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现在，以3D打印、AI技术为代表，数字化备受瞩目。汽车行业生产一线却依旧存在着一些依靠“老手艺”而运转的部门。
ToyotaTimes将聚焦这些用其自身精湛技艺支撑起汽车行业的“匠人”们，并开启一个直指日本制造业精髓的新特辑“支撑日本汽车制造业的匠人们”。
本期ToyotaTimes为您带来有着“应变计匠人”之称的冈田卓也特辑后篇，这位年轻人在造车一线用自己独特的know-how进行汽车行驶系统零件强度试验。
第12期 用独特的know-how进行汽车行驶系统零件强度试验的“应变计匠人”：冈田卓也
丰田汽车 生产总部 堤工厂 车身制造技术部 冲压工程维修科 品质保证4系 小组组长
书接上期，让我们来看看冈田如何用应变计为汽车行驶系统零件做强度试验。为探明这个问题的答案，ToyotaTimes来到了位于爱知县丰田市的堤工厂车身生技部冲压工程维修科。
在这里，冈田告诉我们：“应变计是一次性的，使用的时候需要迅速用速干胶将其粘贴在测量对象上。而且应变计价格不菲，哪怕是这种最基本的款式，1个的成本也在500日元左右。在粘贴的时候，我一般会双膝跪地作业，而不是坐在椅子上，因为这样对我来说更容易进入最专注的状态。每次作业时，我会在脑海中反复提醒自己：‘1个应变计成本500日元’，这么想着便能全神贯注，防止失败（笑）。另外，因为我的手比较大，所以在细小的部位作业时会感觉相当吃力。”
双膝跪地粘贴应变计是“冈田的风格”，需要细致作业时他还会用上小镊子。
冈田在自己的操作台前为我们演示了作业流程：首先在准备粘贴应变计的位置做点、线等记号，然后滴几滴速干胶，作业便完成了。
不过正如应变计的使用说明书所述，它的难点其实在如何熟练使用。根据测试位置不同，应变计测出来的数值会有很大变化。因此，在测量零件的应力，即强度时，必须找到测量对象的适当位置，并选用恰当的方法粘贴。当然，基本的配置和测定方法是有规律可循的，但这终究只是基础，更多的时候还是需要靠自己去摸索。
上图为需测量的零件上贴着应变计的状态。
如果应变计很小的话，可以借助小镊子来粘贴。
正如前篇所介绍的，应变计诞生于近70年前，如今它被广泛运用于以造物为首的各种一线。但是厂商的手册上还是写着这样一条规定：“使用者需要有长期的经验和know-how”。同时在用应变计时也要重视细节，比如根据测量对象的材料和测量目的的不同，有时需要制作夹具和工具等等。
“最重要的是明确测量的具体结构、目的和方法，这点也适用于应变计以外的其他测量仪器。我之前说过，与其闷头乱做一通，还不如不做。因为只有了解清楚测量的原理，测量结果才能准确。另外，我们也不能忘记学习与测量材料有关的知识。”
冈田主要负责用应变计对前置悬架及后悬架零件进行疲劳强度试验和变形强度试验。
每当汽车行驶、转弯、停下时，都会给汽车行驶系统的零件反复施加巨大的力。即使在设计阶段已经预想到了这一点，但由于反复施加这么强大的力，钢和铝合金材质的汽车行驶系统零件难免会在无形中出现损伤，这种损伤宛如“疲劳”一样不断累积，零件强度也相应受损，这就是金属疲劳。
一旦金属疲劳积累到一定程度，零件内部就会出现肉眼可不见的细小裂缝或断裂，导致零件强度下降，最终招致损坏。即是说，金属疲劳十分危险，会导致车辆无法行驶，甚至是发生事故。
在疲劳强度试验中，疲劳强度试验仪会对汽车行驶系统的零件施加与行驶时相同的负荷。
所谓疲劳强度试验，就是将应变计贴于汽车行驶系统的零件上，再将其放入通过液压运转的试验仪，试验仪会模拟汽车行驶时的样子，对零件反复对施加力，以此测定零件的疲劳强度。具体来说，就是通过零件上的应变计先测出零件内部产生了多大的应力、发生了多大的变形，再通过改变力的大小和施加次数重复进行试验，以此判断零件强度的极限。要想确保汽车能安全行驶，疲劳强度试验必不可少。
“我们可以借助应变计的测量数据了解零件内部的状态，哪怕是非常细微的部分都逃不过应变计的检测，只要原材料内部出现裂缝，就会立刻体现在测量数值的变化上。我们也可以通过它来判断测试对象是不是快损坏了，如果测出来的数值变化很大的话，那这个零件很可能会立刻坏掉。”
疲劳强度试验一般有三种，分别是模拟车辆急起急刹的前后型疲劳试验、模拟车辆转弯的左右型疲劳试验，以及模拟在一般道路或恶劣道路上行驶时车辆颠簸的上下型疲劳试验。
另一项是变形强度试验，它是在车辆与路缘石发生碰撞等非正常行驶的状态下，通过试验仪还原轮胎对汽车行驶系统零件产生的冲击力，以此确认零件会在多大的力下受到何种程度的损伤，这同样是确保汽车安全行驶的必要前提。
自进入公司以来，冈田在强度测试的工作中不断积累经验，凭着与生俱来的探索精神，灵活运用应变计等各种测量仪器，确立了自己的一套测量方法，将前辈传授的know-how发扬光大，并在一次次测定中将不可能化为可能。
因为冈田出色的表现，他收到了公司各个部门的一致好评，其他部门的人纷纷来找他咨询：“我们用现有的方法无法测试这个零件的强度，您有没有办法呢？”渐渐的，越来越多的人了解到“冈田很厉害，能想办法测出之前无法测出的数据”，并来求助于他。
冈田表示：“面对他们的请求，我绝不想说自己做不到，因为这正是我大展身手的机会，必须得想办法测量他们都无法测出的零件数据。特别是有热爱研发的人向我咨询时，我绝对是有问必答。”
令冈田印象最深刻的工作之一，就是在车身外板的涂装过程中，实时测量因加热产生的热应变。为了确保汽车的静谧性，在车身外板的内侧会用橡胶涂料进行特殊涂装。但是，这种涂料在干燥的过程中会发生“热应变”，最终导致外板出现凹凸不平的样子。
因此，涂装部门的求助内容是：“希望能测量和分析热应变”。起初冈田觉得这个问题很棘手，因为应变计并不耐热。后来，他自制了一个兼具隔热和冷却功能的木箱，将应变计整个放入其中，成功测出了原本不可能测到的数值。
上图为冈田自制的兼具隔热和冷却功能的木箱，箱内部分成几层，塞满了制冷剂和隔热材料。
作为“应变计匠人”，冈田的工作还包括支持运动员们。隶属丰田汽车的残奥比赛运动员佐藤圭太选手可谓一位短跑王者，他曾在2016年里约热内卢残奥会的400m接力赛（100m×4）中摘得铜牌。丰田从2017年开始专门研发佐藤选手使用的竞赛用假肢。
“佐藤选手之前使用的是市面上卖的假肢，但这种假肢不具备高耐久性。因此，当时公司内部成立了‘佐藤小组’，专门研发佐藤选手参赛用的假肢。”
后来，“佐藤小组”的项目在生技管理部的统筹下启动了，但由于成员们并不了解假肢的制造方法，研发得从零开始。尽管他们在2017年年末完成了第一款竞赛用假肢，但该假肢在初次试跑了20m就后坏掉了，而且还是在慢跑中损坏的，说明研发中存在很大问题。
“最开始我们车身制造技术部并没有参与该项目，我们是在2018年接到佐藤小组的合作邀请之后才加入进来的。”
当时，冈田所在车身制造技术部收到的委托是：帮忙测量跑步时假肢承受的准确应力，并通过强度试验确保假肢的强度。
于是冈田在假肢上安装了应变计等各种传感器，让佐藤选手试跑的同时自己也跟着并排跑，以此获取数据。同时，他还对研发的假肢进行了疲劳试验。
上图为带着装有各种传感器的假肢试跑的佐藤圭太选手。
回忆起当时的情景，冈田笑着说道：“成员们都和我说‘你太乱来了，居然敢和专门跑100m的运动员一起跑，一是你肯定跟不上人家，二是传感器的电线也会断’。当然，他们说的都是实话，可即便如此，我还是想在电线断掉之前尽可能多地收集数据”。
最终，冈田将获得的数据反馈给了包括假肢矫形师在内的假肢制造团队。在结合了造车技术和know-how后，成员们终于达成了团队目标：该竞赛用假肢可以帮助运动员跑得更快，而且耐久性极高，3年可以跑36万步以上。
上图是为佐藤圭太选手研发的竞赛用假肢，冈田测量的各种数据在其研发过程中起了很大作用。
“佐藤选手认为这款假肢‘很方便跑步’，他跑100m的速度也快了0.21s。另外，听说假肢矫形师被丰田式的造物方式打动了，后来还购买了丰田的汽车。”
为了研发这款假肢，冈田与平日里接触不到的各领域“匠人”们通力合作，这些领域包括设计、机械加工、木型、树脂成型、碳纤维成型、空气动力学分析等等。冈田认为通过这次的宝贵经验，自己的价值观和思考方式也有所改变。
“在日常工作中，我基本没有机会与终端客户直接沟通，而在2020年东京残奥会的工作中，我能一边直接听取运动员这位终端客户的意见和建议，一边推进工作，这真是莫大的经验财富。通过这个项目，我第一次体会到了什么是‘用户视角’。”
如今，冈田正专注于培养接班人和提高自身技能。
上图为正在用白板为两位后辈讲解的冈田。
“我现在在带两个后辈，他们都是20多岁的年轻人。我每天都在教他们正确的测量方法，要保证他们先理解测量的原理和原则，之后才再学习具体步骤。两个人的进步非常明显，现在他们自己也会去思考如何合理使用新仪器了。”
冈田认为，只有自己被称为“匠人”还远远达不到目标，他会致力于培养后辈们，让他们也成为“匠人”。话虽如此，冈田也才不到40岁，今后他还想站在第一线，继续作为工程师迎接新的挑战。
上图为正在听冈田讲课的年轻人，他们神采奕奕，令人印象深刻。
冈田表示：“测量技术的进步日新月异，我正在通过网络和文献认识新的测量仪器和作为测量对象的新原材料。我希望自己能够在这方面更上一层楼，用自身的知识帮助更多人。”
这就是年轻的“应变计匠人”冈田卓也。在听说了他高超的“测量技术”后，公司内各个部门都会向他求助。不仅如此，冈田的工作也得到了来自社会的关注，比如日本塑性加工学会等。可以说，属于他的舞台才刚刚拉开帷幕，让我们期待这位匠人今后的精彩表现。
