搭建灵活且经济高效的ECU生产测试系统.pdf

2 搭建灵活且经济高效的ECU生产测试系统 电子控制单元的发展历史 电子控制单元(ECU)于20世纪70年代问世。当时，由于石油危机，人们需要提高燃油的经济性，这就 意味着要找到一种方法，使发动机以更清洁高效的方式工作，并减少污染。当时的发动机使用一种 称为分电器的机械装置来控制点火，并且使用化油器来控制燃料混合物。该机械系统的优化和调节 能力都极为有限。20世纪70年代出现的微处理器推动了ECU的发展，使ECU能够执行复杂的高速计 算来控制点火正时和燃料混合。在20世纪80年代早期，ECU成为大多数车辆的标准部件。ECU是专 用于解决某个具体问题的计算机，属于汽车的基本部件。 图1.电子控制单元示例 ECU的用途 现代车辆可能装有100多个不同用途的ECU。最常见的ECU有以下几种： ■■ 车身控制模块.—.调节多个车身部件的运行，例如车门、门锁、雨刷、灯等. ■■ 动力总成ECU.—.控制车辆动力传动系统的正确运行，具有多种不同类型，取决于车辆是混合动力 车辆、燃油车辆还是电动车辆 ■■ 发动机控制模块.—.操控内燃机功能 ■■ 远程信息处理控制单元.—.通过提供方向、变更原定路线、导航等信息实现车辆跟踪 ■■ ADAS.ECU.—.控制所有高级驾驶辅助系统(ADAS)功能，例如车道偏离、碰撞和其他用作事故预防功. 能的警告 ■■ 网关ECU.—.负责不同汽车总线的“转换” 虽然每个ECU都有特定的用途，但它们都需要在制造的不同阶段进行单独测试，而且也需要通过通信. 总线和实际电子信号与其他组件进行交互，同时进行测试。 /automotive 3 搭建灵活且经济高效的ECU生产测试系统 为何测试ECU？ 人们往往认为测试过程不会创造价值，测试部门只会增加成本。如果制造过程永远不会产生缺陷，系 统设计总是完美无瑕，软件按预期正常工作，客户不需要退回产品，出货和进料质量问题数量始终 为零，那么在这种理想的情况下，确实没有必要进行测试，因为这样根本不可能出现问题。但事实上问 题是不可能避免的，因此为了确保满足质量标准以及确保质量标准的可衡量性、可重复性及可溯源性， 测试是必不可少的一个环节。 当然，还有其他原因需要进行测试。比如，汽车制造商(OEM)有自己的质量要求和标准，并且需满足长 期可追溯性和监管要求。OEM通常需要部件供应商对其制造的产品进行测试，然后再交付给OEM的汽 车装配厂。在装配厂，所有部件都要组装到一起并再次接受测试，最终才能制造出汽车。OEM工厂属于 劳动密集型设施，对质量的要求很高。因供应商提供的组件有问题而导致的返工是不可接受的，而且 代价也是非常高昂的。供应商合同通常会规定，如果供应商的供货存在缺陷，将会对其处以罚款。 为了符合OEM的要求，ECU(一级)制造商必须至少满足以下要求： ■■ 通过全面设计验证来证明其设计符合适用的OEM规定和规格. ■■ 进行生产验证和测试，以证明最终产品符合所有预期 ■■ 保留所有结果作为证据，以供进行审核和质量跟踪 一级供应商的测试工程师必须遵守所有要求，同时严格按照时间进度推出产品。本文档的其余部分重 点介绍了ECU生产(终端)测试的挑战。 生产测试系统的设计挑战 如前所述，虽然测试提高了制造流程各个阶段的质量水平，但人们往往还是认为测试并不会带来附 加值。由于这种观点的存在，测试组织总是尽可能确保测试流程稳健、全面、快速且经济高效。为实现 这一目标，他们必须面对五个主要的设计挑战：可靠性、吞吐量、灵活性、部署和成本。 1.可靠性 在生产中，测试系统很可能需要全天候运行来测试大量产品，一旦停机就会带来高昂的损失。部分 发货、延迟发货或未发货的情况是几乎不容许存在的。生产中的任何延迟，包括虚假故障、测试系统不 可用以及校准问题，都可能导致停机，因此必须对这些风险加以控制。为此，测试设备必须具有高可靠 性，这种可靠性可以体现为多种形式： ■■ 硬件在生产环境中稳健地运行. ■■ 高质量且稳定的测试软件和测试序列 ■■ 系统的整体可维护性 ■■ 相关供应商和第三方提供的服务 综合来看，这些因素会给测试工程师带来许多挑战。他们必须寻求解决方案，以在最短的时间内开发 出尽可能高质量的测试系统，并确保该系统能够在ECU的整个生命周期内持