原创 SAE J1211的导读1-Why Design&Process?

重读此SAE J1211标准，是因为此文已经烂大街了，采用Baidu下载或者去淘宝都有货。此前写的博文《汽车电子可靠性-背景》笔力稍显逊色了一些，特此按照此标准的内容做份导读系列，我也准备按照此份标准为蓝图，做一份设计的教程，辅之以一些细节的设计方法和案例。

    如果我们设计的东西，是先做产品后补材料，所谓的高新技术的可靠性如果在大规模生产之中保证？当我们还在尽量糊弄测试结果的时候，有些东西已经成为常识了。没啥好说的，我努力将为此标准做一些注解和导读。

引用一下前文的一些材料：

   1978 年SAE就推出了SAEJ1211的第一版《RECOMMENDED ENVIRONMENTAL PRACTICES FOR ELECTRONIC EQUIPMENT DESIGN》，当时的背景是汽车电子处于当时的刚刚起步的时候，当时所考虑的主要是环境因素，比如极端的温度，因车辆运送和行驶道路引起的机械应力，撞 车事故引起的机械冲击，严重的电器暂态脉冲，静电和EMC环境，电源电压摆幅和反电压等，这些都在比如ISO16750等得到了延伸的扩展。此时的标准是 希望通过极端测试条件的构建，能够把模块的一些设计弱点暴露出来，从而得到改进，也就是早期的“test-to-pass”的概念。当时的条件，汽车的质 量都相对比较弱，一般汽车在12个月内甚至发生故障可以达到25%的情况。

   我找到一份台湾的材料，可能更为中肯的给出原有标准的情况，链接为此，必须翻墙。(下面为下载版PDF)

从80年开始，业界都延续着“测试通过”的思想，通过抽样测试的方法，希望可以做到 90%～95%的可靠性区间，对应6～20f/10^6h的失效率，一般采用6～24个样件测试的方法进行。当失效发生的时候，必须增加测试的样件，整个 过程是通过“test-analysis-fix”的思想完成，事实上，我和我的同事在以前的思想大部分也就是这样，在前期设计中固然会努力提高可靠性， 但是最后还是通过测试来完成检验。

2000年以后，由于汽车的竞争关系，对于汽车质量的要求越来越高。外面表现出来的是，国际市场上warrenty的时间越来越长，从1年延长至3，4，5。不同公司有其策略，可以见博文汽车的保修政策， 汽车期望的使用时间也增加至10，15和20年。这对欧美的二手车市场起到了很大的推动作用，物尽其用。这是什么概念呢，整个汽车电子模块的可靠性进入了 PPM的时代。失效率被设计至0.5f/10^6h，可靠性需要从99.99%提高至99.999999%（是不是有点像买金子的纯度的感觉）。

  为了满足要求，增加工程师团队，增加测试费用，已经无法实现了可靠性的增长。传统的模块级别的“test-to-pass”受到了严峻的挑战，整个开发过 程转入了系统化的考虑强壮性的时代（SAE分为三个层次，芯片，模块和系统，前两个已经推出了SAE1211和SAE1879，系统级的在起草之中）。

  2009年修订完成的这本手册，主要目的在是在于征求大部分汽车电子厂商（美国和德国）的基础上，建立一种提高可靠性的为多数人接受的实践方法，提出了健 壮性验证（Robustness Validation），并把它融入到产品开发的概念阶段，并在整个产品开发周期中执行。为了更好的能让人接受，采用健壮性余量（Robustness Margin）这个概念，以表示产品的性能与产品规范之间的安全距离，注意这是考虑大规模量产中的性能波动的基础上的。

  健壮性验证依靠基于知识的模型仿真（通过数据和经验建立的模型）和后续的分析方法，在完成以上两点以后得到初步的结果，再完成实物的测试。并且通过 test to fail或者是run to fail，或者是持续性的耐久性试验来确定健壮性余量。