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科技革新 重新发明车轮
从设计和空气动力学角度,重塑奥迪纯电车型的轮毂设计。

文本:AUDI AG  摄影:AUDI AG  视频:AUDI AG 阅读时长: 6 分钟

奥迪 e-tron GT quattro 的诞生,是一场车身与电池、电机以及底盘的“联姻”。将部件放置于车身之上的,是以精度达到毫米级别的工件托架。

 

Audi e-tron GT quattro:综合耗电量* (kWh/100 km): 21.6–19.6CO₂ 综合排放* (g/km): 0
有关油耗/耗电量和 CO₂ 排放的数据与所选车辆装备有关。
车辆的能耗和排放值仅根据 WLTP 标准得出,而非 NEDC 标准

佩戴着手套的工作人员小心翼翼地触摸着纯电动奥迪 e-tron GT quattro 的车身漆面。她的目光紧紧追随着她手指所触碰的每一处。特殊的灯光笼罩在整辆车上。奥迪专家正在一丝不苟地进行着质量检查,任何一丝一毫的异常都逃脱不了她警惕的目光。这是奥迪 e-tron GT quattro 在 Böllinger Höfen 所需经历的最后一道工序 —— 最终检查。对油漆、接合和缝隙进行最后一次查验。这也是进行细微调整的最后机会。

在一辆量产车到达此处之前,需要经历其它众多工序。奥迪内苏卡尔姆工厂的 Böllinger Höfen 针对 Gran Turismo 车型的生产应用了量身定制的创新技术。但最终的润色工序,始终是手工完成的。奥迪 Böllinger Höfe 工厂的生产主管 Wolfgang Schanz 解释说到:“在生产奥迪 e-tron GT quattro 的过程中,我们提高了车身制造的自动化程度,而在装配时,每个工作步骤都离不开手工作业。车辆制造,仍然是一门手艺活。我们的员工们在执行过程中,时刻关注着方方面面的细节。”而经验则是在整个流程发挥决定性作用的另一个要素。“在这里,我们继续将生产奥迪 R8 的手工传统发扬光大。我们的热情从奥迪 R8 一直延续到奥迪 e-tron GT quattro 的生产中。”这位生产主管继续补充道:“Böllinger Höfe 是利用创新、灵活的生产工艺制造小规模量产车型的工厂表率。”这也是可顺利生产奥迪 e-tron GT quattro 的先天优势。

小规模量产工艺在此得到了升级和改换,实现了在一个工厂内进行两种车型的生产。奥迪内卡苏尔姆驻地原本的生产优势不仅得以保留,其竞争力还在集成奥迪 e-tron GT quattro 项目时在电气化、自动化以及数字化方面得到了拓展。

 

Audi e-tron GT quattro:综合耗电量* (kWh/100 km): 21.6–19.6CO₂ 综合排放* (g/km): 0
有关油耗/耗电量和 CO₂ 排放的数据与所选车辆装备有关。
车辆的能耗和排放值仅根据 WLTP 标准得出,而非 NEDC 标准

Audi R8:综合油耗* (l/100 km): 13.6–13CO₂ 综合排放* (g/km): 311–297
有关油耗/耗电量和 CO₂ 排放的数据与所选车辆装备有关。

“车辆制造,仍然是一门手艺活,需要关注方方面面的细节。”
——奥迪伯灵格霍夫生产主管 Wolfgang Schanz

最终检查时的车漆质量检查。

在 Böllinger Höfen,精准制造高品质车辆是首要任务。每一个流程、每一次操作都至关重要。其生产的车身质量彰显了手工制造和现代科技的完美共生。在那里,不同的接合工艺(如电阻点焊接、螺栓、铆钉和粘合等)都得以应用。而其中的核心部分,是一个被称为二次框架 (Double Framer) 的夹紧固定装置。

“其中一个框架的主要作用是将大型组件连接到车身上以确定其几何形状。在传统车身制造工艺中,这样的框架系统会被用于两个连续的工艺步骤。而在 Böllinger Höfen,我们设法将所有车身需要二次通过的步骤都整合在一个设备中。所以这个设备才有了二次框架这一称呼。”车身制造主管 Christoph Steinbauer 解释说到。“第一次通过是连接内侧组件,而第二次则是连接外部组件。由 10 个机器人使用 32 种工具完成车身的连接和接合工序。机器人在两次通过以及在工作步骤之间自动切换工具。”

车身制造的核心工件:二次框架。

而所谓的无关联测量工作站也是新科技的应用。由机器人控制的两个测头用于检查车身尺寸是否精准。它们控着车身上 350 个测量点的检查。在每个测量点上都会生成蓝色的条状图案并同时扫描。完成后,机械臂就会移动至下一个测量点。机器人就如是此逐点对整个车身进行检查。室内摄像头记录测头的准确位置,并持续对数据进行比较。所生成的大量高精度数据将被用于对最细微的偏差作出快速响应。组装线上,除了高科技设备,还有两个人工作业工作站。在那里,机械操作转换为人工作业:通过手工操作完成最为精准的焊缝。在奥迪 R8 车型生产过程中积累的宝贵经验在此也得以继续发扬光大。多年来,这款搭载 V10 内燃机的运动车型始终依赖于焊工们的纯手工作业得以完成制造,而可与此媲美的最高精度熔焊作业也得以在奥迪 e-tron GT quattro 的制造中被继续使用。

 

Audi e-tron GT quattro:综合耗电量* (kWh/100 km): 21.6–19.6CO₂ 综合排放* (g/km): 0
有关油耗/耗电量和 CO₂ 排放的数据与所选车辆装备有关。
车辆的能耗和排放值仅根据 WLTP 标准得出,而非 NEDC 标准

Audi R8:综合油耗* (l/100 km): 13.6–13CO₂ 综合排放* (g/km): 311–297
有关油耗/耗电量和 CO₂ 排放的数据与所选车辆装备有关。

无关联测量被应用于精度要求最高的生产线中。在一个车身上,总共记录了 350 个测量点。在每个测量点上都会生成蓝色的条状图案并同时扫描。

附装紧随装配之后。负责车身制造的员工将对车辆的翼子板、车门、引擎盖以及尾门进行装配。在这个生产步骤中,需要特别关注缝隙尺寸的精准均匀和表面质量。在外壳部件中,需要将偏差控制在最小公差范围内。为此,最高程度的细致专注是在作业中是必不可少的。而来自传统手工业的专业能力在此发挥了关键作用:每个团队都有一名训练有素的木工组员,因为他们对于表面质量有着最为敏锐的特殊外观和触感判断。组装完成后,车身即进入喷漆工序。

手工检查缝隙尺寸是否存在着最细微的偏差。

刚刚完成喷漆的奥迪 e-tron GT quattro 车身将被存放于 Böllinger Höfe 地下空间的高架上。而无人驾驶运输车 (AGV) 将车身从此处运输到工厂一层的装配线上。无人驾驶运输车使用可数字化呈现周围环境的导航地图来辨识方向。其前后配有两台可记录周围环境的激光扫描仪。无人驾驶运输车可借此准确地测定其所在位置。20 辆无人驾驶运输车每天要来回行驶总共超过 23 公里的路程。无人驾驶运输车不仅能将车身送至装配线,还作为运输工具贯穿整个生产周期提供从头到尾的支持。此外,还可根据情况调整无人驾驶运输车的高度,以满足工作环境中的人体工学要求。

奥迪 e-tron GT quattro 和奥迪 R8 使用同一条装配线,这是此生产阶段的特点之一。为了能更好地适应两款车型的联合生产,该装配线从 16 道工序扩展至 36 道。由负责的物流技术人员以最细致准确的全局安排来控制所有流程,让不同款型车辆的不同组件能以所需的顺序准确准时地送达至生产地和站点。为确保流程的顺畅实施,所有组装流程都进行了预先测试。测试并非在现场执行,而是借助了 VR 技术。

组装,作为流程中最核心的要素,就如同一场盛大的婚礼。在此步骤中,电池、电机和底盘被安装到奥迪 e-tron GT quattro 的车身上。这些关键技术模块被放置在工件托架上,并通过辊道以毫米级的精准度被定位到车身下方。通过使用自动定位型螺丝刀,将电池与动力组件进行接合固定。而精准的手工作业也在此同样发挥着作用。

 

Audi e-tron GT quattro:综合耗电量* (kWh/100 km): 21.6–19.6CO₂ 综合排放* (g/km): 0
有关油耗/耗电量和 CO₂ 排放的数据与所选车辆装备有关。
车辆的能耗和排放值仅根据 WLTP 标准得出,而非 NEDC 标准

Audi R8:综合油耗* (l/100 km): 13.6–13CO₂ 综合排放* (g/km): 311–297
有关油耗/耗电量和 CO₂ 排放的数据与所选车辆装备有关。

运行中的无人驾驶运输车:从 2014 年开始,Böllinger Höfen 工厂就一直在使用无人驾驶运输车负责装配线上的车身运输。

“在更多领域里,我们将以虚拟方式进行装配流程的规划。”
—— Wolfgang Schanz,奥迪 Böllinger Höfe 工厂的生产主管
即便装配流程最为追求的是精准熟练的手工操作,但在挡风玻璃和后窗等装配步骤中,我们也启用了机器人提供支持。人与机器在这些作业步骤中一起工作,而我们甚至不需要额外加装防护栏。我们把这种作业方式称为人机合作。首先,作业人员使用可自动调节的支架将玻璃放置于装置之上。然后他们退到一旁,等待机器人为玻璃涂胶。此工序完毕后,作业人员再次接管操作,把玻璃精准地安装到车身之上。

除此之外,3D 打印机也会为此提供支持。在许多工作站都启用了特制的装配辅助装置,确保作业时的人体工学舒适性。当员工提出各自对流程优化的想法时,在 Böllinger Höfen 工厂,我们遵循所谓的“捷径原则”。他们可以直接向 3D 打印中心汇报自己的想法。奥迪专家团队与一家来自柏林的初创企业共同开发了一款可将预装配设备的制造时间缩短 80% 的软件。大多数情况下,仅凭简单的草图便可在短短几个小时之内提供所需部件。Wolfgang Schanz 对于该方法所创造的巨大优势也给予了积极肯定:“我们确立了许许多多的新方法。从装配流程规划开始,我们在许多领域采用了虚拟方式。在车身制造时,我们使用无关联测量技术。而 3D 打印技术的加入,确保了我们的员工可以在生产线上获得量身定制的解决方案。”

在保留手工制造特性的同时融入高度灵活的高科技生产技术,Böllinger Höfe 工厂成功地将取自两个不同世界(手工制造和智能工厂)的精华合二为一。

出场之前,奥迪 e-tron GT quattro 会接受最细致入微的最终检查。

 

Audi e-tron GT quattro:综合耗电量* (kWh/100 km): 21.6–19.6CO₂ 综合排放* (g/km): 0
有关油耗/耗电量和 CO₂ 排放的数据与所选车辆装备有关。
车辆的能耗和排放值仅根据 WLTP 标准得出,而非 NEDC 标准