看不見的「冰山之下」，探秘數字時代的奧迪品質保障

美國著名質量管理專家朱蘭博士曾有一個經典的論斷——「21世紀是質量的世紀」，質量將成為和平地佔有市場最有效的武器，成為社會發展的強大驅動力。

對於汽車製造業而言，品質是一筆隱性的財富。它並不流露於短期的乍見之歡，而蘊藏於細水長流的時間之中，並逐漸積累成一個品牌的口碑和形象。對於豪華汽車品牌，品質更是最核心的競爭力之一，因為消費者往往對品質的期望更高，未來更是如此。

在記者以往的印象中，品質保障往往聚焦於生產環節，一台台全自動機械臂的精準操控、一道道工序的激光雷達檢測、出廠前的人工感官全面檢測……一道道「鬼門關」前，殘次品被無情地扼殺在了搖籃里。

我以為這就是關於「質保」的全部內涵，直到不久前，記者來到了德國豪華汽車品牌奧迪的總部英戈爾施塔特，並同質保工程師們展開了一場深入的頭腦風暴後，才發現，此前的想法過於簡單而表面化。

真正的質保工作如同一座巨大的冰山，人們所看到了、了解到的只是冰面之上的「顯性」部分，而深藏於冰面之下的，是更為廣闊的「隱性」部分。質保工作的起點，並不是始於生產鏈中後端的製造階段，而是在前端的設計研發階段，並且貫穿於整個產品流程。且隨著數字化進程的加速，奧迪所面臨的質保變革與挑戰也在加劇。

「大趨勢數字化、可持續性和城市化正在改變消費者對質量的理解，並影響著我們質保部門的工作。我們的工作正在從單純的組件分析轉向整體系統視角。在此過程中，我們將會越來越多地藉助虛擬和數字方法。」奧迪質保部負責人Werner Zimmermann告訴記者。

而這，也帶來了一種全新的工作方式。「我們的質保工作正在從（末端）檢測走向（前端）控制。」他向記者介紹了生產領域的「十倍法則」，即在創造價值的過程中，一個未被發現的錯誤在每個步驟中造成的損失會以十倍的比例增加。「越早發現並消除錯誤，公司的成本效益就越高，在質保上節省始終是代價最昂貴的方案。」

正是基於這些認識，Werner Zimmermann所帶領的專家團隊在新產品開發的早期就參與其中，在概念方面提供見解或是與設計團隊協調材料的選擇。早期介入可以避免流程後期的更改及其產生的額外成本。

也正得益於數字化，奧迪質保工程師在整個產品創建的過程中可進行數據收集、分析和追蹤，數字化的表達和呈現不僅為他們在研發階段介入其中提供了新的技術手段，更為後期的總結、改進、付諸實踐並完善新的功能提供了可能。

創新材料分析

隨著輕量化技術的進步，汽車也開始採用越來越多的創新材料。如何對這些前沿創新材料進行分析檢測，並保障其品質和耐用性，成為了擺在奧迪質保部門的材料技術單位工程師面前的難題。

除了傳統的分析技術，如光學顯微鏡，奧迪的材料專家也使用掃描電子顯微鏡進行分析。這使得材料的分析深度大大提高。此外，另一項創新分析工具——聚焦離子束（FIB）也正在被奧迪所使用，奧迪也是第一家採用該技術的整車製造企業。

聚焦離子束首先在被調查的材料中挖出肉眼看不見的洞。一個完整的掃描電子顯微鏡提供了一個高解析度，橫截面視圖下的材料表面。典型的切割深度為5到50微米——寬度為50到100微米——在2到5小時的切削時間完成。一個主要的優勢是，專家可以實時用掃描電子顯微鏡觀測切割過程。

同時，與如磨削模式的創建機械製備方法相比，FIB提供的巨大優勢是：在複雜的材料組合的情況下，只會留下極小的準備工件。這指的是扭曲性質的變化，如由這種準備工件產生的介面。

除了表面技術的典型分析，如防腐塗料和油漆，奧迪幾乎在所有與汽車相關的原材料和材料系統中使用該技術，如金屬、玻璃、陶瓷、聚合物、皮革，甚至燃料電池。

測量技術的數字化轉變

「如今的數字精測樣架，使得我們可以提前將我們的專業知識投入到產品創建過程中去，甚至可以早至生產開始的兩年半之前。」精測樣架及測量部門負責人Marcus Hoffmann告訴記者。「以前我們在生產開始10個月前才開始檢測實體零部件，而現在這項工作基本上可以利用3D模型提前進行。」

隨著汽車新技術的發展，精測樣架能夠完成的工作也在不斷擴展和更新。全新一代奧迪A8就是一個很好的例子。觸覺反饋功能的觸控面板需要檢測的傳統操控大大減少了。除了決定零部件的契合度及觸感，質保專家的日常工作還包括多媒體系統的功能主題。這就是為什麼奧迪將內飾精測樣架實現了電氣化。

在內飾精測樣架和外部精測樣架方面，實體零部件和數字數據之間的界限越來越模糊。以前只是通過人工對錶面檢查來進行高端品質的審核，今天所需的步驟可以由帶有高精度光學感應器的光度感測單元機器人來執行。之後一鍵即可將生成的數據與其他零部件進行對比。在未來，複雜的演算法應該能夠模擬零部件在組裝和移動過程中產生的相互作用力，奧迪質保正向虛擬總裝精測樣架邁進。

數字化技術服務

技術服務是產品測試中的品質保證環節的組成部分，是零售市場和奧迪總部之間的重要橋樑。當車輛發生故障後，客戶需要通過各地的4S店服務網點進行車輛的故障分析。為了實現不同網點間高效、便捷、統一的分析能力，奧迪開發了專屬的分析工具CAR ASYST App，它可以藉助智能手機進行快速的故障和錯誤分析。

CAR ASYST App通過強大的WiFi乙太網適配器接受汽車的無線接入。智能手機的WiFi界面和汽車的故障診斷儀的乙太網終端建立聯繫。通過互聯網診斷協議進行信息交流。只需幾秒，事件記憶和必需的測量數據就可讀出，之後該軟體會實時顯示相應的數值。

除上述基本的分析功能外，汽車測量數據也可以與智能感應閱讀器相連。比如，可以在載入汽車數據時使用智能手機的視頻功能。由於乙太網界面100 兆比特流/秒的高速度，控制部門的整個交流可以同時在所謂的鏡像同步中記錄，而無需額外的布線。技術服務的公司員工和汽車售賣點都會使用CAR ASYST App來定期進行實時系統分析和快速故障診斷。

通過這個軟體，奧迪可以將分散在全球的經銷商網點數據直接由下游傳到上游，並反饋到研發和生產環節。

半導體元件的開發

自動化駕駛、動力系統電氣化，日益發展的車聯網及周邊——所有這些創新都是基於強大的半導體技術。「在今天的汽車中，超過80%的創新是由微電子技術實現的，」奧迪質保部的半導體專家Stefan Simon說，「總的來說，如今的汽車裡有多達100個互聯的控制單元，其中包括多達8000個活躍的半導體。每一個都比第一登月火箭具有更強大的計算能力。」

奧迪半導體實驗室按照預防性質量管理的原則工作。作為半導體質量和分析以及裝配和連接技術等課題的中心接點，它能支持跨業務和多學科部件和組件評估、製造和生產的進程。

半導體實驗室的專家們評估各個部件——控制單元的內部運作的適應性、可靠性和生產質量。在開發過程的早期，員工要檢查半導體晶元，必須滿足要求才能在汽車上使用。這些明顯不同於其他應用。智能手機的平均壽命是兩年，汽車卻大約是15年。因此，車載半導體必須以不同的方式來設計和製造，必須考慮汽車中發生的溫差、濕度和振動。

組件可以在實驗室中進行測試，以檢測可能發生在汽車中的老化機理。氣候室的老化就是這樣的一個測試。物理分析也被用來調查老化行為和生產質量。此外，半導體實驗室配備了現代X光機和掃描電子顯微鏡。

路試檢驗駕駛安全

在一個新的奧迪車型得到系列生產的批准前，可靠測試會在試產車輛上展開。在實際可靠性試驗前2年開始規劃有關設備、位置和駕駛風格的試產車輛，路試檢驗大約在生產開始前半年進行。

奧迪在包括歐洲、北美、中國在內的全球範圍擁有17個試驗站，從世界大都會中心到斯堪的納維亞寒冷氣候區，再到非洲的沙漠乾旱氣候區，奧迪測試了溫度範圍為-30 — +50℃的所有氣候區的試生產車輛。在路試檢驗期間，約有600輛試生產車輛在實際道路狀況下行駛了5萬至10萬公里。所有汽車都配備了特殊測量電纜和數據記錄器，以便隨後跟蹤專家提出的任何問題。此外，奧迪還在全球招募了覆蓋各個年齡層的測試員，並採用車內移動設備CarPad來記錄他們的駕駛感受和反饋。

通過全新一代奧迪A8，奧迪正將新的駕駛輔助系統投入批量生產。在發布之前，質保人員已經通過數千公里測試驗證了所有的系統功能及定義情景下的方案的執行。「為了驗證泊車輔助系統，我們做了幾千次泊車測試。其中泊車次數不是主要問題，而是要考慮儘可能多的不同條件，如泊車位的尺寸和方向，以及泊車區的類型。這就是為什麼我們也在世界各地的站點進行了泊車驗證。」奧迪質保部自動駕駛團隊的Stefan Stümper博士說。

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