原创 功能安全之“基本概念”

2015-1-5 10:15 711 10 10 分类: 消费电子
正文
 
1、可靠性的定义
        产品在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的能力
 
2、寿命分布类型
        电子元器件的寿命分布类型一般为指数分布,即随着使用时间的增长,完成规定功能的控制器越来越少
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3、失效率λ
        工程实际中用瞬时失效率,定义表述为:
        工作到某时刻尚未故障的产品,在该时刻后单位时间内发生故障的概率。
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        高可靠度的产品,使用单位称为Fit
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        举例:某10万套产品5年内的故障数据,试计算瞬时失效率?
 
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4、失效率λ与可靠度
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    10年里每天工作24h,则不合格品率,PPM=4370,太高了。
    如果把每天工作时间降至2h,则可靠度。10年里每天工作2h,则PPM=730,就降低很多了。
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5、元器件的失效率
   在大量试验数据的统计分析基础上,建立元器件失效率数据库。有关数据列举如下所示:
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   可以看到经过多年,电子元器件的失效已经降低几个数量级了。
   但在涉及行车安全的控制器中,失效率还要更低,需要做到10Fit或者更低。
 
 
6、电子元器件的发展
       1974年末,已经出现12种汽车电子系统或子系统:
       1)整流二极管
       2)电压调节器
       3)电子燃油喷射器
       4)电控点火系统    
       5)间歇式雨刮器
       6)巡航控制    
       7)防抱死系统、
       8)牵引控制系统    
       9)前照灯控制系统
       10)空调系统    
       11)电子时钟
       12)安全气囊碰撞传感器
 
    在汽车电子设备发展早期,汽车工业与电子工业的关注点经常有分歧。
    汽车工业需要在苛刻的环境中可以稳定运行且价格低廉的电子元器件和系统。
    电子制造商却习惯于生产用于军事方面的高质量且价格昂贵的部件和系统。
    
    电子制造商怀疑自己能否有能力生产适应汽车工业需要的廉价电子元器件。    
    不过,双方都认识到汽车电子设备有能力来克服汽车上传统机械或机电方法难以解决的问题。
    当时,一些从事汽车产业的杰出电子工程师认为:针对汽车产业面临的迫切问题,这种存在于汽车工业与电子工业之间的分歧必须转化为双方的共同努力,以寻求生产低成本
、高可靠性电子元器件和系统的解决方案。    因此,Trever Jones(随后加盟通用)、Joseph Ziomek(随后加盟福特)、Ted Schaller(艾伦-布拉德利公司)、Jerry Rivard
(随后加盟本迪克斯公司)、Oliver McCarter(通用)和William Saunders(汽车工程学会)等人在1973年提出并在1974年召开了第一次联合会议。
    此次会议的成功召开,标志着两个产业开始走向融合。
    此后,汽车工程学会(SAE)和电气及电子工程学会(IEEE)双方轮流主办,每隔一年召开一次,至今已经成举办了很多届。
 
结尾
 
        这一真实故事发生在美国通用汽车公司:
  一封客户的抱怨信写道:我们家有个传统,每天晚餐后吃冰淇淋。但自从我买了贵公司的庞帝克车后,问题就发生了。每当我买香草口味的冰淇淋时,我的车子就发动不了。
        但如果我买其它的口味,车子发动就很顺利。这个问题听起来很荒谬,但却是真的。
  庞帝克的总经理于是派了一位工程师去查看究竟。工程师相继来了3个晚上。第一晚,买巧克力冰淇淋,车子没事;第二晚,买草莓冰淇淋,车子也没事;第三晚,买香草冰淇淋,车子开始“**”。
  这位工程师开始记下车子使用油的种类、车子开出及开回的时间,因此有了一个结论:香草冰淇淋放在超市最外面,而其它口味冰淇淋在超市最里面,这位客户买香草口味冰淇淋所花的时间最少。
    但是,为什么这部车会因为从熄火到重新激活的时间较短时出故障?
    答案应该是“蒸气锁”。当这位客户买其他口味的冰淇淋时,由于时间较久,引擎有足够的时间散热,重新发动时就没有太大的问题。但是买香草口味时,由于花的时间较短
,引擎太热以至于无法让“蒸气锁”有足够的散热时间。
 
  这位工程师于是向上反映了“蒸气锁”的缺陷。没过多久,随时可以重新发动引擎的“蒸气锁”应运而生了。
 
 
附录:
前言
        1)文章题目起得吓人,但正文却“食之无味”,仅“管中规豹/盲人摸象/坐井观天”地推测汽车电子研发工作;
        2)正文按照标号1/2/3/4,以符合研发工程师强迫症的习惯;
        3)行文追求朴素/简洁/凌厉的大实话和心里话,以符合研发工程师“外表朴素/内心艳丽/敏于行/讷于言”的特质;
        4)结尾模仿相声的结尾(称作“攒底”),戛然而止,并鞠躬下台。

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