| 中國汽車製造業近年快速發展，極大地推動了國內外測量設備/器具廠商的上升勢頭，並讓一些有實力、有遠見又有責任心的國內企業逐漸躋身主流。在較早時舉行的第十三屆全國汽車檢測技術年會暨第五屆汽車質量控制、試驗與測量技術交流會上，這種趨勢頗為明顯。 |
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| 圖1 座談會現場氣氛熱烈 |
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2009年11月27日到28日，第十三屆全國汽車檢測技術年會暨第五汽質量控制、試驗与測量技術交流會在上海召開，150多名來自海內外的代表參加了大會。
一半以上的代表來自行業中的近40家整車廠、總成廠和零部件廠，上汽乘用車、上海大眾、上海通用、神龍公司、奇瑞汽車、大眾-一汽發動機（大連）、江淮汽車、廣州本田、江鈴五十鈴等主流企業都有代表出席。而超過40家的國內外供貨廠商，在數量上更是超過了歷屆年會。
年會還吸引了上海交大、上海大學、中國計量學院和上海理工大學等多所高校，成都工具研究所、國家機動車檢測中心等科研單位，以及多家媒體參加。與會代表中頗為引人注目的還有10名來自美國、德國、法國和日本的外籍代表，他們均認真地全程參與了會議。
兩天的會期雖然短，但緊湊、得當的安排使廣大與會者通過大會報告、廠商先進實用的產品技術的介紹、富有針對性的論文的宣讀，以及會場外的熱烈交流和有實物展示的多達20個展台的參觀，獲得了莫大收益。以至於在第二天下午四點，當大會進入座談、總結環節時，代表們爭相暢談感想和交流看法，氣氛極為熱烈，欲罷不能。有名第一次參加這個年會的老外也舉手要求發言。最後主持人只得宣布大會延長到六時之後結束。
那麼，此次會議為行業、為從事這一領域的人們又提供了哪些信息和啟示？除了大會報告，30多篇來自一線的有相當水準的學術論文和19個國內外廠商的產品技術宣講，以及20多個有針對性的實物展台，生動地做了一次現代檢測技術先進性、適用性和服務性的形象展示。凸顯了“檢測技術的先進性、適用性應體現在為行業提供有針對性的、更好、更扎實的服務上”的宗旨，而這正是本次大會的主題。
縱觀本屆檢測年會，不啻是一次當代汽車製造檢測技術及其應用的全景式掃描，而從另一個角度來看，它又是一次供需雙方很充分的互動交流。值得注意的是，這一切都緊扣了國內汽車行業的現狀和其實際的需求，而不是空泛地介紹些新技術或作不邊際的“學術探討”。也正因為如此，才會出現了在會議臨近結束進行座談時的熱烈場景。
在線檢測設備的多元化與國內企業躋身主流行列的趨勢
質量意識的轉變有目共睹，從重視實物檢驗轉為強調對生產過程的監控的理念已經深入人心。
而伴隨着國內汽車製造業10多年來的快速發展，極大程度上助推了國內外測量設備/器具廠商在“在線檢測”領域的擴張，由此帶來了這樣的變化：
1.在用的和規劃中的在線檢測設備（有時也稱“工位檢測器具”）來源的多元化；
2.國內企業逐漸躋身主流，即進入為國內用戶供貨的主渠道。
這兩大趨勢在本次大會上展現得很清晰，尤其是在需求量最大的零部件和動力總成的製造企業—在本次與會的40多家設備廠商中，逾60%從事的主業都是這類產品的生產。
1. 供應廠商的多元化
長期以來，只要提到“在線檢測”，人們自然而然想到的就是國外的MARPOSS、Hommel、東京精密等少數幾家，而國內則是中原量儀和無錫愛錫。不錯，這些有相當知名度的企業迄今都還在拼搏，但這幾年不斷湧入和迅速崛起的眾多國內外企業，已經在總體上佔據了更大份額，這其中雖然有商業競爭的成份，但技術上的特徵和優勢更為重要。從本次年會的宣講和展示中可以看到，（德）OPW、（法）Mecalix、（美）Vgage和（捷）Gearspect，以及無錫福瑞德、天津海一和成都工研科技就都屬於這種情況。
在大眾、奧迪等國外主流汽車廠的推薦下，OPW公司的產品於近一、兩年進入了國內新建的幾條高端生產線。本次年會上，該公司介紹了富有特色的柔性測量單元，其較好地適應了今後用戶執行的中小批量、多品種的生產方式。圖2所示為一種用於軸類零件的柔性檢測設備。
圖2 OPW公司的軸類零件柔性測量系統
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Mecalix是法國的一家專業量儀製造商，相比業界熟知的（法）ETAMIC，其進入中國的時間要遲得多，但這幾年其市場佔有率卻上升很快，不但在諸如神龍公司這樣的法系車廠佔有相當份額，甚至還為不久前新建的通用系的生產線提供了箱體類工件的密封測試設備，其產品系列覆蓋面很寬。本次年會上，Mecalix介紹了如何根據用戶的需求和裝備（具備）情況，選用動態或靜態、氣動或電感的測量方案，以達到與工藝最好的匹配和最佳的性價比（參見圖3）。
圖3 Mecalix公司的電動（左）和氣動曲軸綜合測量機
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相比之下，（美）Vgage公司就更是一家鮮為人知的廠商了，但從該公司衍生出來的萬耐特（Valenite）公司則是大家熟悉的知名刀具生產廠商。由於有深厚的技術背景，Vgage（中國）公司誕生不到半年，已然在國內汽車製造業中嶄露頭角。在本次的年會上，他們介紹了很有特色的一種V6發動機缸體全自動綜合檢測設備（見圖4），並指出研製這種高性能測量設備的出發點正是源自於企業對相關零部件質量監控的實際需要，而且是在比較了幾種檢測方案之後才予以擬定的。
同樣地，（捷）Gearspect公司的名字對大家來說也是很陌生的，這次該公司則在大會宣講中闡述了如何以齒輪測量中心、單齧儀、雙齧儀等不同手段，在測量室和現場兩個層面高效、高性價比地解決用戶方變化多端的齒輪檢測的要求。
圖4 Vgage公司的V6缸體全自動綜合檢測設備
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2. 國內量儀廠商已漸漸躋身主流行列
迄止2009年底，中國已儼然成為世界第一大汽車生產大國，旺盛的需求和蓬勃的發展勢頭也給設備製造廠們帶來遠大的商機，從而吸引了眾多國內外供應商，包括檢測設備設備廠商紛至沓來。
那麼，國內量儀生產企業的市場地位究竟何如？通過檢測年會上的宣講、展示和代表之間的交流，我們欣喜地發現他們已擺脫了10年前的僅在低端運行的態勢，逐漸躋身主流行列，而且這一走勢正不斷走強，勢不可擋。說到底，“躋身主流”的標誌又是什麼？我認為，主要應表現在以下三點：
1.在用戶實際需配置的檢測設備/器具中佔有較大份額。
2.相當一部分的“大用戶”在選用設備/器具時，能將其列為優先考慮對象。
3.能以一些技術含量較高的檢測產品打入高端用戶，並得到相應認可。
若對國內目前逾百家的整車、動力總成生產廠和成規模的好幾千戶汽車零部件廠進行粗分，大致為國營（自主品牌）、民營、歐美系外資企業和日韓系外資企業。就以前述的需求量最大的“工位檢測器具”加以分析，現狀是這樣的。
對於實際需求量大且經常有備件和因改造需添置的量規、簡易機械式量檢具，國內量儀廠商現在已佔主導地位，即使是技術上要求最為苛刻的部分歐美系外資企業，如南北大眾、南北大眾發動機（動力總成），在面臨備品和擴產、改造等新的需求時，也會直接考慮選用國內廠家的產品。這完全是因其在製造技術上的日臻成熟，價格上的很大優勢和售後服務的保証等方面的因素決定的。
對於那些綜合性檢具、電子量規乃至半自動、自動多參數檢驗機，及技術含量更高的SPC檢查站，一些國內相對實力較強的廠商已完全能承接、並實際上也已在近幾年取得了絕大部分國營、民營企業的認可，甚至還涉及到多家日系、歐美系的總成生產廠。
如“資歷”最長的中原量儀、無錫愛錫，從兩者中派生出的無錫福瑞德和中測量儀，以及成都工研科技，他們已經為比亞迪、長安汽車、奇瑞、天津一汽夏利內燃機、車安動力、廣州汽車、長城汽車、上汽乘用車等國營（自主品牌）企業，及海南馬自達、神龍汽車、廣州本田、長安福特馬自達等合資企業成線地提供工序間的檢測設備，取得了可觀的業勣。當然，對於其中技術難度較高的多參數自動檢驗機，用戶有時候也會單選進口，如上汽乘用車的兩條缸體、缸蓋生產線，各線的工位檢具都是無錫愛錫的產品，但4台綜合檢驗機構就來自MARPOSS。
圖5 “成都工研科技”的多參數綜合測量儀在年會現場展示之後，便交付用戶方上海大眾使用 |
值得一提的是，本次年會上“成都工研科技”展示的一台帶控機的電感型多參數綜合檢具（見圖5），是提供給上海大眾發動機一廠某新型發動機缸蓋線的5台專用檢測設備之一，展示完畢就直接送至用戶方。這些設備採用了PLC程序控制，測量機構則選擇精密導軌系用以替代彈性體，大幅提高了可靠性和測量重複性，一次通過用戶現場驗收，獲得了好評。
而無錫富瑞德，在會上所介紹的用於變速箱生產過程中在線檢測的專用檢測站，還包含了SPC功能，該公司提供了殼體、軸類零件和盤類零件三個“站”，技術含量頗高。圖6所示是用於殼體檢測的一種。尤其值得稱道的是，這些設備是為國際知名的變速箱集團Getrag在國內新建的一家合資廠提供的，用戶的要求相當苛刻。可以說，國內量儀廠商能在近年供貨給歐美系合資企業中要求較為嚴苛的那些廠家，面向大眾、通用、博世（Bosch）、Getrag等提供技術含量較高的“工位檢測器具”並獲得認可和好評，正是他們逐漸進入量儀產品供貨主渠道行列的又一重要標誌。
3. 傳統型檢量具及其“升級版”
前面談到的量規和機械式檢量具是典型的傳統型工位檢測器具，在以批量生產為特徵的汽車製造業已沿用多年。雖然在中國汽車工業崛起的這20多年間，測量技術取得了長足進步，湧現出大量新穎、實用的檢測儀器，並在生產實踐中發揮了很大作用，但現實情況是，傳統型檢量具依然在企業的工藝配置和質量體系中佔據重要位置。在部分國營企業、日系的外資企業和民營企業中，這種情況更加明顯，甚至作為實際配置工位檢測器具時的主體，這當然取決於企業自身的規劃理念、慣用的工藝模式等因素，但確實也是與傳統型檢量具所具有的難以替代的優點分不開的。
順便指出一點，即使在質量要求十分嚴格、採用先進技術傾向性較強的歐美企業，如德國大眾汽車公司內，看似簡單的極限量規也還在被大量地應用，顯示出這類器具極強的生命力。也正因為如此，我們能深深感悟到，怎樣設計好、製造出一流的產品，就成為擺在國內上百家大大小小的專業生產廠商面前非常現實的一個問題，值得我們深思。
本次年會上，成立並投產不到4年的“天津海一”以一個生動、形象的報告對此做出了解答。在如此短的時間內，他們已為多家國內主流汽車發動機廠成線地提供了優質的量規、專用檢具，包括天津一汽夏利內燃機、廣州豐田汽車發動機、長春豐田汽車發動機、天津豐田汽車發動機等，圖6為其中一些實例。
圖6 專用檢量具實際應用的典型案例（天津海一） |
當然，即使是傳統的工位檢測器具，在不斷追求技術進步的今天，也已出現了一些“升級版”，它們保留了“傳統型”既有的簡單直觀、高可靠性、耐用易操作等一系列優點，但又通過巧妙的設計構思和精良的製作，提高了精度並擴展了功能，因而與其他儀器相比，往往有更高性價比，自然得到現代汽車行業不少用戶的追捧。
本次大會的展台中，就有（德）伊斯萊福公司推出的Diatest公司和KDRDT公司的這類產品，圖7為其中幾個實例。其中a是Diatest製作的擅長內孔測量的一種深孔測量器具，採用比較法，讀數則既可以利用量表，也能借助電感測頭（圖中是後者）；b是一種螺孔深度的可讀式量具，對提高大批量生產中螺孔檢驗的效率、準確性和降低人工勞動強度有明顯效果；c則是KDRDT公司研製的一種內螺紋讀數式測量儀，利用“作用中徑”原理，準確、可靠地解決了一個棘手的工序間檢測難題。該公司同時展出的富有特色的產品還有很多，引起了與會代表們的濃厚興趣。
圖7 傳統檢量具 “升級版” 的幾個實例 |
數字化檢測技術的發展與光學測量手段的擴張
上海大學李明教授在本次大會上作題為“數字化檢測技術”的報告，介紹幾何量數字測量技術的發展過程及應用中的問題與對策，引起不少與會代表的共鳴。
仿佛是給李教授的報告做注釋，世界最大的座標測量機廠商Hexagon（青島）的代表在緊隨其後的宣講中，以“數字化檢測與汽車質量控制”為題，生動、形象地就座標測量機的應用做了一回全景式展示。尤其是該公司推出的I2T（Inspection Information Technology）方案將可作為汽車行業的數據管理方案，有機地組合多項環節—諸如制定檢測規劃、實施脫機編程、多樣化的報告格式與上傳，以及對所有測量機進行實時監控管理等等，其結果是使艱難的測量任務、復雜的數據管理變得簡易、高效。而其宣講中提到的光學檢測方法，作為實現現代數字化測量的重要手段，也成為本次年會不少知名廠商重推介、展示的對象。
寶力機械和形創（中國）分別介紹了當今國外具代表性的兩家專業廠商的先進的白光測量技術，以及這些技術是如何為汽車廠的質量控制要求提供一站式解決方案的。宣講中，詳細地通過諸多案例以及其與傳統檢測方法的比對，闡明了以德國GOM公司和加拿大Creaform（形創）公司為代表的光學檢測方法的特點、優勢及其實際應用。
現今，光學測量已為國內外汽車企業越來越廣泛地接受，且運用領域也很多。而不同的專業廠商又在相似的技術基礎上，各有所側重，顯示了其特色和優勢，從而受到用戶的青睞。除了實現最為普遍的三維座標測量外，GOM的產品還可以解決熱加工（鑄造、焊接、模鍛）後的工件質量分析，不但便於檢查零部件的質量，還為改進工藝、查找原因提供了依據。其所具備的動、靜態應變測量和動、靜態變形分析，更為產品開發提供了有力的手段（見圖8）。
圖8 GOM公司的光學測量技術
a.ARAMIS動態光學應變測量
b.ARGUS板料成形網格應變測量
c.PONTOS動態變形分析
d.ATOS3D光學掃描
e.TRITOP光學3D座標測量
f.TRITOP Deformation動態變形分析
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Creaform公司的優勢、特長則是對大型零部件、夾具，以及車身的測量，由於大量採用無線測量，使得在現場進行工作變得相當方便。Creaform還擁有一種富有特色的手持式裝置，自重僅980g，非常輕便，其十字交叉激光束可組合掃描不同的部位，效率很高。
在宣講的廠商中，天準公司作為擁有完全自主知識產權的一家高新技術企業精彩亮相，闡釋了其領先業界的影像測量技術。据介紹，該公司的VM系列自動影像測量儀是一種使用光學鏡頭、CCD圖像獲取影像數據進行幾何量測量的高精密測量儀器，已在汽車、電子、航空、軍工等領域得到廣泛應用。這款測量儀功能豐富，精度達到（2.0+L/300）μm，適用於非接觸、批量、快速自動測量，即使是對於氣門輪廓尺寸等某些二維平面測量、微小軸類、電機錐頭等的測量需求，也能方便地實現快速測量（圖9）。
圖9 “天準”光學檢測的一個應用實例 |
天準方面表示，這款迄今國內精度最高、性能最穩定、功能最強大的影像測量產品，獲得了國家計量科學院的權威校準認證，其各項性能參數均實現了進口替代，並在軟件操作靈活性、易用性方面超過國外同類產品。
天準自動影像測量儀能高效檢測各種復雜汽車零部件的輪廓和表面形狀尺寸、角度及位置，特別是精密零部件的微觀檢測與質量控制。它擁有的非接觸式測量特點，使得它在對眾多形貌微小，易變形，不易接觸的汽車零部件進行精準測量時更加遊刃有餘。值得一提的是，天準自主研發的Vispec測量軟件獲得了中國軟件著作權，具備強大的幾何提取工具、基元複製、多種數據輸出方式、多種儀器操控方式、集成SPC功能、DXF圖紙載入、全自動輪廓跟蹤、全景掃描、圖紙比對等功能，能大幅提高對汽車零部件的測量質量和效率。
提及軟件，雖然這些專業化程度很高的廠商一般都能為用戶同時提供相匹配的硬件和軟件，但不可否認的是，在現代工業信息化環境下，分工的細化和技術的深化還是為專業軟件工作者提供了發揮的天地。
在本次大會上被推介的“傑魔軟件（Geomagic）”就是這類產品的一個範例。由一位美籍華人女士創建的這家公司所能提供的商品化軟件，擴展、完善和豐富了測量設備硬件的功能，使數字化測量的實際使用效果得到了提升。
例如，傑魔的某個軟件就具有建立、實現偏差色譜的功能，從而使檢測結果能夠以清晰、直觀的顏色、色澤的差別來反映，且用戶還可自定義色譜—這無疑受到了用戶的極大歡迎。更不用說還有諸多涉及“對齊”、“評估”、“報告”以及鈑金件檢測、葉片檢測等方面的專用軟件。“傑魔軟件”幾乎可用於一切常規的三座標測量設備，其功能更是覆蓋了所有主流的三維光學掃描儀（見圖10）。
圖10 傑魔軟件所覆蓋的光學儀器 |
相似地，盡管國內外各家廠商在給用戶提供的檢測設備中一般都宣稱能進行數據的統計分析，但功能更豐富的、高端的統計分析軟件還是只能由專業廠商解決，這已得到用戶方的普遍認可。比如會上，知名的Q-DAS公司（中國）的代表詳細介紹了升級的qs-STAT統計分析軟件，引起了廣範圍用戶的普遍關注。
材質、結構、性能等非幾何量參數的監控受到更多關注
不可否認，在機械行業、汽車行業等領域，幾何量檢測在質量監控中的佔比高達70%甚至更多。隨着質量意識的不斷加強，對“零缺陷”的追求，以及監控生產過程這一理念的強化，使得那些涉及材質、結構和性能的非幾何量參數的檢測也日益受到重視，不少既運用了先進技術、又適宜企業採用的新穎儀器應運而生。
來自武漢的高科技民營企業金達微在所撰論文和大會宣講中，介紹了其利用渦流原理研製的金屬硬化層深度及分布的無損檢測儀器，其可為零部件感應淬火後的質量監控提供一種有效手段。
鑒於感應淬火是熱處理工序中的“綠色工藝”，應用日趨廣泛，目前已佔零部件總量的50%，但這項工藝所具有的既類似於“單件生產”、又是快速高效的特點，卻很容易產生質量參數較大的分散性。目前，大多數企業還是採取在實驗室通過工件抽檢破壞，然後測試硬度、硬化層深度和分布狀況的方法—顯然，對於多數工藝水平不是很高的企業，這種做法會帶來較大風險。而採用金達微公司開發的無損檢測技術，不但不再需要破壞性抽檢，且因效率很高，甚至可以實現100%的全檢，適用於感應淬火的“單件生產”的特點。
另一家來自芬蘭的Stresstech公司則介紹了最新的磨削燒傷的測試技術。磨削燒傷會嚴重降低工件的耐磨性、耐腐蝕性和疲勞強度，為產生裂紋埋下隱患，時間一長還會產生剝落、斷裂。但由於其表象不明顯，故採用傳統的觀色法、酸洗法、金相試驗法和顯微硬度法，不是效果差、難以準確判斷，就是耗時、費力、抽樣率低，還得破壞零部件。
Stresstech公司研製的檢測方法建立在巴克豪森（BK）效應的基礎上，利用微弱的BK信號在遇到影響其強弱的兩個參數有變化時會相應變化的現象，建立起一種新穎測試儀器的技術基礎。這種幾年前已在歐洲工業化國家的汽車發動機、零部件和軸承等企業獲得日漸廣泛應用的新穎檢測設備，自2005年起也在國內開始“施展拳腳”，並逐步引起相關廠商的關注。
因零部件、總成的缺陷而引起的洩漏會對產品質量帶來嚴重問題，這也是密封性測試受到各家企業高度重視的原因。目前應用最為普遍的是壓降式檢測，雖然技術上已很成熟，但受到原理性局限，往往會對溫度、變形等因素影響顯得敏感，且較難滿足微洩漏的檢測要求。
自2000年後逐漸進入實際生產領域的超聲波氣密性檢測，在不少重要零部件—總成的質量監控中顯示了很大優勢，即使在國內也已經在多家諸如汽車油箱、燃油分配管一類的企業中得到了成功應用。其原理相當簡單，將被測件置於水槽，若存在漏點，即使再微小也會有氣泡冒出、升起，超聲波傳感器能根據發射後形成的聲場感受到這些氣泡而形成聲波散射，經過計算機模擬觸及到氣泡後的反射情況，既能對被測件的氣密性作出合格與否的判斷。來自（德）哈斯特公司的代表在會上就這一新的洩漏檢測技術所做的介紹引起聽眾們的很大興趣，其實，國內外多家主流汽車油箱生產企業近年已引入了這一技術。
而上海市的民營科技型企業九段機電和（法）歐科佳（中國）公司則在發表論文和演講中通過介紹一個高端轎車座椅的電動功能在線檢測設備，以及已被國內多數整車廠所接受的“轎車總裝線電子電氣檢查系統”，使與會代表深切感受到，對總成和產品的相關功能性指標的監控，同樣是確保質量的不可或缺的環節，必須給予極大重視。 ■
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