智能网联汽车测试场上 如何确定产品可靠性？

本文的内容分为四个部分：第一是提出一个问题，第二是讲两个重要性，第三是分析三个适应性，第四是提出四个建议。

第一个问题，假设智能网联汽车测试场，长为30公里，装300个传感器和各种网络通信设施，以及300个智能信号灯。质量和可靠性的指标要求一个月之内不出故障，故障率小于千分之一，这个指标不是很高，但假设是确定两三百个部件、配件和装置的可靠性呢？

按照当前关于可靠性的理论，第一步是要实现一个指标的转换。系统的整体可靠度应该达到0.999，MTBF必须达到71.96万小时，但每个部件、每个配件、每个设备该怎么去配置呢？有个分配标准。第二步，计算出信号灯的MTBF必须达到115.14万小时，通信设备或传感器的指标必须达到143.93万小时，如果配件达不到指标标准，测试场的可靠性、故障率可能就达不到要求。现在大家都在建设很多类似的东西，我们是不是思考过这个问题呢？第三步，有了指标之后，可以在采购、定制产品时提出相应的要求。第四步就可以开展采购活动，最后就是施工和验收。

第二，两个重要性。第一个重要性就是智能网联中的可靠性非常重要。系统、产品越是复杂，可靠性越重要，因为这时人的干预比较弱。例如，铁路控制信号出故障的原因来自几个方面，第一是打雷等环境、天气因素，第二是软件设计操作不良，第三是使用系统的人不是很会操作，第四是使用这个车辆的人不会操作。这四个问题叠加在一起才造成了重大的事故隐患，需要格外注意。智能网联汽车，尤其是无人驾驶汽车走向公路后，安全问题是不是非常重要呢？

第二个重要性，底层单元的可靠性更加重要。网络如何连接、汽车怎么构建等问题比较受重视，但如果忽视底层单元的可靠性，整个系统的可靠性就会减弱。所以底层单元的可靠性可以事半功三，用一三七法则来折算，就是1：6的关系。例如，汽车助力转向器中的二级管，焊接后两公斤的力就可以将其掰下来，这显然是不符合要求的。经过分析发现，这是由于焊点二次加热后强度降低造成的。如果这样的产品装到汽车上，或者装到智能网联汽车系统中去会很危险，因此器件、部件、整机的可靠性非常重要。我们关注网络系统安全的同时，也要关注底层。

第三个是三个适应性。分别为指标适应性，即以什么样的指标表征可靠性、安全性;环境的适应性，因为智能网联汽车系统里各个部件安装的部位不一样，环境也就不一样;测试方法的适应性。

首先来看指标的适应性。有人将智能网联汽车定义为移动的电脑，在其中装了各种各样的控制模块。假设要求汽车在行驶一万公里时，出问题的概率小于千分之一，那怎么知道每个装配部件的指标、可靠性能达到要求呢？即指标怎么转换？

指标转换时一定要考虑产品的寿命分布、产品工作时间的差异，应该用什么样的指标来表征它、考核它。我有几个重要观点，一是一定要重视可靠性工作，并积极采用可靠性标准，已经制定的标准，我们可以拿来，没有的，我们需要去制定。二是许多原有的可靠性标准，尤其是电子类的标准，和智能网联汽车非常符合的，是可以引用的。三是“有好过没有”，没有标准时，可以找一个类似的产品做参考。

环境适应性，这里有几个环境，分别是室内环境GB，野外地面环境GF，道路上使用的信号灯、摄像头等设备就属于这种情况，第三类环境是汽车环境GM，专指家用汽车的环境。

假设一部汽车在GB环境下，每6.5年维修一次，按照标准，如果其装到野外3.25年修一次，装到汽车为1年修一次，这就说明環境对产品的影响非常厉害。

在实施这些标准时，一定要分清楚产品输出的环境，我们应当把汽车的系统和信号系统分开，地面和车的标准，车又分车内和车外。

测试方法适应性中，强调几点，一是要引用，二是要有要求，第三是要制定。智能网联汽车非常复杂，包括材料、部件、系统、整机等，其中系统比较受关注，但材料、部件这两部分，测试也要跟上去。例如材料的测试，微观时，部件、材料有没有分层，有没有断裂等问题。例如可靠性分析中，焊接点的开裂，不做测试装到车上就会出问题，以及组装工艺也有其可靠性问题。除了重要部件的测试，动力电池、充电桩、CAN组件、电子兼容测试、车用与系统使用软件、安全和开发过程的质量保障，也必须做测试。如果没测试，就把一个有问题的软件装到车里、装到系统上，可能会产生很严重的后果。现在已经有了一整套的测试方法，包括功能、设计开发技术、安全测试技术、质量保障技术都有相应的测试方法。

为什么测试很重要？举两个简单的例子，例如汽车的蓝牙系统，当用蓝牙通话时，可以被监听到。此外，对PKES的系统进行安全测试，可以不用钥匙打开车，这是由于总线系统出了问题，抗不住DOS攻击，双闪异常、按键失灵。

第四，建议在标准里要加强这方面的工作：

一、标准框架中增加质量可靠性标准板块，放在通用技术标准方面比较合适;

二、政府、机构、企业一定要在顶层设计中提出可靠性的要求和标准要求，保障系统和实物的高质量、高可靠;

三、可靠性的标准和认证应包括智能网联涉及的众多层次，众多层次是指不要只关注顶层，还要关注下一层，或者再下一层以及供给层;

四、关键产品和系统测试建议引入第三方测试机构，保障行业的有序竞争和健康发展。

（本文根据中国电子产品可靠性与环境实验研究所技术推广处处长、高级工程师张增照在2019世界智能网联汽车大会的演讲速记整理而得，有删减，未经本人审阅。）