踏進汽車電子產業前,看看專家怎麼說



汽車銷量是經濟發展指標之一,而汽車技術的發展則被視為科技進步的呈現。有人形容,未來的汽車將是一台會跑的電腦;也有人說,這一世代的汽車革命將在無人汽車開始服役時達成。無論如何,汽車業的供應鏈革命已如火如荼地展開,掀起改變汽車產業及科技產業的大革命---而電子科技業者正是這波革命中的受惠者。

隨著科技演進,各式各樣的車用電子產品(Electrical/Electronic Sub-Assembly, ESA)出現在你我的汽車裡。但是隔行如隔山,車用電子產品和消費性電子產品相反,不僅研發速度較慢,生命周期也較長。除此之外,許多標準規範和測試驗證也都和電子科技業者以往所熟悉的大相逕庭。對此,德國萊因專家表示:「近年許多電子業與傳統產業均以進入汽車供應鏈作為產業升級的方向,而零件製造商進入汽車供應鏈的最基本門檻就是要通過TS 16949的驗證。ISO/TS 16949是國際汽車特別小組(IATF)制定的全球汽車產業品質標準,此標準整合了汽車製造商和原廠(OEM) 要求的品質標準,是汽車零配件廠商用以證明其能力的基本驗證。


科技來自人性,安全才是最基本需求

隨著車聯網的概念發酵,汽車內部的資訊交換量持續增加,對於感測器與記憶體的需求也不斷提升。根據IEK最新研究指出,汽車電子占整車平均成本的比例從2010年的30%,將逐步提升到50%。市調機構BI intelligence則預估,全球具備聯網功能的汽車將在2020年時達到2億2千萬台,其中會使用聯網服務的汽車預估有8千8百萬輛,所產生的收益(軟體加硬體) 將可能高達1520億美元。以上的數據或許可以說明為什麼汽車在近幾年的CES上所占的版面越來越多。而在今年的CES上也能看見各家車廠展示新型態的汽車,電子科技業者展示各種新的車用行動裝置。然而,產品功能不斷翻新,「安全」仍是使用者最關心的事情。因此,汽車電子的演進也不斷往強化安全的方向發展,安全系統由「被動」趨向「主動」。像是德國萊因的專家提到 :「從最基本的安全氣囊到複雜的先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance System, ADAS),汽車產業持續地加強車輛安全系統。 ADAS就是屬於主動的安全系統,它涵蓋諸多系統,例如停車輔助、道路偏移警示、適路性車燈等系統。停車輔助系統 (Parking Aid System) 用來減少人與車及車與車的碰撞;道路偏移警示系統 (Lane Departure Warning System, LDWS) 可以降低車輛行駛中因為偏離車道而造成意外;適路性頭燈系統 (Adaptive Front-lighting System, AFS) 減少固定式頭燈的照明角度因轉彎或上下坡而造成照明死角。」

每個車廠對於零部件供應商的選擇都非常慎重,電子零部件供應商不僅在生產流程和品質控制上要通過車廠的審核,所採購的每款電子產品都要經過環境可靠性實驗、電氣性能試驗與電磁兼容性試驗才能裝配到汽車上。以電磁兼容性(Electromagnetic Compatibility, EMC)為例,我們的專家更進一步指出它對於車廠的重要性,通常一款產品要經歷的試驗包括:研發階段的前期測試、研發階段的驗證試驗以及生產階段的驗證試驗。車廠都有自己的零部件EMC測試規範,例如通用汽車 (GM) 的GMW 3097、福特 (Ford) 的EMC-CS-2009.1、福斯 (VW) 汽車VW81000、雪鐵龍 (PSA) 的 B21 7110,日產 (NISSAN) 28401NDS0,馬自達 (Mazda) PW67602等等。車廠會指定一些資質優秀的第三方實驗室進行汽車零部件的檢驗,這些實驗室出具的測試報告才會被車廠認可。零部件廠家可以在研發的前期階段在這些實驗室進行前期檢測,能更快的達到汽車廠家的要求。


電磁干擾可大可小,通過測試擺脫干擾

除了汽車出廠時已安裝的電子設備外,市面上還有琳瑯滿目的車用電子產品,例如影音設備 (Audio Video Navigation)、抬頭顯示器 (Head Up Display, HUD)、衛星定位系統 (GPS)、行車紀錄器 (DVR)、胎壓偵測系統 (Tyre Pressure Monitoring System, TPMS) 等等。需要注意的是,這些產品被安裝到汽車上後,是否會與車上或外部的電子設備產生電磁干擾?電磁干擾的結果可大可小,輕微的者也許只是造成行車電腦的螢幕雜訊,嚴重的話則可能會導致車內電子設備失效。這也是電磁兼容性  測試對車用產品如此重要的原因。與其他的科技發展相似的是,許多外加的功能都慢慢地從獨立的設備走向內嵌式的配備,例如以前需要外加一台小螢幕做為車內娛樂影音設備,但現在娛樂影音系統幾乎成為汽車出廠時的標準配備。一台汽車的研發期間很長,一般需要2~3年,而新增的功能又越來越多,若在最後一刻才發現有電磁干擾需要改善而修改設計,花費的功夫和成本將比事先預防來的高出許多,因此國際汽車大廠皆將EMC視為十分重要的檢測項目之一。

關於EMC測試對於汽車的貢獻,德國萊因專家指出:「越來越多的安全性功能仰賴電子裝置,世界各國也針對這些電子裝置/系統訂定強制性的安全標準與規範,車用電子產品必須符合歐洲經濟委員會 (ECE) 法規R10的要求,若是安全性相關功能 (immunity-related function)的ESA ,則必須申請型式認證的證書。而型式認證除了工廠品質管理系統的評鑑之外,產品的驗證則是以電磁兼容性(EMC)的測試為主,產品通過了驗證代表其EMC表現符合歐洲市場的基本安全規範。不論是強制性的規範或是自主性的驗證,為了提高行車安全,廠商必須在產品開發初期就先將這些標準和規範納入考量,以減少失效發生,並且應在失效發生時控制其所造成的影響。」


安全協力廠商評估,讓無人駕駛車也能安全無虞

除了電磁干擾需謹慎應對外,ISO 26262也是為汽車安全把關的重要標準之一。2016年的頭兩個月,就已有多起汽車召回事件,包括發動機熄火、安全氣囊失控、引擎蓋彈開等。如同前面所提到的,汽車的複雜程度日漸增加,在越來越多的控制單元具備與安全相關的功能後,所需承擔的風險也隨之增加。2015年年底,中國百度在北京完成首次無人駕駛車測試,德國萊因TÜV汽車功能安全服務的專家團隊就為百度公司提供了專業的培訓並為其自動化駕駛研發項目進行功能安全協力廠商評估 (ISO26262),包括功能安全計畫、風險分析、功能安全概念、功能安全評審、功能安全測試等工作的評估。在完成這項大計畫後,德國萊因表示,科技的進步是一體兩面,無人駕駛能夠解放駕駛員的雙手,減輕駕駛員的負擔,但若是控制系統出現問題,例如非預期制動、非預期加速等,都可能導致車毀人亡。如何保障無人駕駛功能正常運作,需要從產品最初的概念設計開始,將功能安全落實在開發需求、設計方案、安全測試各個環節。ISO 26262給車界提供了一個可操作性的標準,指導大家功能安全的設計。


當汽車產業範疇被重新定義,供應鏈變得更多元時,每一個環節就需要更嚴密的把關。新的時代來臨總能創造新的機會,但往往也帶來一些新的疑慮和風險,而我們正處於這個當下。當汽車具備各式各樣的功能,甚至真的變成一台會跑的電腦,我們仍不能忘記安全才是汽車最重要的基本配備。盡力為自己的產品把關,才能真正把握機會,站在趨勢的浪頭上。



參考資料與延伸閱讀:




沒有留言:

張貼留言