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大眾汽車生產(chǎn)線的技術(shù)領(lǐng)先在哪里？

2020-08-04 11:31:32·  來源：BK聲學(xué)與振動  
　
德國大眾卡塞爾工廠目前是大眾集團(tuán)旗下更大的齒輪和變速箱生產(chǎn)地。這里包含了變速箱整個生產(chǎn)加工制造流程：從銑齒加工到更終的變速箱組裝。這里每天的變速箱產(chǎn)量
德國大眾卡塞爾工廠目前是大眾集團(tuán)旗下更大的齒輪和變速箱生產(chǎn)地。這里包含了變速箱整個生產(chǎn)加工制造流程：從銑齒加工到更終的變速箱組裝。這里每天的變速箱產(chǎn)量高達(dá)17500臺，目標(biāo)是制造高性價比的變速箱，以滿足顧客對耐久性、舒適度以及價格的預(yù)期。
測試站中的變速箱
 
測試，以提高生產(chǎn)率
 
齒輪和變速箱在生產(chǎn)過程中難免會出現(xiàn)缺陷（例如毛刺和表面波紋），也會由于刀具磨損導(dǎo)致產(chǎn)品超過允許公差。面對如此之高的日產(chǎn)量，即使很小的不合格率都意味著大量的不合格齒輪甚至是變速箱，因此通過檢測來發(fā)現(xiàn)缺陷原因變得至關(guān)重要。
汽車的復(fù)雜程度、質(zhì)量要求以及顧客期望值的日益提高，是否是變速箱質(zhì)量不合格率上升的罪魁禍?zhǔn)祝?/div>
并不全是。
 
事實上，在日益嚴(yán)格的測試標(biāo)準(zhǔn)下，變速箱成品的合格率早已遠(yuǎn)勝于以往。那么大眾是如何提高測試標(biāo)準(zhǔn)從而獲得理想的下線檢測結(jié)果呢？

確認(rèn)根源——消除失效
 
當(dāng)然，這個答案就是遵循正確的因素進(jìn)行測試，建立一個控制環(huán)，并在整個過程中盡早確認(rèn)問題所在。一個齒輪在裝配變速箱后的返修成本要遠(yuǎn)高于其被裝配前，從整車上拆卸變速箱來修復(fù)齒輪的代價是難以承受的，如果問題車已交付客戶，那更是雪上加霜。
 
諸如齒輪的缺口和表面波紋等耐久性問題會導(dǎo)致已組裝好的變速箱發(fā)生故障（同時也會增加讓顧客煩躁的噪聲）。除了可靠性之外，顧客對駕駛的平順性和乘坐舒適度也有進(jìn)一步的質(zhì)量要求。
當(dāng)然，在對耐久性和顧客接受度進(jìn)行測試的同時，還必須控制成本。正如Krohn博士所述，在不計成本的情況下當(dāng)然能夠生產(chǎn)出理想的齒輪和變速箱，它們能完美運轉(zhuǎn)，幾乎沒有噪音，但這并不現(xiàn)實。這樣是否值得？一臺理想的變速箱應(yīng)該是可靠的、低調(diào)的、價格是客戶所能接受的?？蓡栴}在于，隨著顧客期望值的提高，勢必需要找到一種方式能不斷融合耐久性、成本和顧客接受度，生產(chǎn)出適合的產(chǎn)品。

控制環(huán)和Rotas系統(tǒng)
 
大眾公司控制環(huán)中的基本要素包括測試、對比和評估、進(jìn)一步優(yōu)化測試參數(shù)并進(jìn)行重新測試這樣的循環(huán)貫穿整個生產(chǎn)線開發(fā)階段。這些階段包括預(yù)試組、預(yù)生產(chǎn)系列和更終生產(chǎn)。
 
其中測試是關(guān)鍵因素。
 
齒輪組的測試側(cè)重點在于發(fā)現(xiàn)齒輪毛刺、加工（間距）問題和表面波紋。變速箱的下線檢測通過模擬整車工況，并且采用了階次同步重采樣技術(shù)，有效分離來自變速箱內(nèi)部不同轉(zhuǎn)子的噪音源。
 
多年以來Discom與大眾保持著密切的合作關(guān)系。其Rotas分析系統(tǒng)軟件可同時適用于齒輪和變速箱整機的下線臺架檢測。
 
Rotas系統(tǒng)由一臺先進(jìn)的工業(yè)計算機組成，配備了Discom專門研發(fā)的基于USB的獨特數(shù)據(jù)采集前端。Rotas軟件有兩大關(guān)鍵特征——參數(shù)數(shù)據(jù)庫和結(jié)果數(shù)據(jù)庫，使其特別適用于大規(guī)模生產(chǎn)環(huán)境。由于采用了階次同步重采樣技術(shù)，可以有效地對產(chǎn)品缺陷的根本原因進(jìn)行分析。Rotas系統(tǒng)中的結(jié)果數(shù)據(jù)庫和各種附屬工具可用于預(yù)測刀具磨損程度以及相關(guān)的公差失配問題。
 
創(chuàng)建一條新的生產(chǎn)線時，首要任務(wù)是生產(chǎn)出“預(yù)試組”——大約20臺預(yù)生產(chǎn)的變速箱。在這一階段，Krohn博士團(tuán)隊與Discom協(xié)作分析數(shù)據(jù)并找出變速箱特征參數(shù)。同時，利用Rotas系統(tǒng)對齒輪和變速箱進(jìn)行測試，以形成基礎(chǔ)極限值標(biāo)準(zhǔn)，并逐步識別變速箱的相關(guān)特征參數(shù)。
 
例如，對于一臺標(biāo)準(zhǔn)的7速變速箱（其中6個前進(jìn)檔和1個倒檔）而言一般會有大約700個特征參數(shù)（每個檔位包括變速階段，相當(dāng)于每個測試步驟或每次變速有50個特征參數(shù)）能被Discom系統(tǒng)確認(rèn)識別（例如頻譜值、能量值和階次跟蹤）。
一旦確立了初期基準(zhǔn)線，變速箱成品將被安裝到整車，利用Rotas移動式系統(tǒng)進(jìn)行整車測試以建立與下線測試臺數(shù)據(jù)的相關(guān)性。數(shù)據(jù)和駕駛者的主觀反饋信息將用于優(yōu)化測試限值。通過這樣的迭代過程，為下一步下線臺架測試提供了更為精確的限值數(shù)據(jù)。 
 
“預(yù)生產(chǎn)系列”由幾百臺變速箱組成。預(yù)生產(chǎn)系列是對在下線臺架和整車移動測試預(yù)測參數(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化。此階段主要目的是找出當(dāng)前機型變速箱的相關(guān)特征參數(shù)并針對性地設(shè)置極限值標(biāo)準(zhǔn)。更后，大眾團(tuán)隊會從這700項特征參數(shù)中識別出與特定齒輪組和變速箱有關(guān)的大約200項特征參數(shù)。他們還將繼續(xù)調(diào)整參數(shù)和限值，使其更符合耐久性、顧客接受度和成本效益的要求。
 
生產(chǎn)線或許是整個生產(chǎn)線開發(fā)過程中的更后環(huán)節(jié)。但實際上對于測試控制優(yōu)化過程而言生產(chǎn)線僅是其中一部分。有關(guān)各齒輪和變速箱測試的所有數(shù)據(jù)（合格或不合格）均回被保存起來，便于日后的快速查閱和分析。這有助于預(yù)測刀具的磨損程度（導(dǎo)致表面波紋和產(chǎn)品超差等缺陷），并確定故障發(fā)生的根本原因，避免再次發(fā)生。
 
告別缺陷
如果在生產(chǎn)初期可以發(fā)現(xiàn)機械加工和材料方面的問題，處理成本會大大降低。出現(xiàn)問題的零部件可以被熔化和用于再制造。在生產(chǎn)過程中越晚發(fā)現(xiàn)問題，那么返修的成本會越高。
 
例如，一臺裝配完成的變速箱，如果其中某些齒輪由于公差失配而導(dǎo)致額外的摩擦和噪聲，那么必須手動拆卸整臺變速箱，對各部件進(jìn)行檢查，并進(jìn)行重檢，以消除缺陷。
 
大眾使用的由Discom研發(fā)的測試系統(tǒng)的價值不僅在于發(fā)現(xiàn)存在缺陷的變速箱，更是通過在早期階段阻止絕大多數(shù)問題的發(fā)生，提高了顧客接受度和成本效益。
  
關(guān)于DISCOM
過去20年Discom開發(fā)和銷售針對汽車領(lǐng)域下線臺架的聲學(xué)檢測與質(zhì)量分析系統(tǒng)，這些產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于全球汽車工業(yè)及其供應(yīng)商，并備受業(yè)界好評。Brüel & Kjær于2016年7月26日收購了Discom。這次收購不但擴(kuò)展了Brüel & Kjær生產(chǎn)測試和質(zhì)量分析方面的能力，能為客戶在下線臺架測試分析提供更多的支持和更優(yōu)的解決方案。同時也延伸了Discom的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，為我們的客戶提供更專業(yè)的技術(shù)服務(wù)，Discom能夠調(diào)用更多的資源來應(yīng)對全球汽車工業(yè)的高速發(fā)展。

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