Steigerung der Zuverlässigkeit von Automobilelektroniken

Nach einer Klärung der wichtigsten Begriffe rund um Qualität und Zuverlässigkeit erfolgt eine Einordnung der Elektronikentwicklung in den automobilen Produktentstehungsprozess. Hierbei werden insbesondere Fragestellungen rund um Lieferanten- und Bauelementeauswahl sowie Sichtweisen zur Gestaltung und Interpretation von Lastenheften erörtert. Einschlägige Normen und Standards sowie deren Weiterentwicklung werden thematisiert. Zum tieferen Verständnis der Beschreibung von Zuverlässigkeit werden die wichtigsten Rechenverfahren vorgestellt und an Beispielen erläutert. Ausgehend von den typischen Mechanismen der Bauteilalterung - u. a. auf Basis von Temperatur und AVT -  erfolgt eine Betrachtung, inwiefern die Methoden der Umweltsimulation zu einer Sicherstellung und Steigerung von Zuverlässigkeit genutzt werden können. Ein Schwerpunkt bildet dabei die Vorstellung und Bewertung verschiedener Beschleunigungsmodelle, welche eine zeitliche Raffung von Prüfungen und Lebensdauertests bewirken können. Nach einer Darstellung von Methoden der Reliability prediction mit den Nebenaspekten FMEA und SIL wird abschließend gezeigt, wie sich die vorgestellten Überlegungen zur Zuverlässigkeit auf die Ersatzteilversorgung auswirken.

• Einführung

Begriffserklärung, Negativbeispiele, Einordnung in den Produktentstehungsprozess, Lieferanten- und Bauelementeauswahl

• Mathematische Modellbildung

Ausfallrate, Ausfallwahrscheinlichkeit, Badewannenkurve, Weibullverteilung, Success-Run

• Ausfall elektronischer Bauelemente

Alterungsmechanismen, Fehlerbilder, Aspekte der mechatronischen Integration, Normen und Standards (MIL, AEC-Q,...)

• Temperatur und AVT

Wärmetransport, Modelle, Entwärmung, Einfluss der AVT

• Testen, prüfen, erproben

Zufällige und systematische Fehler, Bauteilqualifizierung, Beschleunigungsmodelle der Umweltsimulation (Arrhenius, Inverse-Power-Law, Coffin-Manson, Peck, Lawson, HALT, HASS), Lebensdauertest, Burn-in, Run-in, Screening

• Reliability prediction

Sinn und Unsinn von Handbüchern mit tabellierten Ausfallraten, FMEA und SIL

• Ersatzteilversorgung

Obsolescence Management, Strategien zur Langzeitversorgung und Langzeitlagerung

Steigende Rückrufzahlen auf Grund ausgefallener Elektroniken sowie kürzer werdende Entwicklungszeiten bei gleichzeitig zunehmenden Elektronikumfängen führen dazu, dass sich Zulieferer und OEMs noch intensiver als bisher mit der Einhaltung von Zuverlässigkeitsanforderungen für Kfz-Elektroniken beschäftigen müssen. Insbesondere im Bereich der Hardwareentwicklung ergeben sich auf Grund der fortschreitenden Miniaturisierung und der mechatronischen Integration von Baugruppen und Komponenten ständig neue Herausforderungen. Im Seminar wird aufbauend auf den aktuellen Stand der Technik herausgearbeitet, wie der Entwickler Lastenheftforderungen, bekannte Alterungsmechanismen und Aspekte der Prüfplanung unter dem Blickwinkel der Zuverlässigkeit berücksichtigen muss. Es wird vermittelt, wie somit im Zusammenspiel mit den anderen Fachabteilungen eine Sicherstellung der Lebensdauer und damit auch der Zuverlässigkeit erzielt werden kann. Eng mit diesen Fragestellungen verknüpft sind die Spezialthemen Hochvolt und Ersatzteilversorgung bei elektronischen Komponenten im Kfz.