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目錄
? 造物一線不可或缺的“應(yīng)變計(jì)”
? 用小巧的電子零件測(cè)定“內(nèi)部應(yīng)力”
? 車(chē)輛即將量產(chǎn)？先測(cè)定零件強(qiáng)度
? 兼顧量產(chǎn)零件改良試驗(yàn)和對(duì)新技術(shù)、新原材料的基礎(chǔ)評(píng)價(jià)
? 喜歡交通工具和機(jī)械的少年
現(xiàn)在，以3D打印、AI技術(shù)為代表，數(shù)字化備受矚目。汽車(chē)行業(yè)生產(chǎn)一線卻依舊存在著一些依靠“老手藝”而運(yùn)轉(zhuǎn)的部門(mén)。
ToyotaTimes將聚焦這些用其自身精湛技藝支撐起汽車(chē)行業(yè)的“匠人”們，并開(kāi)啟一個(gè)直指日本制造業(yè)精髓的新特輯“支撐日本汽車(chē)制造業(yè)的匠人們”。
本期ToyotaTimes為您帶來(lái)有著“應(yīng)變計(jì)匠人”之稱(chēng)的岡田卓也特輯前篇，這位年輕人在造車(chē)一線用自己獨(dú)特的know-how進(jìn)行汽車(chē)行駛系統(tǒng)零件強(qiáng)度試驗(yàn)。
第12期 “應(yīng)變計(jì)匠人”：岡田卓也（前篇）
豐田汽車(chē) 生產(chǎn)總部 堤工廠 車(chē)身制造技術(shù)部 沖壓工程維修科 品質(zhì)保證4系 小組組長(zhǎng)
您知道“傳感器”的作用嗎？它可以將物體中的各種變化以電信號(hào)的形式輸出，如今的工業(yè)產(chǎn)品中都配有各類(lèi)超小型傳感器，其中智能手機(jī)擁有的傳感器數(shù)量最多。另外，傳感器本身也是種類(lèi)繁多，有加速度傳感器、陀螺儀傳感器、磁性傳感器、GPS傳感器、環(huán)境光傳感器等等，在這些傳感器中，有很多是由多個(gè)傳感器組合而成的。
上文所述的超小型傳感器直到20世紀(jì)80年代以后才問(wèn)世，而20世紀(jì)60年代時(shí)，在造物研發(fā)和設(shè)備維護(hù)管理的一線會(huì)用到更加基礎(chǔ)一些的傳感器，這種傳感器不會(huì)被嵌入產(chǎn)品中使用。
豐田有一位“應(yīng)變計(jì)匠人”，他能夠自如地運(yùn)用傳感器中最基礎(chǔ)也最傳統(tǒng)的“應(yīng)變傳感器”，也就是一線常說(shuō)的“應(yīng)變計(jì)”。這位匠人就是來(lái)自豐田汽車(chē)生產(chǎn)總部堤工廠車(chē)身制造技術(shù)部沖壓工程維修科品質(zhì)保證4系的小組組長(zhǎng)，岡田卓也。
一聽(tīng)到“應(yīng)變計(jì)”，很多人可能會(huì)聯(lián)想到“尺子”，但岡田使用的既不是尺子，也不是測(cè)量?jī)x器。
應(yīng)變計(jì)種類(lèi)多樣，最基本的類(lèi)型是在樹(shù)脂制的基底上放置金屬箔，并從中伸出2至3根電線（由聚酯或塑料包裹著的導(dǎo)線）。應(yīng)變計(jì)本身的大小在幾毫米到十幾毫米之間，可以用速干膠將樹(shù)脂基底部分緊貼在需要測(cè)定的材料上。
上圖頂端部分為應(yīng)變計(jì)，可將其貼在零件上進(jìn)行測(cè)量。
也可以同時(shí)使用多個(gè)應(yīng)變計(jì)進(jìn)行測(cè)量。
應(yīng)變計(jì)測(cè)量的是什么？答案是物體內(nèi)部產(chǎn)生的“應(yīng)力”*。
當(dāng)物體受到拉扯或壓縮等外力的影響時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生名為“應(yīng)力”的阻力來(lái)與外力抗衡。只要這兩種力保持平衡，物體就不會(huì)損壞。如果外力超過(guò)了內(nèi)部應(yīng)力，物體就會(huì)瞬間被破壞。如果物體有裂開(kāi)或變薄的部分，那應(yīng)力就會(huì)集中到此處，損壞也會(huì)由此開(kāi)始。
通過(guò)電腦顯示器確認(rèn)被測(cè)零件產(chǎn)生的電阻值（應(yīng)力）的變化。
應(yīng)變計(jì)是一種貼在物品上，通過(guò)將應(yīng)力轉(zhuǎn)化為“電阻變化”來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的傳感器。電阻值會(huì)根據(jù)應(yīng)力引起物體形變（形狀、體積等的變化）的多少而發(fā)生變化，最后工作人員通過(guò)分析檢測(cè)和記錄到的電壓變化，就能測(cè)定肉眼不可見(jiàn)的“應(yīng)力”了。
岡田會(huì)用應(yīng)變計(jì)做車(chē)身各部位零件的強(qiáng)度試驗(yàn)，特別是與汽車(chē)安全性息息相關(guān)的車(chē)架、車(chē)身和底盤(pán)（汽車(chē)行駛系統(tǒng)）零件的強(qiáng)度試驗(yàn)。在強(qiáng)度試驗(yàn)中，岡田需要活用應(yīng)變計(jì)來(lái)測(cè)量和分析零件能承受多大的力。
“車(chē)身骨架主要由經(jīng)沖壓加工制成的約1000個(gè)金屬零件焊接而成，如果強(qiáng)度不合格，就容易發(fā)生金屬損壞，導(dǎo)致車(chē)輛無(wú)法正常行駛，甚至招致事故。在發(fā)生碰撞時(shí)，汽車(chē)行駛系統(tǒng)等零件的強(qiáng)度很大程度上影響了車(chē)輛對(duì)乘客的保護(hù)能力和其本身的操縱穩(wěn)定性。我們知道，汽車(chē)的使用年限一般在10年以上，很多時(shí)候行駛里程能達(dá)到幾十萬(wàn)公里，因此零件的強(qiáng)度試驗(yàn)必不可少?！?/p>
岡田的主要工作是在量產(chǎn)階段測(cè)定汽車(chē)行駛系統(tǒng)零件的強(qiáng)度。
這些零件在汽車(chē)的設(shè)計(jì)和研發(fā)階段就已經(jīng)經(jīng)過(guò)了充分的強(qiáng)度計(jì)算，另外設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)部門(mén)會(huì)在研發(fā)時(shí)反復(fù)進(jìn)行針對(duì)底盤(pán)的強(qiáng)度試驗(yàn)。當(dāng)然，在制造零件的過(guò)程中，工作人員也會(huì)進(jìn)行細(xì)致的檢查，以避免裂縫或劃痕導(dǎo)致加工不良。
但是，由于試制階段和量產(chǎn)階段的零件構(gòu)造和制作方法不同，零件的強(qiáng)度也會(huì)發(fā)生變化。因此從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，岡田所屬的車(chē)身制造技術(shù)部會(huì)在生產(chǎn)準(zhǔn)備階段對(duì)即將量產(chǎn)的汽車(chē)零件進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)。
以現(xiàn)在的結(jié)構(gòu)和制造方法是否能確保必要的強(qiáng)度？如果強(qiáng)度不夠的話(huà)，應(yīng)如何改？面對(duì)這些問(wèn)題，岡田會(huì)運(yùn)用自己掌握的獨(dú)特的應(yīng)變計(jì)know-how，提出強(qiáng)度試驗(yàn)和量產(chǎn)零件中所需的條件。
“我們做的強(qiáng)度試驗(yàn)既是對(duì)量產(chǎn)零件的評(píng)價(jià)，也是對(duì)客戶(hù)愛(ài)車(chē)零件的評(píng)價(jià)。這輛車(chē)能否長(zhǎng)久地為客戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)？我們會(huì)通過(guò)測(cè)試車(chē)輛所用零件的強(qiáng)度來(lái)給出這個(gè)問(wèn)題的答案?！?
此外，制造技術(shù)部為了能以更實(shí)惠的價(jià)格為客戶(hù)提供車(chē)輛，會(huì)在“探尋零件強(qiáng)度的最優(yōu)解”時(shí)運(yùn)用上述強(qiáng)度試驗(yàn)的結(jié)果。例如對(duì)沖壓零件的材料來(lái)說(shuō)，如果使用的鋼板超過(guò)必要厚度，就會(huì)導(dǎo)致車(chē)身重量增加，多出來(lái)的重量很有可能會(huì)給其他零件帶來(lái)負(fù)面影響。即是說(shuō)，在相同功能和強(qiáng)度的前提下，零件越輕越好。但是需要注意材料的選取，有的材料越薄越硬，選這種材料的話(huà)斷裂的風(fēng)險(xiǎn)就更大了。
接下來(lái)，改良后的問(wèn)題是：經(jīng)過(guò)改良的新零件是否具備了足夠的強(qiáng)度？為了驗(yàn)證這一點(diǎn)，岡田等人必須進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)。
另外，岡田的工作還包括在零件成型之前做“基礎(chǔ)評(píng)價(jià)”試驗(yàn)，具體來(lái)說(shuō)就是分析新的制作方法、新的原材料的強(qiáng)度和特性，他們得到的數(shù)據(jù)也將用于今后零件的研發(fā)和設(shè)計(jì)工作。
在做成零件之前的金屬上安裝應(yīng)變計(jì)來(lái)進(jìn)行基礎(chǔ)評(píng)價(jià)。
“在進(jìn)行基礎(chǔ)評(píng)價(jià)的時(shí)候，必須充分理解其制造方法和原材料、明確試驗(yàn)?zāi)康摹⒚鞔_要在什么條件下測(cè)定什么，以及如何測(cè)定。如果制造方法和原材料發(fā)生變化，就得重新考慮試驗(yàn)采用的方法。”
岡田非常重視測(cè)定數(shù)值的正確性和評(píng)價(jià)的正當(dāng)性，并且對(duì)此有著嚴(yán)格要求，他表示：
“只有用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行試驗(yàn)并將結(jié)果數(shù)值化，才能得出正確的評(píng)價(jià)。假如試驗(yàn)方法中存在疑問(wèn)點(diǎn)還不去解決，那就很可能會(huì)招致錯(cuò)誤的評(píng)價(jià)。如果測(cè)試人員對(duì)某方面不明白，那就應(yīng)該老老實(shí)實(shí)回答不知道，也好過(guò)悶頭亂做?！?
或許您會(huì)好奇，在成長(zhǎng)為測(cè)定達(dá)人前，岡田卓也過(guò)著什么樣的生活呢？岡田出生于大阪府池田市，其父經(jīng)營(yíng)涂裝業(yè)，受此影響，他從小就非常喜歡工作用車(chē)。
岡田家里有工作用的小型貨車(chē)、父親的中型轎車(chē)、母親的小型車(chē)和姐姐的小型摩托車(chē)等等，他每天都能看到汽車(chē)和摩托車(chē)的身影，在老家的倉(cāng)庫(kù)里還堆滿(mǎn)了其父所用的各種機(jī)械。
“我小時(shí)候很喜歡把機(jī)器拆開(kāi)，觀察里面的構(gòu)造。大概到我小學(xué)1年級(jí)的時(shí)候，家里有一臺(tái)電視沒(méi)有天線，我把天線端口附近的電線一連上，電視就顯示畫(huà)面了，這或許就是我第一次成功與電打交道，也為我之后從事現(xiàn)在的工作埋下了伏筆。”
后來(lái)，岡田進(jìn)入工業(yè)高中的電氣科，并覺(jué)得研究電路趣味無(wú)窮，“應(yīng)變計(jì)匠人”之路就始于此處。不過(guò)他還是希望畢業(yè)后入職兒時(shí)喜愛(ài)的工作用車(chē)廠商。
“學(xué)校給我推薦的工作單位要么是電力公司要么是汽車(chē)公司，但我更喜歡摩托車(chē)，所以就職的第一志愿填了摩托車(chē)廠商?！?
岡田進(jìn)入豐田汽車(chē)公司后，被分配到負(fù)責(zé)測(cè)試汽車(chē)行駛系統(tǒng)強(qiáng)度的部門(mén)，也就是現(xiàn)在的車(chē)身制造技術(shù)部。起初岡田覺(jué)得自己所處的職場(chǎng)很無(wú)聊，因?yàn)樗睦镏幌霃氖略燔?chē)工作，但是在工作的過(guò)程中，當(dāng)時(shí)的前輩為他講述了汽車(chē)行駛系統(tǒng)的重要性和工作的樂(lè)趣，他這才發(fā)現(xiàn)工作中完全可以活用高中電氣科里學(xué)到的東西。
“在進(jìn)入公司工作之前，我總想著‘只差1mm的話(huà)無(wú)所謂’，但是汽車(chē)制造的精度精確到了0.001mm，是以微米（μm）為單位的。我記得前輩訓(xùn)斥過(guò)我說(shuō)：‘不要想當(dāng)然地用自己的目光衡量事物，你可沒(méi)資格說(shuō)什么差1mm無(wú)所謂！你這種態(tài)度和想法是沒(méi)法做好工作的，趕緊改掉’，聽(tīng)完后我受益匪淺?！?
就這樣，“應(yīng)變計(jì)匠人”岡田誕生了，他堅(jiān)持用應(yīng)變計(jì)嚴(yán)格且精確地測(cè)量數(shù)值。
后篇將為您詳細(xì)介紹岡田的職場(chǎng)、工作以及匠人的技藝，敬請(qǐng)期待。
