老友驾一辆宝马535Li,车龄早超10年,但高速不飘不散、超车不等不喘,座椅有支撑、耳边无杂音……冬夜促膝,暖人亦暖心。
年后北上,参观宝马铁西工厂与大东工厂。一天时间仅是走马观花,却能体会造一辆好车的背后,包罗之浩繁、考量之琐碎、投入之高昂、奔赴之艰难……
如果说,高强度钢、激光焊接是在塑造强健身体,EMC电磁兼容试验就是在提高免疫力。
所谓EMC电磁兼容试验,首要提升车辆或设备抵抗电磁干扰EMI的能力,避免电磁感应、静电耦合导致系统传输或性能下降;同时降低车辆自身电磁信号强度,避免对于“幼”“病”“孕”的潜在伤害。
上世纪80年代至今,移动通信和广播媒体爆炸式增长,对车辆、移动设备的影响,已不止是短路与噪声,而是信号彼此干扰甚至意外火花放电;随着开关越来越快(辐射增加)、电压越来越低(敏感性提高),射频干扰、宽带噪声以及电磁脉冲带来的负面影响呈对数级提高。如果马可尼、法拉第、楞次再世,恐怕也会惊掉下巴。
比较而言,数字系统确实可以依靠软件实现保护与纠错,但传导与耦合产生的干扰却无法完全消除。蓝牙耳机、移动电话可以重启系统纠错,但行驶中的汽车不行,不能按下暂停键,不能等待OTA,更没有时间仔细排查与Double Check,特别是在智能驾驶大幕徐徐开启的时刻。
站在铁西工厂一间毫不起眼的厂房里,十余米高的巨型门如山一般无声移动,现场感受到的震撼与仪式感远非整车碰撞可以比拟。沿着顶部的气动轨道,屏蔽门先向后退,再向右滑,亮出的不是装满金银的山洞,而一个平坦宽阔、布满吸波角锥的10米法电波暗室。
平坦与宽阔,皆有数据可证:27米长、22米宽、13米高——相当于3个标准泳池的容积,提供了一个电磁背景干净、场均匀性良好的测量空间。
对于EMC实验,“大”才是王道。这里,不仅电波暗室结构“大”、转台直径与载重“大”,而且天线的布局“灵活”,测试静区范围宽阔,可以做时速120公里/小时的动态实验,可以容纳双车模拟不同角度的V2V场景。
最重要的是,这一巨大的测量空间,不仅使全新一代5系的电磁“免疫力”接近国标的5倍,更可以用于验证车辆在复杂电磁环境下的自动驾驶能力,对于未来出行颇具前瞻意义。
普通人期待零间隙的完美世界,但工程师必须面对充满偏差的平凡世界,甚至是公差变成误差的悲惨世界。
以人类的制造能力,确实可以生产近乎“零公差”的产品,但代价不菲,惟探海的蛟龙、巡天的祝融才有资格。大规模工业生产只采用“经济加工精度”——不额外增加加工条件(成本),所能保证的加工精度。
普通人会用“底盘整”“十年老车依旧如新“去描述驾驶宝马的感受,但少有人知道,宝马的秘密武器是为每一款车,都提供一台蕴含魔力的CUBING——加严经济加工精度,降低装配累积误差,让平凡世界接近完美。
所谓CUBING,是按照车身数字模型,以1:1的比例制造、无限趋近零公差的高级检具。它以检具为名,却非普通的卡尺、量规可比。
它采用于飞机结构件才会使用的锻铝合金,单台制造成本超过800万元人民币。它在恒温恒湿的房间中“高举天平”,在SOP(整车量产)前的5个月里,数以千计的零配件,与其匹配精度验证尺寸高达百次……
有了CUBING,相当于有了一把尺子。从设计到工艺,从车身到总装,所有的制造问题,都可以通过比对CUBING找到答案,标准一目了然;从供应商到流水线,从内外饰到连接件,谁的不足、谁去整改,严苛一视同仁。
最重要进步在于,由于CUBING趋近零公差,基于其校正的零件公差,相当于被打了“五折”,车身总装的累积误差因此大幅降低,驾驶乐趣、豪华品质也由此奠定。
说出来可能没人相信,宝马5系的高品质其实来自“爱”,而且是不开美颜的那种。
冲压是整车制造的首道工序,也是5系开始“”的地方。在宝马大东工厂的冲压车间,要在18次/分钟的生产节拍下,剔除有开裂、坑包隐患的零件。
为了应对这一挑战,布置40台工业相机,指向不同位置、预设不同角度,以200张/秒的速度拍摄完成的冲压件;照片上传后,AI算法检测发现冲压缺陷。相比人工检测,AI算法的检测速度更快,达到0.01秒/张,识别率更接近100%。
以每张照片0.5MBit计算(压缩后),一条冲压线每天储存的数据量就已经超过10TBit。听起来,这已经是一个颇为惊人的数据量。但实际上,车身漆面的检查环节,才是5系的高发场景。
在漆面检查环节,单价超过千万人民币的漆面扫描机器人忙碌不停,一只机械手抓着灯头斜向移动、高速闪光,一只机械手抓着镜头平行移动、高速拍照——前者不停地闪,后者不停地拍,单车拍摄照片的数量可达10万张。
在高流明灯光的照射下,漆面上的凸起迎光侧变亮、背光侧变暗(漆面凹陷则相反);AI通过照片上的明暗对比,可以精准判定漆面上所有直径超过0.01毫米的瑕疵或杂质。仅仅发现单个瑕疵并不是目的,AI还会继续判断否需要调整优化喷漆工艺,并将结果反馈给系统。
无论是0.01秒/张的检查速度,还是0.01毫米的瑕疵直径,都是为了发现剔除那些不完美。但宝马所追求的,并非一个又一个0.01、10TBit,也不是一个又一个实验室、AI算法;而是制造可以经历时间考验的产品,提供可以交由时间沉淀的体验。磅秤张紧轮虚拟现实设计基准节圆柱面