Новости Livox

«Производство перейдёт в стандартизированную фазу за девять месяцев» | Команда первого в отрасли серийного проекта автомобильного лидара

2022-09-27

Livox поставляет не просто продукты. Это обещание.

‍

Интервьюеры: Grace, Forrest

Респонденты: участники команды проекта HAP-P5 LiDAR

 
 
Поставлять продукты с заботой и выполнять обязательства перед клиентами

 

В предыдущей статье «Гонка со временем: вывод Livox HAP на дороги» мы рассказали, как команды Livox преодолевали трудности при создании производственной линии и выпуске серийных автомобильных LiDAR. В Livox мы постоянно совершенствуем систему управления проектными поставками, исходя из убеждения, что наш успех зависит от успеха наших клиентов. Первый проект серийного LiDAR стал для команд Livox отличной возможностью отточить навыки и улучшить процессы.

 

Для команд Livox управление производством LiDAR похоже на марафон: по мере роста спроса на серийные LiDAR упрощение и оптимизация процессов становятся более серьёзной задачей, чем просто увеличение объёма работы. Поэтому Livox решила сосредоточить ресурсы на проекте массового производства, имеющем большое значение для отрасли,где компания могла сосредоточиться на испытании и совершенствовании различных систем и процессов, чтобы подготовиться к будущему широкому внедрению этой производственной модели в отрасли.

 

В ходе этого процесса команда также поняла, что успешная поставка продукта зависит от взаимодействия множества подразделений: управления проектами, R&D, закупок, производства, контроля качества, продаж, послепродажного обслуживания и финансов. Чтобы обеспечить непрерывность поставок во время дефицита чипов, некоторые команды всего за пять месяцев проверили более 60 альтернативных материалов. Другие разработали более 20 аппаратных решений и подготовили достаточные резервные варианты на случай необходимости. В одном случае сотрудникам пришлось лететь на завод поставщика, чтобы лично забрать материалы для производственного графика клиента, запланированного на 7 утра следующего дня. Чтобы уложиться в девятимесячный срок поставки проекта, несколько команд ускорили процессы проектирования надёжности и проверки замкнутого цикла, прогнав более тысячи образцов сверх стандартов DV-тестирования.

 

Всё это было основано на нашей уверенности: Livox поставляет не просто продукты — Livox даёт обещание. Только становясь сильнее как единая команда на этом пути, мы можем дать клиентам лучшее.

 
 
01.

Сделать больше, чтобы обеспечить поставку

 

С 2021 года мир столкнулся с беспрецедентным кризисом дефицита чипов: сроки поставки некоторых материалов увеличились до 18 месяцев и более. Нередко сроки поставки уже поджимают, а цепочка поставок всё ещё справляется с самыми разными сбоями на верхних уровнях. Производители постоянно ищут материалы — или уже находятся в пути за ними.

 

Хорошо понимая ситуацию, команда закупок Livox быстро привлекла коллег из R&D, чтобы найти решения проблемы дефицита чипов. Как обеспечить стабильные поставки, когда производственный спрос вырос в десять раз, цепочка поставок чипов нарушена, а аппаратные проекты уже зафиксированы? Это был самый острый вопрос для руководителя аппаратной команды Han Ruiyuan и его коллег.

 

Ruiyuan вспоминал: «Из-за зафиксированных аппаратных проектов и высокой плотности размещения чипов любое изменение любого материала влияло на всё. Сильно затрагивались многие области работы: показатели аппаратной системы, испытания EMC, проверка надёжности, тесты ICT/FCT на рабочих станциях, совместимость ПО и последующие закупки. Ещё более серьёзная трудность заключалась в том, что при сбоях поставок сразу по нескольким чипам мы получали множество комбинаций разработанных версий и их проверок. Для нашей аппаратной команды это был предельный вызов с точки зрения управления, компетенций и устойчивости».

 

Обычно высокопроизводительные и высоконадёжные конструкции автомобильной электроники опираются на сложную систему разработки. Однако в случае LiDAR разработчики не могут полностью полагаться на традиционные системы, чтобы найти баланс между этими двумя аспектами. Уже в начале проекта Ruiyuan понял, что аппаратная разработка первого автомобильного LiDAR ставит перед всей аппаратной командой совершенно новый вопрос: каких базовых правил и стандартов нужно придерживаться при проектировании оборудования в ещё не освоенной области автомобильных LiDAR?

 

На уровне компонентов в LiDAR можно использовать только электронные компоненты автомобильного класса, то есть они должны иметь сертификацию AEC-Q. Процесс их проектирования также должен соответствовать требованиям разработки автомобильной электроники, включая WCA (анализ наихудшего случая).

 

Возьмём для примера резистор обратной связи импульсного источника питания. В продукте промышленного класса его сопротивление должно лишь соответствовать требованиям по номиналу, точности и мощности в заданном диапазоне. Однако при WCA продукта автомобильного класса разработчику необходимо анализировать множество показателей сопротивления компонента: температурный дрейф точности во всём температурном диапазоне, изменения сопротивления во всём диапазоне влажности и дрейф точности в течение жизненного цикла. При этом в процессе проектирования инженеры подчиняются строгим требованиям разработки. Помимо расчёта границ выходного напряжения импульсного источника питания при разных температурах, влажности и нагрузках, они должны постоянно учитывать риск отказа.

 

При переходе от компонентов к разработке продукта обычно используется V-модель. Однако аппаратное проектирование занимает только левую половину модели, а правая половина включает испытания производительности и проверки продукта.

 

Как фотоэлектронный продукт, LiDAR напрямую зависит от качества электрического проектирования. Чтобы обеспечить качество конструкции, применение V-модели требует проверки множества показателей: целостности сигналов и питания на уровне платы, функций и производительности на уровне модуля и автомобиля, EMC, а также электрической, экологической и механической надёжности. Поэтому даже небольшое изменение конструкции может вызвать изменения и дополнения в серии последующих испытаний и проверок. Сложность и объём работ при аппаратном проектировании продуктов автомобильного класса значительно превосходят обычные продукты промышленного класса.
 

 

V-модель разработки автомобильной электроники

 

К концу июня 2021 года давление, связанное с цепочкой поставок чипов, быстро сместилось с команды закупок на команду R&D. Чтобы решить эту проблему, Ruiyuan сказал, что они «оценили и перешли более чем на 60 альтернативных материалов и внесли более 20 изменений в дизайн платы PCBA всего за пять месяцев».

 

Например, при оценке и выборе нового импульсного силового чипа автомобильного класса команда была ограничена не только узким выбором таких чипов и малым доступным пространством на плате, но и входным и выходным напряжением компонента, его точностью, эффективностью преобразования, уровнем пульсаций, EMI, надёжностью и рядом других параметров. Одновременно, чтобы обеспечить высокую надёжность продукта на всём жизненном цикле, компонент автомобильного класса должен пройти ряд испытаний, включая сертификацию AEC-Q и FIT-проверку вычислительного устройства. Поэтому весь процесс громоздок, занимает много времени и делает оценку новых компонентов сложной и трудной.

 

«Мы прошли более 20 версий дизайна платы PCBA, и за всё это время не столкнулись ни с одной ошибкой проектирования или проблемой качества. Это было невероятно с учётом высокого давления и быстрого темпа работы. Это не только отражает отличную командную работу, но и даёт аппаратной команде возможность повысить уровень проектных навыков для HAP», — сказал Ruiyuan.
 

 

Чтобы преодолеть дефицит чипов и обеспечить поставку продукта, команда внесла более 20 изменений в аппаратную конструкцию и подготовила несколько альтернативных решений.

 

 

02.
В срок и в полном объёме
 
 

В контексте поставок в отрасли цепочек поставок часто используется термин OTIF — «on time and in full», то есть «в срок и в полном объёме». По сути, это показатель того, насколько продукт поставлен клиенту своевременно, с согласованным качеством и в согласованном количестве.

 

Поскольку это был первый в отрасли проект массового производства высокопроизводительных LiDAR автомобильного класса, все команды на каждом производственном этапе сталкивались с беспрецедентными вызовами. Одни команды отвечали за своевременность поставок, другие — за поставку образцов или серийных изделий в объёмах, необходимых клиентам. Для отдельных команд главной задачей было обеспечение качества поставляемых продуктов.

 

Качество продукта выражается не только в стабильной и надёжной работе аппаратной части, но и в готовности программного обеспечения на момент поставки.

 

Su Wei была менеджером, отвечавшим за испытания надёжности продукта. При почти полном отсутствии прецедентов ей пришлось решать сложную задачу: синхронизировать DV-тесты с каждой быстро обновлявшейся версией конструкции.

 

Для обычных проектов один цикл испытаний обычно занимает около трёх–четырёх месяцев. Было очевидно, что традиционный подход к DV-тестам не позволит уложиться в график массового производства, требуемый клиентом. После многочисленных обсуждений команда в итоге приняла схему проектирования с быстрыми обновлениями, несколькими раундами испытаний и параллельной проверкой, чтобы полностью охватить все проверки конструкции продукта, строго контролировать элементы, связанные с надёжностью, и значительно сократить цикл обновления продукта.

 

Лаборатория надёжности Livox HAP

 

Для испытаний надёжности критерий приёмки клиента требовал, чтобы в каждой группе образцов требованиям испытаний соответствовали как минимум шесть образцов (всего 10 групп). Теоретически команде достаточно было включить 60 образцов в один раунд испытаний. Однако, чтобы обеспечить высокую производительность и надёжность первого LiDAR автомобильного класса, команда проекта в течение всего цикла разработки испытала почти 1000 образцов на надёжность в крайне строгих условиях. Только испытание на долговечность было проведено более чем на 500 образцах, чтобы ускоренно смоделировать многолетний срок службы LiDAR в обычных сценариях вождения. Su Wei отметила: «Автомобильные LiDAR — новая область с новыми вызовами для отрасли. Нам повезло первыми испытать эти воды, даже если это означает вложить в несколько раз больше ресурсов, чтобы найти более умные способы выполнять работу в более строгой среде. Прошлый год уже был сложным с точки зрения поставок “в срок и в полном объёме”, но для меня и моей команды, отвечающей за качество продукта, “полный объём” означал не только количество, но и качество».

 

Помимо надёжности аппаратной части, требования к поставке программного обеспечения автомобильного класса столь же строги. Как производитель автомобилей на новой энергии, XPeng вместе с Livox находится на переднем крае автомобильных LiDAR. В этой общей миссии по достижению прорыва ни одна из сторон не снижала требований — наоборот, обе делали больше необходимого, чтобы каждая производственная деталь соответствовала самым высоким стандартам.

 

Tang Yunfan, руководитель разработки ПО, также поделился опытом работы над проектом: «Нам нужно было за короткое время выпускать быстрые обновления ПО автомобильного класса и при этом гарантировать его 100-процентную стабильность и надёжность качества. Это означает более строгие и экстремальные требования к поставке. Например, цикл выпуска ПО составлял два–три месяца, но когда требовалось несколько проверенных тестами версий, нам в итоге приходилось выпускать новую версию каждые одну–две недели. Что ещё важнее, мы должны были обеспечить целостность архитектуры ПО в соответствии с отраслевыми стандартами. В ходе проекта мы передали клиенту более 20 версий ПО. Для этого мы создали более 400 обновлённых внутренних версий».

 

Возьмём строгие требования клиента к функциям OTA (обновления «по воздуху»). Для каждой выпущенной версии ПО клиент проводил стендовый тест обновления продолжительностью не менее 100 часов и 400-часовой стресс-тест OTA на полном автомобиле. ПО принималось только в том случае, если во время испытаний не происходило ни одного сбоя обновления. Чтобы выполнить эти строгие требования, команда следовала стандартам ASPICE и обеспечивала качество ПО на всех этапах — от проектирования и реализации до тестирования. Например, на этапе проектирования OTA команда с помощью FMEA успешно выявила ряд сценариев, таких как внезапное отключение питания или сети, сбои записи или стирания flash-памяти, а также совместимость с несколькими версиями аппаратного обеспечения из-за дефицита компонентов. Чтобы избежать этих сценариев, были добавлены механизмы резервного загрузчика, проверки целостности программы и проверки безопасности, обеспечивающие безопасность и стабильность ПО. Кроме того, перед каждым выпуском прошивки команда сначала выполняла стресс-тест, самотестирование ПО, испытание надёжности, имитационный стендовый тест клиента и другие многоуровневые OTA-тесты приложения и загрузчика. Всего это включало 112 тест-кейсов, более 2000 одиночных прогонов, каждый из которых занимал более недели.

 

Помимо обновлений, отладка также была важной ежедневной задачей, необходимой для гарантии работы ПО. Самым запомнившимся эпизодом для Yunfan стала ситуация с ошибкой, внезапно блокировавшей обновление в одной из версий ПО. Хотя это была неактивная «фантомная» ошибка, команда не хотела оставлять ничего на волю случая. Не привыкшие сдаваться, они изучили каждый модуль и техническое руководство и через месяц успешно установили первопричину. После этого команда в течение двух недель провела 60 000 тестов холодного и горячего запуска, а также стендовые проверки обновления, чтобы убедиться, что ошибка устранена на фундаментальном уровне.

 

С момента завершения проекта прошло 12 месяцев, и автомобили XPeng с системой NGP, поддерживаемой Livox HAP, уже можно увидеть на многих городских дорогах — они движутся плавно и безопасно. В то же время мы рады видеть, что стандарты испытаний, установленные Su Wei и её командой год назад, во многом совпадают с международными стандартами LiDAR, которые сейчас внедряются в отрасли. «Дороги создают люди». Именно таков дух команд Livox — вместе с их прагматизмом, увлечённостью и самоотдачей.

 

 
03.

24-часовая поездка за чипом

 

 

Хорошо известно, что обычный цикл поставки чиповых материалов составляет около 8–12 месяцев. Но из-за прошлогодних сбоев в цепочке поставок этот срок увеличился до более чем 18 месяцев. Из-за роста спроса со стороны клиента и требования уложиться в цикл поставки менее пяти месяцев доставка чипов стала для команды крайне критичной и срочной задачей.

 

Рассказывая о своём опыте поиска материалов в тот период, Chen Ke, коллега, отвечавший за цепочку поставок, смог точно назвать даты событий. «На Шанхайском автосалоне 19 апреля мы пригласили старших руководителей более чем 20 поставщиков полупроводников на обсуждение. Мы воспользовались возможностью, чтобы рассказать им о ходе нашего проекта массового производства, последующем плане и отраслевых перспективах продукта, надеясь заручиться поддержкой этих партнёров верхнего уровня цепочки поставок для наших первых LiDAR автомобильного класса. Эта встреча не только дала поставщикам более глубокое понимание нашей работы, но и заложила хорошую основу для последующей бесперебойной поставки проекта». В мае и июне команда закупок быстро согласовала даты поставок с различными поставщиками.

 

Мы не ожидали, что наши планы вскоре собьются. Несмотря на ранний прогноз команды по ситуации в цепочке поставок, дефицит чипов оказался серьёзнее, чем ожидалось. В июне поставщики начали предупреждать нас о потенциальных рисках задержек поставок. Чтобы справиться с новыми рисками и показать доверие к поставщикам, команда закупок мобилизовала все ресурсы и даже организовала трёхстороннюю встречу между Livox, нашим клиентом и поставщиками. Для этого руководитель закупок ежемесячно посещал китайские штаб-квартиры поставщиков, а команда также создала систему регулярной коммуникации со старшим руководством их зарубежных штаб-квартир. После десятков часов встреч через часовые пояса команда закупок наконец смогла вместе с поставщиками выработать решение для удовлетворения самых срочных потребностей.

 

Во время интервью мы спросили менеджера проекта Du Kai о самом запомнившемся событии в процессе поставки. Немного подумав, он сказал: «Это была бы “24-часовая поездка за чипом”».

 

«В конце сентября прошлого года мы уже начали поставки небольшими партиями. В тот момент нам срочно понадобился материал, чтобы производство началось по графику. Мы знали, что наш клиент рассчитывает количество автомобилей к продаже буквально по минутам, поэтому даже минутная задержка могла повлиять на его производственный график. Даже экспресс-доставка не успела бы привезти материалы вовремя. Поэтому мы решили отправить коллег ближайшим рейсом в тот же день к поставщику, забрать материалы с завода и вернуться тем же днём после обеда. Так случилось, что на обратном пути началась буря, и рейс несколько раз задерживали. В итоге они вернулись в Шэньчжэнь в 2:00 ночи следующего дня. В это время мы согласовали с коллегами на складе перестройку плана входящей логистики, чтобы сотрудники могли принять и проверить материалы вне обычного рабочего времени и подготовить их к производству. В итоге LiDAR были отправлены из Шэньчжэня “прямо из печи” на рассвете и прибыли до начала утренней смены клиента на заводе».

 

Чтобы производство клиента могло начаться вовремя, команда закупок постоянно уточняла у поставщиков сроки поставки и одновременно следила, чтобы каждая партия материалов безопасно поступала на склад. Их успех зависел не только от острой чувствительности к рискам цепочки поставок, но и от самоотдачи каждого коллеги на каждом этапе работы. Они уверенно принимали решения при появлении новых переменных и проявляли настойчивость при преодолении препятствий. В итоге они довели проект до успеха благодаря убеждённости и решимости.

 

После того как производство клиента перешло на стандартизированный этап, их команда продаж сказала нам: «Я скучаю по тому времени, когда нам приходилось синхронизировать данные каждые два часа и проверять поступление товаров до раннего утра — по всему этому опыту перехода от в основном ручной пилотной линии к полностью автоматизированной линии массового производства и разработки всевозможных резервных планов».

 

В Livox мы хорошо понимаем, что за успехом каждого проекта стоит согласованная работа всех участников. Мы всегда верили, что то, чтопоставляет Livox, — это больше, чем продукты. Это обещание.С каждой успешной поставкой мы ещё больше укрепляем взаимное доверие с нашими партнёрами.