útlausn loftpúða · óviljandi fullt inngjafarátak (vöktun vægis) · óviljandi hemlun AEB · steer-by-wire og brake-by-wireBanvænt tjón, við algengustu akstursaðstæður, án þess að ökumaður geti bjargað því.

ASIL-C — þrjár samsetningar

S × E × CSummaDæmigerð virkni
S2 × E4 × C39Snögg breyting á stýrisátaki í venjulegum akstri (skert, ekki horfið)
S3 × E3 × C39Háspennurafhlaðan aftengist ekki eftir árekstur · tap á háspennueinangrun
S3 × E4 × C29Hlutatap á hemlunarkrafti í venjulegum akstri (aðrar rásir enn tiltækar)

ASIL-C er sjaldgæft í reynd — flest teymi hanna beint að D eða beita ASIL-sundurliðun.

ASIL-B — sex samsetningar

S × E × CSummaDæmigerð virkni
S1 × E4 × C38Bilun í afturljósum og breiddarljósum — stöðug váhrif, og ökumaður sér ekki sín eigin afturljós
S2 × E3 × C38Alger bilun í aðalljósum — engin lýsing að næturlagi
S2 × E4 × C28Bilun í hemlaljósum — ökutækið fyrir aftan veit ekki að þú ert að hemla
S3 × E2 × C38Vöktun háspennueinangrunar vantar — hætta á raflosti sem maður getur ekki skynjað
S3 × E3 × C28Óviljandi hröðun frá hraðastilli eða ACC
S3 × E4 × C18Tap á aflframdrifi í venjulegum akstri — ökutækið getur enn runnið út í vegarkant

Einnig yfirleitt ASIL-B: hraðavísun í mælaborði, þrýstivöktun hjólbarða og skynjunarlag ratsjár- og myndavélakerfa.

ASIL-A — átta samsetningar

S × E × CSummaDæmigerð virkni
S1 × E3 × C37Bakkmyndavél slokknar — árekstur á lágum hraða við snúning
S1 × E4 × C27Innilýsing stendur á og skerðir næturskyggni
S2 × E2 × C37Alger bilun í rúðuþurrkum í rigningu — tapað útsýni fram á við
S2 × E3 × C27Bilun í einu aðalljósi
S2 × E4 × C17Aflestrarvilla á hraðamæli — ökumaður getur enn metið hraða út frá umferð og gír
S3 × E1 × C37Tapaðar viðvaranir um hitaóstöðugleika við sjaldgæfar rekstraraðstæður
S3 × E2 × C27Frávik í samhæfingu hemlunar eftirvagns við tilteknar aðstæður
S3 × E3 × C17Tap á aflframdrifi við hófleg váhrif — ökutækið kemst út í kant

QM — átján samsetningar

AlvarleikiSamsetningarDæmigerð virkni
S1 · níu reitirE1C1 · E1C2 · E1C3
E2C1 · E2C2 · E2C3
E3C1 · E3C2 · E4C1
Lýsing í farmrými, sætishitun, leslampar, klemmuvörn rúðu, þaktjald, blásari, spegilhitun, birta mælaborðs.Afþreyingarkerfið, leiðsögnin, Bluetooth, þráðlaus hleðsla og stemningslýsing eru öll á þessu bili.
S2 · sex reitirE1C1 · E1C2 · E1C3
E2C1 · E2C2 · E3C1
Stjórnlaus sætisstilling við sjaldgæfar aðstæður, frávik í ljósum eftirvagns, bilun í hægum gangi rúðuþurrka (hraður enn tiltækur), frávik í brekkuaðstoð, viðvörun um hjólbarðaþrýsting berst ekki
S3 · þrír reitirE1C1 · E1C2 · E2C1Hættur með banvænan alvarleika við sjaldgæfar aðstæður sem ökumaður hefur fullt vald á; frávik í aflframdrifi við lítil váhrif sem hemlun ræður við

Þrjú mynstur sem vert er að tileinka sér.

Stjórnanleiki er sterkasta vogaraflið. Villa í hraðamæli við S2 × E4 × C1 er ASIL-A; bilun í hemlaljósum við S2 × E4 × C2 er ASIL-B. Sami alvarleiki, sömu váhrif — allur munurinn felst í því hvort ökumaður taki eftir því og geti bætt úr.

Alvarleiki einn og sér ræður engu. S3 birtist í QM (þrír reitir), A (þrír), B (þrír), C (tveir) og D (einn) — það nær yfir öll stig. Banvænt þýðir ekki hátt ASIL.

Aðeins fullur útslagur nær D. S3 × E4 × C3 er eini reiturinn. Þess vegna eru svo fáir ASIL-D þættir í ökutæki: stýri, hemlar, loftpúði, vægisvöktun — og varla meira.

Beitt á sjálfvirka neyðarhemlun er ósamhverfan öll röksemdafærslan.

Óviljandi hemlun — að hemla þegar ekki á að hemla — lendir á S3 × E4 × C3. Það er ASIL-D, þessi eini reitur.

Hemlun sem bregst — að hemla ekki þegar hemla ætti — lendir nálægt S3 × E3–E4 × C1, það er ASIL-A eða B. Viðmiðið er vörubíll án AEB: alltaf hefur verið ætlast til að ökumaður hemli sjálfur.

Sérhver ASIL-D krafa í AEB-kerfi er til þess að hindra hemlun sem á ekki að eiga sér stað — ekki til að tryggja hemlun sem á að eiga sér stað.

07

Víddirnar fjórar eru hornréttar

Hvaða samsetning sem er er möguleg. Að þekkja eina af fjórum segir ekkert um hinar.

KubburHitiÁreiðanleikiVirknisöryggiHæfur í hemlunarákvörðun AEB?
Neytenda-SoC0 to 70 °CEkkert AEC-Q100Ekkert ASILNei
Iðnaðar-SoC−40 to 85 °CEkkert AEC-Q100Ekkert ASILNeiAðeins hitinn; ekkert annað
SoC vottaður fyrir bílaiðnað−40 to 105 °CGrade 2Getur samt haft ekkertAðeins skynjunEkki öryggisákvörðunin
Öryggis-MCU, ASIL-B−40 to 125 °CGrade 1ASIL-B, án lockstepKrefst frekari röksemda
Öryggis-MCU, ASIL-D−40 to 125 °CGrade 1ASIL-D, lockstep-kjarnar

Þriðja línan er gildran. «Við notum útgáfuna sem er vottuð fyrir bílaiðnað» hljómar traustvekjandi, en sú setning svarar einungis um hita og áreiðanleika. Um virknisöryggi segir hún alls ekkert.

08

Hvað á að spyrja um þegar þú heyrir «automotive grade»

Um hita

Hvaða AEC-Q100 flokkur? Biddu um vottorðið sjálft, með nákvæmu hlutanúmeri og flokki.

Um áreiðanleika

Er til AEC-Q100 vottorð? «Hannað eftir stöðlum bílaiðnaðarins» og «vottað eftir þeim» eru ólíkar fullyrðingar.

Um virknisöryggi

Hvaða ASIL? Með lockstep eða án? Krefstu vottorðs á vörustigi — ferlisvottorð telur ekki.

Um afhendingu

Hversu mörg ár er afhending tryggð? Stendur PCN- og EOL-agi þar að baki?

Þrjár algengar fullyrðingar og hvað þær þýða í raun:

  • «Okkar lausn er automotive grade.» Nær yfirleitt aðeins yfir hitann. Hún segir ekkert um hvort AEC-Q100 hafi verið staðist, og alls ekkert um ASIL.
  • «Við erum ASIL-D vottuð.» Spyrðu hvort það sé á vörustigi eða á ferlis- / stjórnkerfisstigi. Hið síðara sannar að fyrirtækið hafi þróunarferli — ekki að þessi vara sé örugg.
  • «Þessi kubbur er til í útgáfu fyrir bílaiðnað.» Að útgáfa sé til er ekki það sama og að hún sé sú sem við kaupum. Krefstu nákvæms hlutanúmers, aldrei fjölskylduheitis.