【奧迪資訊】已準備好迎接未來 奧迪德國科技日見聞
質量是每個汽車企業最關注的領域，作為汽車圈“科技大咖”存在的奧迪自然也不例外。但隨著數字化技術和互聯網的快速發展，新技術、新材料的不斷開發和涌現為新車型的研發和質量檢測帶來了全新挑戰。自動化、互聯化、通信化(App)將成為未來的主流。
作為三駕馬車之一的奧迪，如何在未來數字時代保證頂尖的產品質量?以及有哪些黑科技可以保證優秀的品控和前沿技術的穩定性?通過這次德國奧迪品質科技日的參觀，通過對工程師幕后工作的采訪，或許我們能找到答案。
一、全新A8是奧迪面對未來挑戰的第一份答卷
巴塞羅那AudiSummit(奧迪峰會)上，奧迪再一次向公眾展現了其改變自身性質的決心。奧迪認為數字化、電氣化、互聯化的時代已經到來，奧迪必須進行轉型以面對未來的挑戰，而全新一代奧迪A8就是其應對這種挑戰的第一份答卷。(未來還有A7、e-tron等全新車型)
全新奧迪A8L
我們先看車身。奧迪A8的車身材料使用了4種不同材質通過14種連接方式進行連接。這樣的好處是既有安全性又兼顧輕量化和車身剛性。
在燈具方面，“燈廠”表現出一貫的優勢。第一次使用貫穿式尾燈，第二次使用OLED照明技術。OLED可以帶來驚艷的視覺效果，同時在警示方面的效果也更好，最重要的是壽命更長，可達15年。
而噪音控制方面也花了很多心思。從車內屏幕與內飾件的接縫精度，到發動機、底盤的噪聲消除，甚至如何解決48V系統帶來的用電器高頻聲噪等。
至于最驚艷的，則是使用了激光雷達的高級輔助駕駛功能，這是新車的點睛之筆。
上面所說的一切僅僅是奧迪A8大量技術亮點的冰山一角，想要保證如此多的電子原件、總線系統、車身結構件、動力體系充分的融合，并將傳統技術和先進的電子技術合二為一且保證穩定性，對奧迪的研發和質保部門提出了巨大挑戰。
在英戈爾施塔特的奧迪總部，我見到了奧迪應對這種挑戰方式：
質保部門從研發伊始，便開始參與其中，而質保工程師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，奧迪將會越來越多地借助虛擬和數字方法。
二、精測樣架：看到或坐進奧迪后的感官體驗，由它來完成
車門之間縫隙，內飾件的縫隙、異響都會與車身的拼接技術以及部件間的配合有密切關系，而提升“縫隙”這個問題的困難也是顯而易見的。首先，工程師需要考慮不同材質之間的配合，其次環境因素、造型都會對匹配精度有不同要求。(我們知道熱脹冷縮和兩個金屬板接觸都會產生力，而這些情況卻會影響一輛車真正的品質，優秀的汽車制造商在設計時就能對所有問題進行考慮及限制。)
提高匹配精度便是這次德國科技日帶來的第一個技術亮點。
在傳統的汽車制造商中，大家都遵循著比較傳統的外部和內部精測樣架。(如圖所示)研制工作基本在量產前10個月進行。
外部精測樣架使組件的裝配能夠在生產開始前進行檢查和優化。這包括協調所有外部可見的部件的安裝配合。這些部件涵蓋如車門、發動機罩、尾板等鈑金件，以及如保險杠，前燈，尾燈，車窗，后視鏡，車門把手，擾流板和壓條等外飾件。奧迪質保的專家在使用精測樣架工作時應用了四十多個測量系統。這些系統的測量精確度小于0.1mm。
傳統的內飾精測則是按照特定的圖紙進行，測試人員通過視覺和觸覺測量方法，根據實體零部件的相互配合情況對其進行精確地調整。
傳統內飾精度測試要依靠人的主體感官。
除了功能性標準 (如門或擋板等附件移動自由，安裝簡單省時，緊密配合)，內飾精測樣架也注重視覺性能。
所有零部件都要檢查凹凸不平或碰傷，以及平整度。
例如中央儀表盤及其眾多組件。無論是在壓條上的最小毛刺，還是在音響蓋上穿孔邊緣的視覺不均勻，每一個小缺點工程師都與供應商討論并糾正，力求達到期望的品質。
如果把精測樣架試驗當100分考卷。上文提到的外、內部精測匹配基本上可以拿到70分的成績，但顯然這并不是一家豪華車制造商的要求。豪華汽車制造商必須要保證車輛擁有更獨特的品質和氣質，這就需要在匹配上更精確。
而在這方面，我們不得不感謝機器人及數字化技術的進步。先進的數字化在測量技術方面提供了全新的可能性——比如這臺先進的8軸機器人。
以前，一輛車在完成了外部精測后，如果想要繼續提升車身鈑金件或者裝飾件表面質量的分析時，基本都采用人工的方式，大約48h可以完成整車數據的采集。
而這臺8軸機器人則可以使用高分辨率光學傳感器，僅需要4h就可以完成整車數據的收集。
當然這還不是最夸張的，更讓人不可思議的是，我們人類采用傳統方式只能收集6000個測試點，而機器人使用的投影+光學方式可以收集高達2000萬個測試點。
從測試手段方面比較，光學測量與觸覺測量技術相比，其優點之一在于它可以在不接觸材料的情況下完成測量。這使得即使是軟材料，如密封和座椅都得到精確測量。
更重要的是，它不只是測量單個點，而是精確地測量整個表面區域。通過光度測量單元獲得的數據是進一步進行精測樣架工作步驟的重要依據。
一句話總結優點：8軸光學機器人減少了研發時間，暴增了數據收集量。
機器人得到的數據再與CAD數據進行結合，就會得到非常神奇的畫面，我們可以從圖中看出不同的顏色分布，這些不同的顏色代表了鈑金件表面不可見的凹陷或者缺陷。(上圖為采集數據示意圖)
通過圖像分析就能得到一款車的表面數據，這在以前的汽車生產中顯然是不可能的。
最新款的奧迪RS4Avant就采用了這項技術進行研發(目前的A8和未來的A7也采用機器人虛擬結合方式進行研發)這就做到了，早在組裝試驗車之前，就可以完成每個部件之間的修訂。
與外觀使用光學機器人不同，內飾精確測量方面的新技術是——功能性內飾精測樣架，簡單說就是在傳統聽覺、視覺、觸覺基礎上實現內飾虛擬建模。而這個技術主要是為了滿足日益增長的多功能、多屏幕內飾而設計。
上一代奧迪A4內飾中擁有22個實體按鍵，而到了最新的奧迪A8，實體按鍵的數量只有10個。而車內的屏幕和燈光系統(比如氛圍燈)反而越來越多。
這就給質保帶來了新的挑戰。曾經的重點是旋鈕觸覺和聲音協調。現在一切都圍繞著黑色電子控制面板外觀。
功能性內飾精測樣架通過建模就能完成相關內容的測試，比如屏幕操作時的觸摸反饋效果，實體按鍵的手感、是否能快速啟動等等。除此之外，還監控黑色面板控制元件周圍的配合和間隙。
許多奧迪車型的環境照明對整體內飾的感官有很大影響。因此，新的樣架還評估散射和漏光，可能的反射光等。其目的是在白天和夜晚的光線能夠與車輛內飾照明完美互動。
目前，這種內飾測試方法已經在奧迪A8L上進行測試，而未來全新的奧迪A6將由這套精密樣架進行全方位的構建。
未來
如果您能將整篇文章看到現在，那真的是非常感謝。我知道精測樣架這部分的內容確實過于深入，但這確實是我們了解一款車，一個車企很核心的方面。我們經常說某某車做工嚴謹精致，外形看起來很厚重敦實，這種表象的感受，其原因就來自于設計試驗階段對質量、形狀的把控，而精測樣架就是對此服務。
在未來，根據奧迪的計劃，他們還會將精測樣架進一步升級，記錄每個零件數據，甚至把各種施加的外力，例如打開和關閉引擎蓋，轉換成數字數據記錄，并利用它們進行復雜的模擬，并最終融合為大數據，從而向虛擬總裝精測樣架邁進。(未生產便可以實現整車虛擬總裝。)
三、半導體實驗室：“燈廠”的自我修養
如今的汽車里有多達100個互聯的控制單元，其中包括多達8000個活躍的半導體。每一個都比第一枚登月火箭具有更強大的計算能力。而自動化駕駛，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于強大的半導體技術。
因此，對半導體技術的掌握是實現汽車電子化的必然要求，這也是奧迪設立半導體實驗室的初衷。
目前，奧迪的這個半導體實驗室主要從事兩方面研究，一個是我們熟悉的LED技術;另一個是關于高級輔助駕駛(自動駕駛)領域的芯片及相關技術。
1、自動駕駛技術(激光雷達)
我們先來看自動駕駛技術方面：全新一代奧迪A8是世界上第一個批量生產的條件性自動駕駛汽車，根據國際標準L3級的條件自動駕駛設計。
奧迪AI交通堵塞自動駕駛在60km/h的緩慢行駛的公路和車道接管駕駛，并可以在有物理屏障的反方向車道行駛。
在自動駕駛過程中，中央駕駛輔助控制系統 (zFAS) 通過合成傳感器數據來計算周圍環境的圖像。除了雷達傳感器、前攝相機和超聲波傳感器之外，奧迪還是第一家使用激光掃描儀的汽車制造商(量產車)。
激光掃描儀將遠程雷達的視野從比較狹窄的35°擴展到145°。由于覆蓋面廣，不久的將來汽車將能夠識別更多其他道路車輛和分析他們的行為，如進出車道。
半導體實驗室的生產技術專家Robert Kraus說：“你可以把激光掃描儀看成是一束光，用幾分之一秒鐘掃描汽車周圍的環境。”
其工作原理是：緊湊型外殼內快速旋轉的鏡面，可以在掃描的區域中以較小的增量引導大功率激光二極管光束。新的激光掃描儀不僅能檢測障礙物，還能確定它們的確切距離。它通過測量激光脈沖發射到光電二極管檢測的時間來做到這一點。
自2014年以來，半導體實驗室的員工一直在為全新一代奧迪A8激光掃描儀的使用做準備，他們定義了部件及其各個組件的全面規格和要求。
2、OLED技術
幾年前，奧迪通過使用LED燈帶，拉開了各大品牌在燈光、燈具方面的混戰。而LED技術也自然成了奧迪最具辨識度的標志之一。
隨后在2015年的法蘭克福車展，奧迪又在其概念車上發布了OLED技術。
時至今日，曾經在概念車上的OLED技術終于量產，新款的奧迪TT RS和奧迪A8L都使用了OLED技術，其中以采用橫貫式尾燈的奧迪A8最為科幻。
那么OLED到底是何方神圣?OLED技術又有哪些亮點呢?
我們可以先從LED開始了解。LED俗稱發光二極管，所利用的材料均為無機半導體材料。其應用較多，最早作為燈箱、廣告牌、汽車的高位剎車燈出現，現在在顯示屏，汽車照明等方面應用廣泛。
OLED多了一個“O”,代表的含義是Organic(有機的)，俗稱有機發光二極管，由美籍華裔教授鄧青云在實驗室中偶然發現的。既然是有機二極管，那么在材料上與LED的差別就是OLED是使用有機聚合材料作為發光二極管中的半導體材料。
首先，OLED具有自發光的特性。
就像上文說過的，目前發光二極管所利用的材料均為無機半導體材料，較難應用于大面積并需要有高分辨率的組件，要解決這些問題有賴于新型有機半導體材料，將它涂布在導電的玻璃片上，通以電流，就可以放出各種不同波長的光，而這恰恰就是OLED的發光方式。另外，因為OLED具有自發光特性，因此，OLED可以不需要背光燈。
第二，OLED外觀形狀可隨意設計。(此圖僅為示意)
這是LED所不具有的一項重要特性，由于光源自身為面發光，它能像涂料一樣，與各種載體基片結合，而且材料不限軟硬，因此可被制作成各種形狀，這就為汽車的使用打下了很好的基礎。
同時，OLED透明又輕薄，這種特性允許其無縫地集成到設計環境中。OLED發光面積也比較大，工作時產生的熱量可以及時散發掉，無需散熱裝置。所以OLED可以非常輕薄，節省空間成本。
當然，OLED并不是沒有缺點，其中最重要的就是質量問題。而這個問題在奧迪半導體實驗室得到了完美解決。半導體實驗室的工程師在對其量產前進行了多階段驗證。從實現具體配置的創新技術，直到對完整的尾燈進行測試為止。重點放在汽車行業使用的獨特的方面，如老化行為、環境影響和被動老化。最終的結果是保證奧迪A8L的尾燈15年如一。
四、材料及路試
文章的最后，我給大家講講奧迪的材料研發測試技術和新車路試中使用的技術。
奧迪的材料實驗團隊可以對一款車型的所有材料進行測試，小到半導體大到金屬。使用的設備也是五花八門：電子顯微鏡、聚焦離子束甚至還有醫療領域的CT技術。
其中，聚焦離子束技術最為先進。這套系統可以對車載屏幕等所有高端材料進行切割分析，以此研究材料的內部結構。(一套設備150萬歐元)
舉個例子：我們發現車輛的觸控屏幕在高溫情況下反應不夠靈敏，那么便可以通過聚焦離子束切割進行分析。
典型的切割深度為5到50μm——寬度為50到100μm——2到5小時(h)即可切削時間完成。在切割過程中，專家還可以實時用掃描電子顯微鏡觀測切割過程。
切割后因為是橫截面，所以工程師能快速找到問題所在。
除此之外，奧迪A4 Avantg-tron和 A5 Sportback g-tron兩個新能源車型的CNG儲氣罐也由材料部門進行研發。
CNG儲氣罐通過碳纖維和玻璃鋼的融合，目前已經得到了非常安全、可靠的產品。奧迪的儲氫罐也采用同樣材質，只不過工藝不同。
最后則是路試，這次奧迪展示了其路試過程中的互聯化成果。
每款奧迪車型在路試時，同期會有大約600輛試生產車在全球各地測試。這些車每輛基本保持在50000-100000km。有些汽車在2-3年內行駛了200,000km。
所有汽車都配備了特殊測量電纜和數據記錄器，以便隨后跟蹤專家提出的任何問題。
使用移動設備進行數據收集以及CarPad應用程序使可靠測試在今天變得更加容易。它們允許對復雜的車輛系統進行事故的測評和評估。
奧迪工程師以前必須用手工填寫部分清單，現在數據輸入是由質量專家使用CarPad應用程序的儀表板工具進行輸入。垂直空間在左側，車道更換輔助在乘客側，操縱開出泊車位——駕駛員可以從列表中選擇需要驗證的功能，手指輕輕點觸即可顯示結果。他可以在評論欄中記錄每一個駕駛動作的細節。CarPad應用程序通過移動無線電或WiFi同步奧迪質保數據庫輸入的數據。
編輯點評：將不同的新技術連結在一起可以更好地滿足未來消費者的需要。消費者不僅關注產品本身，還關注與汽車的互動、汽車的基礎結構和與移動性能相關的數字產品。這種復雜性催生了對技術服務的新挑戰。在這一方面，數字化為服務和技術領域提供了強有力的支持。
而奧迪所展現的質保部門顯然已經憑借自身先進的技術和雄厚的實力給了我們一顆定心丸，未來能否突破自己，讓我們拭目以待!