第12期 “應變計匠人”：岡田卓也（前篇）

目錄

? 造物一線不可或缺的“應變計”
? 用小巧的電子零件測定“內部應力”
? 車輛即將量產(chǎn)？先測定零件強度
? 兼顧量產(chǎn)零件改良試驗和對新技術、新原材料的基礎評價
? 喜歡交通工具和機械的少年

現(xiàn)在，以3D打印、AI技術為代表，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進行汽車行駛系統(tǒng)零件強度試驗。

第12期 “應變計匠人”：岡田卓也（前篇）

豐田汽車 生產(chǎn)總部 堤工廠 車身制造技術部 沖壓工程維修科 品質保證4系 小組組長

造物一線不可或缺的“應變計”

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80年代以后才問世，而20世紀60年代時，在造物研發(fā)和設備維護管理的一線會用到更加基礎一些的傳感器，這種傳感器不會被嵌入產(chǎn)品中使用。

豐田有一位“應變計匠人”，他能夠自如地運用傳感器中最基礎也最傳統(tǒng)的“應變傳感器”，也就是一線常說的“應變計”。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部沖壓工程維修科品質保證4系的小組組長，岡田卓也。

用小巧的電子零件測定“內部應力”

一聽到“應變計”，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線）。應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。

應變計測量的是什么？答案是物體內部產(chǎn)生的“應力”*。

當物體受到拉扯或壓縮等外力的影響時，內部會產(chǎn)生名為“應力”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。如果外力超過了內部應力，物體就會瞬間被破壞。如果物體有裂開或變薄的部分，那應力就會集中到此處，損壞也會由此開始。

應變計是一種貼在物品上，通過將應力轉化為“電阻變化”來進行檢測的傳感器。電阻值會根據(jù)應力引起物體形變（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“應力”了。

車輛即將量產(chǎn)？先測定零件強度

岡田會用應變計做車身各部位零件的強度試驗，特別是與汽車安全性息息相關的車架、車身和底盤（汽車行駛系統(tǒng)）零件的強度試驗。在強度試驗中，岡田需要活用應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，如果強度不合格，就容易發(fā)生金屬損壞，導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)等零件的強度很大程度上影響了車輛對乘客的保護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到幾十萬公里，因此零件的強度試驗必不可少。”

這些零件在汽車的設計和研發(fā)階段就已經(jīng)經(jīng)過了充分的強度計算，另外設計與實驗部門會在研發(fā)時反復進行針對底盤的強度試驗。當然，在制造零件的過程中，工作人員也會進行細致的檢查，以避免裂縫或劃痕導致加工不良。

但是，由于試制階段和量產(chǎn)階段的零件構造和制作方法不同，零件的強度也會發(fā)生變化。因此從20世紀90年代開始，岡田所屬的車身制造技術部會在生產(chǎn)準備階段對即將量產(chǎn)的汽車零件進行強度試驗。

以現(xiàn)在的結構和制造方法是否能確保必要的強度？如果強度不夠的話，應如何改？面對這些問題，岡田會運用自己掌握的獨特的應變計know-how，提出強度試驗和量產(chǎn)零件中所需的條件。

“我們做的強度試驗既是對量產(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)質服務？我們會通過測試車輛所用零件的強度來給出這個問題的答案。”

兼顧量產(chǎn)零件改良試驗和對新技術、新原材料的基礎評價

此外，制造技術部為了能以更實惠的價格為客戶提供車輛，會在“探尋零件強度的最優(yōu)解”時運用上述強度試驗的結果。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面影響。即是說，在相同功能和強度的前提下，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度？為了驗證這一點，岡田等人必須進行強度試驗。

另外，岡田的工作還包括在零件成型之前做“基礎評價”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)和設計工作。

“在進行基礎評價的時候，必須充分理解其制造方法和原材料、明確試驗目的、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性，并且對此有著嚴格要求，他表示：

“只有用適當?shù)姆椒ㄟM行試驗并將結果數(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，那就應該老老實實回答不知道，也好過悶頭亂做。”

喜歡交通工具和機械的少年

或許您會好奇，在成長為測定達人前，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械。

“我小時候很喜歡把機器拆開，觀察里面的構造。大概到我小學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，岡田進入工業(yè)高中的電氣科，并覺得研究電路趣味無窮，“應變計匠人”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。”

岡田進入豐田汽車公司后，被分配到負責測試汽車行駛系統(tǒng)強度的部門，也就是現(xiàn)在的車身制造技術部。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到的東西。

“在進入公司工作之前，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。我記得前輩訓斥過我說：‘不要想當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，“應變計匠人”岡田誕生了，他堅持用應變計嚴格且精確地測量數(shù)值。

后篇將為您詳細介紹岡田的職場、工作以及匠人的技藝，敬請期待。