Polnili bomo kar med vožnjo po avtocesti

Ali bi vlak ostal nepoškodovan, če bi se zaletel v betonski zid s hitrostjo 40 kilometrov na uro? Ali je človek v avtomobilu zares varen, medtem ko baterijo svojega električnega avtomobila polni kar med počasno vožnjo skozi magnetno polje (polnilnico) na odstavnem pasu avtoceste? Ali bo oranžna luč na semaforju zagotovo ostala takšne barve ne glede na vremenske razmere ali bo postala nevarno rdeča?

Na takšna in podobna vprašanja odgovarjajo inženirji na Slovenskem institutu za kakovost in meroslovje (SIQ Ljubljana), kjer vsako leto preverjajo ustreznost in izpolnjevanje zahtev standardov za 400 do 500 izdelkov s področja avtomobilske industrije. »Skorajda ni blagovne znamke avtomobila, pri kateri naši strokovnjaki ne bi preizkušali vsaj enega dela,« je povedal Gregor Schoss, direktor področja varnosti in elektromagnetike v SIQ Ljubljana.
 

Mobilnost je eno od področij, ki jih nove smernice najbolj postavljajo na glavo, z vidika prevoznih sredstev, okolja in elektrifikacije. Katere bi poudarili in kako se jim prilagajate?

S tem smo se začeli ukvarjati že razmeroma zgodaj, ko so se začela pojavljati kombinirana vozila in tudi prva električna vozila, to je že pred približno desetimi leti. Spremembe so velike. Električne komponente so bile včasih podporni deli v vozilih, elektrika je napajala elektroniko na nizki napetosti 12 voltov, pri tovornjakih 24 voltov, zdaj pa napetost presega tudi 48 voltov.

Predvsem pa električne komponente niso samo podpora v vozilih, ampak jih poganjajo. Napetosti in moči so veliko večje, lahko tudi 1200 voltov, in ko govorimo o varnosti, se tu vse spremeni. Z vgrajenimi baterijami se povečujejo verjetnost za nevarnost in tudi možne razsežnosti škode.



Velike so tudi spremembe za uporabnika – gumbi in stikala gredo v pozabo, vozila upravljamo večinoma prek zaslona. Če smo včasih takoj poznali vse funkcije, ki jih je imela oprema v avtu, danes po nekaterih analizah ne poznamo niti polovice, odkrivamo jih lahko tudi še desetletje od nakupa. Mislim, da je tudi z varnostnega vidika to težava, ker stvari, ki jih omogoča avto, ne znamo pravilno uporabljati.

Potem je tu še polnjenje. Ročke za polnjenje goriva so enotne, električnih polnilnih postaj pa je več vrst, vsak proizvajalec ima svoj vtič, tako da ni uniformnosti. Poznamo vsaj tri različne načine polnjenja, za kar potrebujemo tri vrste polnilnic, in vemo, da še niso tako gosto postavljene, kot bi si uporabniki želeli. Vprašanje je tudi trajanje polnjenja.
 

Kako se ti trendi kažejo pri vašem delu?

Včasih smo večinoma preizkušali predvsem izdelke, sestavljene iz elektromehanskih komponent, danes pa je elektronika pomemben del izdelka, v ozadju katere je seveda programska oprema. Preverjamo odpornost vseh elektronskih komponent, kako vplivajo druga na drugo, da to ne povzroča nevarnosti.



Komponente se med seboj tudi sporazumevajo po brezžični povezavi Wi-Fi ali bluetooth, kar omogoča zlorabe, neželene vpade in celo možnost upravljanja delov vozila. Zato preizkušamo tudi kibernetsko varnost in internet stvari (IoT). Med našimi zaposlenimi je še vedno največ diplomantov elektrotehnike, čedalje več pa je tudi računalniških inženirjev, programerjev in matematikov.



S tem področjem se ukvarja približno deset sodelavcev, skupaj z njimi smo kos tudi najkompleksnejšim preizkusom. Proizvajalec blagovne znamke vozila določa zahteve in standarde za preizkušanje posamezne komponente, in tudi če se enaka komponenta vgrajuje v vozila več blagovnih znamk, jo je treba preizkušati za vsako blagovno znamko proizvajalca vozil posebej.
 

Ste se zaradi tega v SIQ Ljubljana odločili za specializacijo – morda za določene komponente, proizvajalca?

Avtomobilov v celoti ne moremo preizkušati, ker nimamo zmogljivosti. Za to bi potrebovali primerno veliko elektromagnetno neodbojno komoro. Te si želimo, saj bi tako lahko omogočili lažji razvoj in bližje opravljanje preizkusov slovenskemu gospodarstvu, povezanemu z avtomobilsko industrijo.



V naši okolici takih komor ni, če želijo naši proizvajalci v njih opraviti preizkušanja, morajo v Nemčijo. Zdaj preizkušamo vpliv nekega izdelka na vsako komponento, ki je v interakciji z njo, posebej. To je dolgotrajno. Če bi imeli zadosti veliko elektromagnetno neodbojno komoro, pa bi avto zapeljali vanjo in hkrati celovito preverili vplive. Naložba vanjo je tako velika, da je sami ne moremo pokriti, morda nam bo to uspelo s pomočjo partnerjev.
 

Kriza zaradio koronavirusa je močno posegla v avtomobilsko industrijo. Kako se to kaže pri vas?

Tudi tej panogi SIQ Ljubljana ponuja različne storitve. Med njimi je bil najbolj prizadet segment izobraževanja. Ko so bila podjetja zaprta in je tudi avtomobilska industrija zastala, smo pripravili zanimive programe za izobraževanja po spletu. En del jih zdaj izvajamo na daljavo, stranke se postopoma vračajo tudi v predavalnice.

Kriza je tudi priložnost: ko programov ne moreš izvajati v živo, preveriš, kako to lahko izpelješ drugače. S tem ko jih izvajamo na daljavo, se je odprla možnost sodelovanja tudi z drugimi ponudniki, storitve lahko tržimo tudi v tujini, praktično komurkoli.

Izziv e-izobraževanj je udeležence zadržati dalj časa pred zaslonom. Zato pazimo, da so bolj zgoščena in krajša, z dovolj odmori, ter da so interaktivna, tako tudi preverjamo pozornost.
 

Glede na to, kar vidimo v vaših laboratorijih, s čim vse se ukvarjate, vam inovativnosti pri tem verjetno ne manjka. Kaj pritegne inženirje, da sedijo?

Za mlajše inženirje smo razvili poseben sistem izobraževanja po spletu. Za popestritev dodajamo nekajminutne interaktivne igrice, ki so vedno povezane z vsebino izobraževanja. Uporabljamo tudi 3D-očala za virtualno resničnost in velike zaobljene zaslone, tako se udeleženec počuti, kot da je v drugem svetu, kar je zagotovo bolj zanimivo kot klasično predavanje pred tablo.
 

Vrniva se k posledicam pandemije. Imate manj dela pri preizkušanjih?

Zdaj še ne, verjetno se bo vse skupaj pokazalo prihodnje leto, ko bomo končali preizkušanja izdelkov iz razvojnih ciklov, ki se končujejo. Novih je manj, kot jih je bilo v preteklosti. Poskušamo biti čim bolj prilagodljivi. Če je treba, delamo tudi v več izmenah. Ravno zdaj imamo tak primer, da bomo projekt preizkušanja pravočasno končali, delamo tudi med konci tedna z več izvajalci. Tako bomo čas preizkušanja z dveh mesecev skrajšali na enajst delovnih dni.
 

Je to posledica zastoja v spomladanskih mesecih?

To je tipičen primer, ko se pokaže prilagodljivost, ki jo ponuja slovenski trg. Glede tega je treba pohvaliti proizvajalce v avtomobilski industriji. Zakaj gre? Če ima podjetje v razvojnem ciklu izdelka težave in nastane napaka, ki jo odkrijemo pri preizkušanju, se lahko zgodi, da mora izdelek v ponovni razvoj, pri ponovnem preizkušanju pa so merila še strožja.



Če postopki trajajo dlje, kot je bilo načrtovano, morda v tem času vgradijo v avto še kakšno napravo in ponovno je treba delati teste, saj to vse spremeni. Zato smo tudi mi prilagodljivi, saj je datum lansiranja produkta fiksen, ne glede na to, kaj se dogaja v razvoju. Vsi se trudimo, da je res tako.
 

Omenili ste že pomen kibernetske varnosti. Lahko poveste kakšne zanimivosti s tega področja?

Pred mesecem dni smo končali projekt, v okviru katerega smo pripravili protokol preizkušanja proizvodov s stališča kibernetske varnosti za enega od proizvajalcev prestižnih avtomobilov. Kot je običajno v panogi, je moral rešitev verificirati še proizvajalec vozila. Ta ugledna družba, ki zaposluje nekajkrat toliko inženirjev kot SIQ Ljubljana, ni imela pripomb, in to je velika potrditev za nas.

Žal še nismo dobili večjega projekta preizkušanja za avtonomna ali polavtonomna vozila. Vedeti je treba, da večina razvoja v Evropi poteka v matičnih tovarnah v treh mestih v Italiji in Nemčiji. Gre za najnovejše tehnologije, ki jih družbe zadržujejo zase, dokler se ne začnejo množično uporabljati in se razvoj preseli k proizvajalcem. Takrat se zelo hitro vključimo tudi mi, podobne dobre izkušnje že imamo pri svetilih.



Sicer pa nove tehnologije, ki se zelo hitro razvijajo, prinašajo marsikateri izziv. Zanimiv primer so polnilne postaje. Zdaj se preizkušajo polnilna mesta na avtocestah, kjer je baterijo mogoče napolniti, ne da bi se ustavili: voznik zapelje na odstavni pas in se počasi pelje skozi magnetno polje in se nato vrne na vozni pas. Vprašanje je, kako zagotoviti varnost ljudi v avtomobilu, da jih magnetno polje ne prizadene preveč.

Težava »stare« tehnologije je, kako zagotoviti obljubljeni čas polnjenja. Če se namreč na isto polnilnico priklopi še nekdo, se čas podvoji. Dokler ne bosta rešena težava polnjenja in doseg, ne bo hitrega razvoja v tej industriji. Za infrastrukturo, ki bo to podpirala, pa so potrebna ogromna vlaganja.
 

Kako pomembna pa je avtomobilska industrija za SIQ Ljubljana?

S tem ustvarimo približno 15 odstotkov prometa. Vsako leto preizkušamo približno 500 komponent, in to za večino avtomobilskih proizvajalcev. Trenutno največji del, med 70 in 80 odstotki, obsegajo luči, preizkušamo jih za vse blagovne znamke. V SIQ smo razvili protokol za preizkušanje luči, ki omogoča analiziranje spektra luči prek kamer, proizvajalec je bil tako navdušen, da ga je uporabil tudi sam. Za nas je to zagotovilo, da vse razvojne projekte za proizvajalca preizkušamo mi.



SIQ je tudi eden redkih ponudnikov v Evropi, ki preizkuša polnilne postaje, vse do priključne moči 200 kW, kar je res veliko. V prihodnosti pričakujemo, da bo čedalje večji delež odpadel na testiranje programske opreme in kibernetske varnosti, to področje se bo najbolj razvilo.
 

Sicer pa preizkušate, kalibrirate, certificirate celo paleto produktov v panogi. Na katera področja vse segate?

Pokrivamo vse klasične komponente, ki se lahko priključijo na nizko napetost. To so servovolan, naprave, ki omogočajo brezžično povezavo (trackerji), notranje in zunanje luči vseh vrst, smerni kazalci, priključki za radio, nadzorne plošče, LCD-zasloni, če jih naštejem le nekaj. Druga skupina komponent je vezana na motor: preizkušamo vse, kar je povezano z vžigom.



Opravljamo tudi funkcionalne preizkuse glede na zahteve proizvajalcev vozil, preden vgradijo neko napravo drugega proizvajalca. Primer je naprava, ki omogoča brezžično povezavo v vozilu (tracker) – preverimo, ali deluje po vseh specifikacijah, kot je navedel proizvajalec.

Dokler je to enosmerna komunikacija (želite spremljati, kje je vaš avto, kako se vozi ...), je testiranje relativno preprosto, ko pa s trackerjem avto imobilizirate, si verjetno ne želite, da to naredi nekdo namenoma ali pa nenamenoma med vožnjo. Tudi če vam nekdo ukrade avto, vi te tipke ne smete sprožiti med vožnjo in s tem povzročiti nesreče. V vsakem primeru je treba po vgraditvi za avto ponovno pridobiti homologacijo.

Preizkušamo tudi osnovne stvari, ali komponenta pravilno deluje pri izrednih temperaturnih razmerah, njihovo življenjsko dobo, v kakšnih frekvenčnih območjih seva, ali je povezljiva. Najbolj klasični testi so okoljski, pri katerih preverjamo transportne razmere, odziv na vibracije, šoke, kot so trki. Elektronika zategovanja pasu mora delovati, če pride do trka.

Za testiranje tega imamo posebne stroje za udarce, tako da lahko sprožamo pospeške tudi do 200-kratnika gravitacijskega pospeška g (največji pospešek, ki ga lahko preživi človek v vojaških letalih, je od sedem do devet g).