歡迎您的參與
您已提交成功！
目錄
? 造物一線不可或缺的“應(yīng)變計”
? 用小巧的電子零件測定“內(nèi)部應(yīng)力”
? 車輛即將量產(chǎn)？先測定零件強(qiáng)度
? 兼顧量產(chǎn)零件改良試驗和對新技術(shù)、新原材料的基礎(chǔ)評價
? 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。汽車行業(yè)生產(chǎn)一線卻依舊存在著一些依靠“老手藝”而運轉(zhuǎn)的部門。
ToyotaTimes將聚焦這些用其自身精湛技藝支撐起汽車行業(yè)的“匠人”們，并開啟一個直指日本制造業(yè)精髓的新特輯“支撐日本汽車制造業(yè)的匠人們”。
本期ToyotaTimes為您帶來有著“應(yīng)變計匠人”之稱的岡田卓也特輯前篇，這位年輕人在造車一線用自己獨特的know-how進(jìn)行汽車行駛系統(tǒng)零件強(qiáng)度試驗。
第12期 “應(yīng)變計匠人”：岡田卓也（前篇）
豐田汽車 生產(chǎn)總部 堤工廠 車身制造技術(shù)部 沖壓工程維修科 品質(zhì)保證4系 小組組長
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的形式輸出，如今的工業(yè)產(chǎn)品中都配有各類超小型傳感器，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年代以后才問世，而20世紀(jì)60年代時，在造物研發(fā)和設(shè)備維護(hù)管理的一線會用到更加基礎(chǔ)一些的傳感器，這種傳感器不會被嵌入產(chǎn)品中使用。
豐田有一位“應(yīng)變計匠人”，他能夠自如地運用傳感器中最基礎(chǔ)也最傳統(tǒng)的“應(yīng)變傳感器”，也就是一線常說的“應(yīng)變計”。這位匠人就是來自豐田汽車生產(chǎn)總部堤工廠車身制造技術(shù)部沖壓工程維修科品質(zhì)保證4系的小組組長，岡田卓也。
一聽到“應(yīng)變計”，很多人可能會聯(lián)想到“尺子”，但岡田使用的既不是尺子，也不是測量儀器。
應(yīng)變計種類多樣，最基本的類型是在樹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)變計本身的大小在幾毫米到十幾毫米之間，可以用速干膠將樹脂基底部分緊貼在需要測定的材料上。
上圖頂端部分為應(yīng)變計，可將其貼在零件上進(jìn)行測量。
也可以同時使用多個應(yīng)變計進(jìn)行測量。
應(yīng)變計測量的是什么？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，內(nèi)部會產(chǎn)生名為“應(yīng)力”的阻力來與外力抗衡。只要這兩種力保持平衡，物體就不會損壞。如果外力超過了內(nèi)部應(yīng)力，物體就會瞬間被破壞。如果物體有裂開或變薄的部分，那應(yīng)力就會集中到此處，損壞也會由此開始。
通過電腦顯示器確認(rèn)被測零件產(chǎn)生的電阻值（應(yīng)力）的變化。
應(yīng)變計是一種貼在物品上，通過將應(yīng)力轉(zhuǎn)化為“電阻變化”來進(jìn)行檢測的傳感器。電阻值會根據(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，最后工作人員通過分析檢測和記錄到的電壓變化，就能測定肉眼不可見的“應(yīng)力”了。
岡田會用應(yīng)變計做車身各部位零件的強(qiáng)度試驗，特別是與汽車安全性息息相關(guān)的車架、車身和底盤（汽車行駛系統(tǒng)）零件的強(qiáng)度試驗。在強(qiáng)度試驗中，岡田需要活用應(yīng)變計來測量和分析零件能承受多大的力。
“車身骨架主要由經(jīng)沖壓加工制成的約1000個金屬零件焊接而成，如果強(qiáng)度不合格，就容易發(fā)生金屬損壞，導(dǎo)致車輛無法正常行駛，甚至招致事故。在發(fā)生碰撞時，汽車行駛系統(tǒng)等零件的強(qiáng)度很大程度上影響了車輛對乘客的保護(hù)能力和其本身的操縱穩(wěn)定性。我們知道，汽車的使用年限一般在10年以上，很多時候行駛里程能達(dá)到幾十萬公里，因此零件的強(qiáng)度試驗必不可少。”
岡田的主要工作是在量產(chǎn)階段測定汽車行駛系統(tǒng)零件的強(qiáng)度。
這些零件在汽車的設(shè)計和研發(fā)階段就已經(jīng)經(jīng)過了充分的強(qiáng)度計算，另外設(shè)計與實驗部門會在研發(fā)時反復(fù)進(jìn)行針對底盤的強(qiáng)度試驗。當(dāng)然，在制造零件的過程中，工作人員也會進(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)度也會發(fā)生變化。因此從20世紀(jì)90年代開始，岡田所屬的車身制造技術(shù)部會在生產(chǎn)準(zhǔn)備階段對即將量產(chǎn)的汽車零件進(jìn)行強(qiáng)度試驗。
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，應(yīng)如何改？面對這些問題，岡田會運用自己掌握的獨特的應(yīng)變計know-how，提出強(qiáng)度試驗和量產(chǎn)零件中所需的條件。
“我們做的強(qiáng)度試驗既是對量產(chǎn)零件的評價，也是對客戶愛車零件的評價。這輛車能否長久地為客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)？我們會通過測試車輛所用零件的強(qiáng)度來給出這個問題的答案?！?
此外，制造技術(shù)部為了能以更實惠的價格為客戶提供車輛，會在“探尋零件強(qiáng)度的最優(yōu)解”時運用上述強(qiáng)度試驗的結(jié)果。例如對沖壓零件的材料來說，如果使用的鋼板超過必要厚度，就會導(dǎo)致車身重量增加，多出來的重量很有可能會給其他零件帶來負(fù)面影響。即是說，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，選這種材料的話斷裂的風(fēng)險就更大了。
接下來，改良后的問題是：經(jīng)過改良的新零件是否具備了足夠的強(qiáng)度？為了驗證這一點，岡田等人必須進(jìn)行強(qiáng)度試驗。
另外，岡田的工作還包括在零件成型之前做“基礎(chǔ)評價”試驗，具體來說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)計工作。
在做成零件之前的金屬上安裝應(yīng)變計來進(jìn)行基礎(chǔ)評價。
“在進(jìn)行基礎(chǔ)評價的時候，必須充分理解其制造方法和原材料、明確試驗?zāi)康?、明確要在什么條件下測定什么，以及如何測定。如果制造方法和原材料發(fā)生變化，就得重新考慮試驗采用的方法?！?
岡田非常重視測定數(shù)值的正確性和評價的正當(dāng)性，并且對此有著嚴(yán)格要求，他表示：
“只有用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行試驗并將結(jié)果數(shù)值化，才能得出正確的評價。假如試驗方法中存在疑問點還不去解決，那就很可能會招致錯誤的評價。如果測試人員對某方面不明白，那就應(yīng)該老老實實回答不知道，也好過悶頭亂做?！?
或許您會好奇，在成長為測定達(dá)人前，岡田卓也過著什么樣的生活呢？岡田出生于大阪府池田市，其父經(jīng)營涂裝業(yè)，受此影響，他從小就非常喜歡工作用車。
岡田家里有工作用的小型貨車、父親的中型轎車、母親的小型車和姐姐的小型摩托車等等，他每天都能看到汽車和摩托車的身影，在老家的倉庫里還堆滿了其父所用的各種機(jī)械。
“我小時候很喜歡把機(jī)器拆開，觀察里面的構(gòu)造。大概到我小學(xué)1年級的時候，家里有一臺電視沒有天線，我把天線端口附近的電線一連上，電視就顯示畫面了，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，岡田進(jìn)入工業(yè)高中的電氣科，并覺得研究電路趣味無窮，“應(yīng)變計匠人”之路就始于此處。不過他還是希望畢業(yè)后入職兒時喜愛的工作用車廠商。
“學(xué)校給我推薦的工作單位要么是電力公司要么是汽車公司，但我更喜歡摩托車，所以就職的第一志愿填了摩托車廠商?！?
岡田進(jìn)入豐田汽車公司后，被分配到負(fù)責(zé)測試汽車行駛系統(tǒng)強(qiáng)度的部門，也就是現(xiàn)在的車身制造技術(shù)部。起初岡田覺得自己所處的職場很無聊，因為他心里只想從事造車工作，但是在工作的過程中，當(dāng)時的前輩為他講述了汽車行駛系統(tǒng)的重要性和工作的樂趣，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的話無所謂’，但是汽車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)斥過我說：‘不要想當(dāng)然地用自己的目光衡量事物，你可沒資格說什么差1mm無所謂！你這種態(tài)度和想法是沒法做好工作的，趕緊改掉’，聽完后我受益匪淺?！?
就這樣，“應(yīng)變計匠人”岡田誕生了，他堅持用應(yīng)變計嚴(yán)格且精確地測量數(shù)值。
后篇將為您詳細(xì)介紹岡田的職場、工作以及匠人的技藝，敬請期待。
請說說您的看法：
