Найти

Испытание электроники Audi - залог ее успешной работы

  Испытание электроники Audi - залог ее успешной работы

RSS

В число ключевых технических ноу-хау Audi традиционно входят постоянный полный привод quattro, двигатели TDI, алюминиевая пространственная рама Audi ASF и дизайн Audi. Теперь в этот список можно добавить новый пункт: электронное ноу-хау, выразившееся в создании системы Audi MMI (мультимедийный интерфейс), системы подсветки поворотов Audi adaptive light, адаптивного круиз контроля (АСС) и электронного стояночного тормоза. В современных автомобилях электронные устройства представляют собой место пересечения всех функций и эффективного взаимодействия между ними.

Инновационные идеи могут воплотиться в первоклассный продукт только в том случае, если опытные разработчики имеют возможность совместной эффективной работы в благоприятных условиях.

Первый шаг в этом направлении был сделан в 1998 г. с постройкой центра Audi EMC, в котором была создана возможность проверки электромагнитной совместимости автомобильных электронных устройств под одной крышей и с обеспечением высоких стандартов качества. Организация такого предприятия позволила найти путь к новой форме сотрудничества и стала синонимом нового направления развития электроники Audi.

Вскоре, вдохновленная опытом постройки первого центра, компания предприняла усилия по созданию центра электроники, в котором инженеры могли бы работать в единой команде. Эта идея воплотилась в жизнь летом 2003 года, и новое здание служит базой для проведения эффективной исследовательской работы, ориентированной на производство.

Если новая электронная система при запуске в производство должна обладать высоким качеством, то должен существовать и оптимальный процесс обеспечения непрерывного взаимодействия между разработчиками. Процесс создания электронной продукции служит руководством для разработки сложных электронных систем автомобилей Audi. А поскольку электронные устройства постоянно меняются, этот процесс также постоянно оценивается и совершенствуется.

Процесс испытаний, направленный на достижение качества

Чтобы извлечь все возможные преимущества из современной электроники и привести клиента в восхищение, в первую очередь необходимо обеспечить безупречное выполнение основных функций автомобиля.

Следующий пример с токами покоя показывает, насколько тесно взаимосвязаны тесты электроники. Этот тест проводится для того, чтобы при выключенном зажигании владелец автомобиля мог быть уверен, что ни один из потребителей электроэнергии не сможет разрядить аккумуляторную батарею. В отличие от эпохи, когда устройства автомобиля могли потреблять энергию батареи даже при выключенном зажигании, сегодня исключена даже малейшая вероятность этого. Восхищение интересными функциями электронной системы, потребляющей энергию в режиме ожидания, быстро сменится разочарованием, если она будет за короткое время разряжать аккумуляторную батарею.

Чтобы у клиента не осталось негативного ощущение от качества своего автомобиля, поведение токов покоя многократно проверяется в различных точках и на разных стадиях процесса создания электронного оборудования. Audi требует от своих поставщиков, чтобы токи покоя многократно проверялись в стадии разработки и в процессе производства. Это обеспечивает, например, быстрое выявление дефектных полупроводников у поставщика, и позволяет исключить установку бракованных деталей, которые могут привести к разряду аккумуляторной батареи и поставить владельца автомобиля в затруднительное положение.

Тестирование электронных компонентов можно разделить на три категории: тестирование отдельных электрических/электронных компонентов, тестирование электронных сетей и тестирование автомобиля в целом.

Тестирование отдельных электрических/электронных компонентов

Эти тесты выполняются поставщиками под руководством Audi. Результаты этих тестов совместно обсуждаются представителями поставщиков и Audi. Тестирование электронных компонентов проводится, чтобы исключить вероятность их отказа в тяжелых условиях работы. Тесты с временной компрессией выполняются для имитации нагрузки в течение всего срока службы при любых условиях окружающей среды, например при экстремальной или резко колеблющейся температуре, или в случае землетрясения. Помимо прочего, исследуется поведение токов покоя в экстремальных климатических условиях, поскольку автомобиль может эксплуатироваться как в раскаленных пустынях, так и за полярным кругом. Вибрационная нагрузка, возникающая на плохих дорогах, в лаборатории имитируется на специальном вибрационном стенде, что позволяет быстро выявить слабые места механической части и их воздействие на электронные компоненты, например, перескакивание CD при движении по плохой дороге. Сопротивление компонентов накладывающимся друг на друга электрическим импульсам также проверяется в лабораториях поставщиков.

Для повышения качества программного обеспечения уже на ранней стадии его разработки Audi проводит тесты программного обеспечения совместно с его поставщиками. Сюда входит тщательное изучение процесса разработки программ у поставщика на месте, а также в лабораториях Audi.

На примере тестирования панели приборов можно проиллюстрировать весь подход. Свыше 2000 отдельных тестов проходят в полностью автоматическом режиме, 24 часа в сутки, включая выходные. Эти тесты заложены в программное обеспечение испытательного стенда, которое имитирует установку приборной панели в реальном автомобиле, обеспечивая связь со всеми необходимыми устройствами. Число таких автоматизированных тестов постоянно увеличивается, что позволяет накопить огромный опыт для следующих поколений приборных панелей.

Поскольку отдельные электронные блоки управления работают в автомобиле в составе общей сети, очень важно, чтобы они "общались на одном языке". Тесты шин передачи данных обеспечивают совместимость всех устройств автомобиля с протоколом передачи данных по шинам, заложенным Audi, для обеспечения эффективной коммуникации, как в компьютерной сети. Один из основных аспектов этих тестов - поведение блоков управления при включении/выключении, чтобы гарантировать отключение каждого из них после выключения зажигания и исключить возможность разряда аккумуляторной батареи токами покоя.

Еще одной формой обеспечения качества является 100%-ный контроль. Сюда включаются тесты на колебания температуры на производственной линии поставщика. Скрининговые тесты применяются, прежде всего, для сложных электронных устройств, позволяя выявлять отказы на ранних стадиях производства у поставщиков. Эффективность этих новых, дополнительных процессов уже доказана на новых, недавно выпущенных автомобилях. В этом случае выявление сбоя и его устранение являются делом лишь нескольких дней. Без скрининга эти проблемы могут проявляться лишь через несколько месяцев, вызывая недовольство клиентов.

Тестирование электронных сетей

Предыдущая модель Audi А6, выпускавшаяся с 1997 по 2004 г., обходилась 3 мегабайтами памяти для программного обеспечения. Для новой А4 требуется 13 мегабайт, а для А8 - 90 мегабайт. В связи с этим поставщик, как правило, не способен протестировать сетевые системы (которые уже используются практически повсеместно) таким же образом, как отдельные устройства, поскольку для этого необходимы все устройства, поставляемые всеми поставщиками.

Процесс тестирования сетей включает в себя следующие тесты: полный набор электрического и электронного оборудования автомобиля устанавливается на макетной плате. Это позволяет провести быструю первоначальную проверку, поскольку здесь можно легко протестировать разнообразные варианты комплектации, которые могут заказывать клиенты во всем мире. Тем самым устраняется необходимость создания огромного количества дорогостоящих прототипов. Разумеется, на макетной плате исследуются и токи покоя всех компонентов электронного оборудования автомобиля.

Сетевые системы также проходят многочисленные функциональные проверки с использованием аппаратно-программного моделирования. Испытательный стенд для трансмиссии одновременно проводит и тестирование электронных систем двигателя, системы управления коробкой передач и электронной сети автомобиля в целом. Если электронная система обращается к двигателю, коробке передач или тормозной системе автомобиля, работа этих систем имитируется электронным стендом. Испытания на реальном автомобиле были бы слишком длительными и дорогостоящими. После однократного программирования на стенде эти тесты выполняются круглосуточно в рациональном и полностью автоматическом режиме. Например, можно проверить работу электронного стояночного тормоза на уклонах различной крутизны, при этом не нужно искать эти уклоны на местности. Можно сымитировать работу систем в предельных режимах или ошибки в управлении, которые может допустить владелец. На стендах аппаратно-программного моделирования можно эффективно сымитировать даже исключительные ситуации, которые чрезвычайно редко случаются в ходе испытаний или повседневной эксплуатации, даже при пробеге многих тысяч километров. Эта методика позволяет не только проводить множество функциональных тестов, но и гарантировать, что при выключении зажигания на реальном автомобиле вся электроника отключится, и ток покоя не превысит допустимых значений.

Испытания на автомобиле

В процессе разработки новых моделей всегда имеется недостаток в прототипах и испытательных автомобилях. В частности, поставщики часто испытывают оправданную потребность в испытательных автомобилях, чтобы испытать свою продукцию в реальных условиях. Поэтому на полигоне Audi часто проводятся интенсивные испытания на прототипах с участием поставщиков.

Собрав представителей всех поставщиков и системных контролеров Audi для наблюдения за прототипами, можно быстро выявлять и устранять неудачные решения в ходе процесса разработки, и в итоге получить законченный продукт, отвечающий самым высоким стандартам качества Audi.

Чтобы электронная сеть автомобиля сохраняла работоспособность даже в предельных режимах эксплуатации, в ходе тестов имитируются все возможные ситуации (слишком низкое или высокое напряжение, поведение системы при запуске и т.д.). Перед началом испытаний на автомобиле обновляется в соответствии с последними разработками все программное и аппаратное обеспечение. В исследования автомобиля в связи с этим входит и изучение системы управления электропитанием, и поведения токов покоя во всех возможных ситуациях. Разработано даже специальное устройство для измерения токов покоя, которое может послать сообщение о неисправности в виде SMS на мобильный телефон. Кроме того, функциональные тесты проводятся при критических температурах и при резких перепадах температур на специальном стенде - климатическом динамометре.

Чтобы гарантировать надежность автомобилей Audi даже в условиях высокой напряженности электромагнитного поля, например, вблизи радио- и телепередающих станций, в центре исследования электромагнитной совместимости автомобиль подвергается воздействию сильных электромагнитных полей, при этом постоянно проверяется работа всех систем. После успешных тестов на электромагнитную совместимость автомобильная электроника проходит дополнительную проверку на дорогах. Эти проверки включают в себя многочасовые тестовые поездки вблизи главных передающих станций Германии и США.

Электронные блоки управления и сами излучают нежелательные сигналы, которые могут создавать помехи в работе аудиосистем. Поэтому проводятся тесты на соблюдение допустимых предельных уровней излучения. С помощью импульсов высокого напряжения (до 25000 В) имитируются электростатические разряды, и измеряется сопротивление электронных компонентов.

В конце процесса разработки проводятся испытания автомобиля в условиях, максимально соответствующих реальным ситуациям в которых имитируется поведение владельца. Основным элементом столь обширных испытаний является организованное сотрудничество на стыке наук между отделами проектирования, контроля качества и сервиса.

Чтобы проверить различные функции, помимо имитации поведения владельца в ходе этих испытаний уделяется внимание проведению отдельных диагностических тестов в условиях сервисных центров. Разумеется, при этом вновь проводятся различные исследования токов покоя, чтобы вновь убедиться, что автомобиль не сильно разряжает аккумуляторную батарею, и проблем с запуском двигателя не будет.

Результаты

Удовлетворительный результат столь интенсивной и углубленной работы, включающей в себя ряд интенсивных тестов, свидетельствует об оправданности такого исследования:

В статистике отказов, собранной ADAC в 2004 г., Audi заняла высшие места в трех из пяти категорий. Количество отказов, связанных с электроникой, с 2001 по 2004 г. снизилось более чем вдвое, несмотря на то, что за это же время было внедрено много новых электронных устройств. Общее же число отказов, связанных с электрикой и электроникой, за тот же период снизилось на 39%.

25.10.2005 17:00
Михаил Ковригин

Читайте также в разделе Автобизнес:

;