半导体技术决定了灯厂的发展
[汽车之家 技术·设计] 从文德恩到哈肯贝格，皮耶西还是更信任让一个技术出身的工程师来带领奥迪品牌，要不是柴油门事件，奥迪在研发投入这件事上根本不会理睬一个财务出身的CEO怎么看。至于电动化和数字化，在悬架优化和动力匹配面前更是很难被拿上台面，但现在我们知道那是眼下被大家公认的未来，不过，很早的时候，当这些在奥迪内部被提出来时，那些干了一辈子工程的决策者选择视而不见，现在好了，伴随着来自市场的挑战，奥迪的重心在发生着微妙的变化，如果不是这样，他们也不可能用这些内容做了今年全球范围内的科技日，往年，这可是产品的炫技时间。
不过有意思的是，就算是以数字化为核心来展示研发成果，德国人还是透露出了那股工程文化特有的耿直劲，凡是都要和品质、验证挂钩，在他们眼里，为客户提供好的产品体验之前，一定要确保拿出的产品是一辆好车，这与部分美国汽车公司或者国内的新造车公司有着截然不同的品牌理念。
这次被推出来的并不是带有前瞻性的研发部门，而是在奥迪公司质保部旗下所涉及的工作进行展示，例如如何高效的确保整车开发及制造工艺？如何提高故障的诊断效率？如何提升新技术的耐用性及验证方法等等。除了在工厂进行推广的工作方法外，有些新成果未来还将向奥迪4S店进行推广。
● 半导体技术才是灯厂的根基
半导体被认知的程度远不及LED，但实际上，可以把LED灯简单的理解为通电发光的半导体，对于车灯而言，LED在大灯范畴的应用已成为趋势，无论是光源的控制技术还是由此为造型设计带来的更大空间，马瑞利都为奥迪设计师提供了最大程度的支持，可以说，奥迪的灯具设计师有着其他厂商无可比拟的自由度。
马瑞利是奥迪车灯的供应商，但在它的上游同样需要供应链的支持，其中，半导体就是最基础的零件，英飞凌、博世不仅为奥迪，这两家公司在整个汽车产业链的半导体供应和研发方面都有着重要的地位，在第五代奥迪A8车型中，你就能很直观的看到半导体技术魅力的所在。
奥迪A8的尾灯从设计的角度来说选择了向趋势无限接近，这样的趋势实际上更像是流行的一种轮回，上世纪80年代曾经短暂出现的概念因技术和成本的问题没能将其延续下来，现在依靠OLED（你可以把它理解为材料上的不同）技术，大众集团旗下品牌开始有选择的使用贯穿式尾灯的设计，为了复现这个曾经的遗憾，奥迪工程师建立的OLED质量检测标准在大众集团内部得到推广，这样，包括保时捷在内的品牌都能够以此为依据把控自己的车灯品质。
● 经改造的OLED尾灯
说到OLED的应用，现在最为广泛的要数智能手环，他们的触控显示屏就是OLED类型，由于所采用的半导体耐用性一般，有些智能手环在使用2年后其屏幕就会出现老化迹象即屏幕变暗。第一代OLED车灯样件确实也存在这样的问题，这种现象如果出现在汽车上，显然，任何人都无法接受。人们还是希望一切都是以保证耐用性为前提，在奥迪的质量标准中将其寿命设定为15年，要知道一个普通的钨丝灯泡的累计寿命也才不过几千小时。
● 续航500km的纯电动SUV
质保部门下属的电子研发团队并不是新技术的推动者，而是捍卫者。除了用于LED灯外，全车8000个左右的半导体元件大部分分布于控制器之中，奥迪A8全车有超过100个控制器，他们被20套CANBUS总线系统连接。质保部们的电子研发团队所做的工作就是确保每一个半导体元件都能有着可靠的稳定性。
半导体是通过焊接的方式镶嵌在电路板上进而组成一个控制器，根据控制器的不同功能，电路板要承受不同程度的负载，特别是对于电动车来说，现在的奥迪Q7和A8混动版车型的动力电池电压为450V，到了2018年，奥迪会推出一辆续航里程达到500km的纯电动车型。除了电池的能量密度是关键因素外，电压会被提升至500V，这是一个新的电动车平台，更高的电压对于电能的传输效率以及电机的能量密度都有着直接的提升，电缆也会因高电压而减小线束的直径，从而实现轻量化，在这样的技术优势面前，工程师关注的焦点同样在半导体身上，高达500V的电压会让半导体面临着巨大的压力，最薄弱的地方就存在被大电流烧蚀甚至熔断的可能，焊点和如头发丝般直径的连接铁丝都可能存在一些问题。
经过一系列复杂工况的测试之后，工程师会通过高倍数显微镜、X光机，来观察连接半导体的焊点以及连接铁丝，如果焊点内部出现了气孔或者连接铁丝出现了烧蚀情况，这都会造成控制器或者电能系统中DC/AC转化器的故障。必要的时候还会动用粒子切割设备来对有需要的部位进行横截面的切割或者分层切割，进而从材料本身找出解决问题的突破点。
● 燃料电池研发进度仍处保密状态
汽车的电气化发展是半导体技术进化的源动力，从另一个角度来看，无论是电动化，还是智能化技术，要在量产可行性方面获得实质性发展，也要依赖半导体技术，双方进始终保持着相辅相成、携手共进的关系。半导体技术的更迭技术越来越快，体积越做越小，最新的半导体可以将体积做到纳米级，德国工程师找了一个能帮我理解的参照物，HIV病毒的直径是100纳米，最小的半导体可以把直径控制在10纳米！
检测技术的演变提升了开发效率
● 经历了从“远古到近代”的车身质量检测方法
几乎所有研发验证技术的改进都在围绕着快速和准确性进行，在位于德国英格尔施塔特的奥迪总部，质量保障部门展示了他们在内外饰装配环节如何控制精度的检测方法，你在了解之后就会感叹，这简直就是从远古到现代的一种演变。
过往我们走访的工厂里也会介绍车身三坐标测量技术，它主要应用于焊装车间的检测环节，我们都知道，车辆在开发时会形成一个标准的车身三维数据，但在实际生产过程中，可能会因为焊接导致结构变形或者工装卡具使用不正确等情况，任何一个偏差都会使车身最终的三维数据出现问题。
这种问题一般都是存在于同一批次之中，所以，为了把控每一个生产批次的质量，质量把控部门都会定期进行线上抽检，把白车身送到一个恒温恒湿的测量室内，带有探针的三坐标测量台架会对白车身进行数千个点的识别，以点形成面，实际测量的三维数据和标准数据对比就能发现问题。通常情况下，完整的检测一个白车身要花费48个小时的时间。
上面说的是生产中对车身测量技术的应用，如果这样的工作在车型开发时就展开会有着什么样的效果呢？
● 新的检测技术可以更早的介入车辆开发阶段
我们都知道，一辆汽车的开发和生产并不是奥迪或者大众自己事，需要在一整套供应链体系的支撑下才能完成，汽车厂商提出对产品的技术需求，供应商根据这些技术标准来提供自己的零部件产品，但什么样的标准才是最平衡的呢？或者说能够得到快速验证的呢？
在两年前，工程师只能依靠传统的三坐标设备，每次验证都要花费2天的时间，所以，发现问题的“反射弧“就比较长，时间成本高和被忽略的潜在问题都会影响产品的品质。就在2015年的时候，奥迪质保部采用了新的检测设备。
这套检测设备从检测原理上优化了检测精度和检测速度的问题，原先的点测量变成了用3D摄像机识别一个形面，以面为单位能够覆盖整个车身2000万个点的测量，检测方法的改变让检测精准度上升了一个数量级，与此同时，完成一个车身的测量由原先的48小时缩短为4个小时。
与此同时，通过物联网还可以将这些测量数据与供应商和各个国家的合资公司进行共享，进而去影响到全球各地的供应链，使得在各个国家生产的奥迪车都能贯彻同样的技术标准并落实到产品研发和生产之中。
除了以整车维度进行测量的检测设备外，3D摄影机和投影机组成的检测设备还可以实时的将车身局部表面存在的问题通过颜色的差别进行标识。例如门板表面因冲压模具或工艺问题形成的细微瑕疵都可以被工程师直观的看到，这在以前，或者现在的大多数质检部门主要都是靠工程师的经验，用手来感知冰冷的门板，或者通过油石的使用让瑕疵暴露出来，尽管看上去有着工匠的温度，但动辄30年的经验门槛在如今的汽车工业化扩张速度面前，显然有些微不足道。现代化的产品开发和验证需要以体系化作支撑，即使是一个入行不过10年的工程师，他们通过设备的使用就能够以更高的效率完成自己的工作，这才是最重要的。
值得一提的是，3D扫描设备在实际生产过程中也在投入使用，这样，对于量产的品质把控也能够获得更为高效的成果，目前在长春和佛山的工厂也在或有计划进行不同规模的投入使用。
● 质保部还把触角伸向了4S店
在整个探访质保部门的环节里，我个人对故障和异响的判断方法的改进最有感触，10年前，我在一汽大众奥迪的4S店当学徒，学徒初期因为维修经验有限，只能做一些简单的保养，但幸运的是，我的耳朵还算灵，所以当有些大师傅在拿到需要排除异响的待修车辆时，我的这个优势总是能派上用场。但要是换做现在，新的维修工具可能让我早就出徒了。
试车是排除异响必要的工作，每次成功复现异响后我都要记录当时的车速、转速、挡位、地点以及路况等信息，拿着这份报告与车主的描述进行对照，确认大致异响部位时，还会再次进行路试进行确认，随后为车主提供一份维修建议。不过我也有失手的时候，因为一些主观的判断没能通过纸面或者口头的描述让其他人准确的理解我的意思，难免就会造成工期延误。
除了单方面排除故障，有些典型的故障还会在各个4S店之间以文件形式共识解决方法。现在，奥迪质保部推出了一个可以结合场景复现和信息共享的工具——Car asyt APP，如果你用过5053就大概对这种APP有概念，基于移动端硬件的发展，APP可以安装到平板电脑里，再配合OBD模块的使用，通过蓝牙实现与平板电脑的连接，这样，在你试车的时候，所有的车辆信息都会被记录到电脑里，同时，平板电脑的摄像头也会记录下当时的场景，路况、地点甚至声音都可以很直观的呈现在没参与试车的师傅面前，如果这个故障够典型，整个试车报告还可以通过网络与当地经销商共享，如果确实涉及到质量技术改进，这则故障案例也会被传至总部。
针对异响的问题，在质保部还会结合微型麦克风进行更精准的判断，把带有磁铁的麦克风吸在发动机舱内或者底盘，总之，哪里有异响就吸在哪，当异响出现时，电脑就会将声音的频率记录下来，结合各项车辆数据帮助工程师进行分析。这种通过数据作为判断依据的方式要比凭借维修经验主观判断更为准确，当然，如果工程师的经验也丰富，那么，就可以更快的找出问题的症结。
编辑总结：
在互联网领域，德国人的思路有些时候确实跟中国人、美国人有些差距，这与国情、文化、政治都有着直接的关系，如果说源自欧洲的工业革命通过提升效率改变了世界，那么，我们现在所经历的环境正是在被互联网、数据交互所改变。无论是在美国还是在中国，希望借助互联网来颠覆传统的声音比比皆是。
尽管现在每个人都在强调用户体验，都在抱怨现有的汽车在多媒体或者某些功能的设计过于“反人类”，不好的设计确实要让它进入陈列室，但如果将经过几十年沉淀下来的产品开发验证流程一并抛弃，这样的做法显然过于冒险，生产、产品稳定性、安全性可能都会导致一些“伤害”到用户的事情发生。奥迪每年有600辆车在全球各地进行路试（原则上，奥迪卖到哪，就在哪路试），所覆盖地区从-30℃至50℃，累计行驶里程达到3500万公里，这相当于绕地球75圈，尽管行驶里程并不是最重要的，工程师更看重路试时所经历的复杂工况和各个系统的表现稳定性，无论是开发时还是量产前这些数据都是非常重要的。
对于一个以汽车工业作为经济支柱的国家，德国在汽车领域将他们对秩序的尊重发挥到了极致，有人说，排放门打了德国人的脸，但在我看来，这一巴掌恰恰将沉浸在自己世界中的德国人抽醒了，于是才有了停售燃油车的计划，是不是要全面放弃传统技术对于德国车企来说并不重要，重要的是，他们意识到如果再不做点什么，未来的某一天，他们可能就会像诺基亚、柯达这种公司一样，还不知道发生了什么，自己的地盘就被插上了别人的旗子。（图/文 汽车之家 李博旭）
加载中
