與北京汽車研究所專家王凱明的對話

　　王凱明：北京汽車研究所高級工程師

　　問題一：什么是車輛的安全技術?都包括什么內容?

　　有關安全的問題涉及很多內容，安全問題即是每個用戶重點的關心內容，也是車輛設計中被考慮的最重要目標之一。它涉及到車體本身的安全，車內乘客的安全、與其他車或行人碰撞時他人的安全，還要能在緊急情況下，有效規避危險以及保障在各種情況下各個控制系統操作的安全可靠和便捷(行為安全)。通常我們常把車輛的安全技術分為被動安全和主動安全兩大類。

　　被動安全是指一旦發生意外，如何減小車內人員的傷害以及如何最大程度的把危險降低至最小的安全技術。一般主要包括約束系統技術和車身的設計及制造技術。約束系統即通常講的安全氣囊和安全帶系統，該系統已經從最初的僅用于保護司機個人的單安全氣囊，發展到同時保護乘客側的雙安全氣囊系統，隨著人們對碰撞事故中人員受害狀態和程度的研究分析，在許多高檔車輛中逐漸增加了側氣囊、后排乘客安全氣囊、窗簾氣囊、膝蓋保護氣囊、乘員頭頸保護技術以及預緊式安全帶等裝置，近年來側面碰撞防撞梁的采用已成為標準設計。在此要強調的是，盡管車輛上為保護乘客人的安全，安裝了各種安全氣囊系統，但它畢竟僅能是在事故已經發生后如何減小二次傷害的手段，而且在實際發生碰撞事故中，安全帶的作用要大于安全氣囊的作用。所以有些人認為只要有了安全氣囊，就不必帶安全帶的想法是不正確的。

　　主動安全技術是指通過一定的控制系統，在極端或特殊情況下，協助駕駛人員規避危險，避免發生意外或將危險減小到最低程度的安全技術。這主要包括ABS、ASR、EBD、TCS、ESP(不同汽車制造商對此技術會起不同的名稱，如豐田的VSC，寶馬的VDC等)等技術以及后來在此基礎上發展出的幾十項功能。不僅如此，在駕駛操作方面，人們還開發了主動巡航、變道輔助、自動泊車、車道保持、主動燈光系統(AFS)、紅外線夜視系統等技術，都在保持了汽車高性能和駕駛樂趣的前提下，極大的改善了車輛行駛的安全。從一定意義上講，ESP技術的應用是汽車主動安全技術發展的一個里程碑。正是在該項技術的基礎上，才會有后來開發的諸多技術，如VDIM(車輛動態綜合管理系統)、EDL(電子差速鎖)、HHC和HDC(坡道輔助)、FBS(制動防衰減)、RAB(預警制動)、RBS(雨天制動支持)等，還有PCS(預碰撞安全系統)。所以現在許多汽車制造商正逐漸在中級車上也開始配置ESP系統，在國外某些國家已經將此項技術作為車輛的標準配置，足見其對安全的重要。所以在購車時，不僅僅看有多少安全氣囊，應更多的關注主動安全技術上的配置。

　　問題2：你剛才講到安全還涉及車身結構，是不是鋼板越厚越好，車身越重越好?

　　在被動安全技術中，除了上面講的安全氣囊和安全帶系統外，還有一個非常重要的技術內容，就是車身本體的設計和制造。這里首先是車身的設計，大家都知道，絕大多數轎車都是承載式車身，即整車沒有縱梁，車身本體就起到了商用車和越野車中縱梁的作用，所有行駛和操控部分的部件到通過一定的方式連接于車身上，所以車身的設計對安全來講就至關重要。過去人們認為整個車身剛性和強度越高，里面的人就越安全。但隨著人們對在車輛事故中被傷害人的受害程度和部位以及受力的研究分析，提出了新的設計理念，即在發生碰撞時，應有足夠的部位盡可能地吸收碰撞產生的能量，同時利用車身結構件(如前柱、車門腰線部，下車體)將剩余的沖擊力盡可能分散，以避免碰撞產生的沖擊力過多地傳遞給車內乘員，并為車內乘客保存足夠的生存空間。所以通俗的講，現在的車身是該軟的地方一定要軟，該硬的地方一定要硬。大家可以看到車上的前縱梁專門設計了褶皺區就是應用這種理念的一個實例。人們為了研究和驗證車身設計和制造的安全性，才出現了現在大家都關注的車輛碰撞試驗(在我國也被簡稱為CNCAP)。這種試驗是研究車輛在以一定車速和一定角度發生碰撞時，車體發生的變形、乘員安全保護系統的作用和車內乘客的受力(在試驗中使用安裝有各個傳感器的虛擬人體模型，值得一提的是在豐田最新的第四代虛擬人體模型中不僅有模擬人體骨骼，還具有模擬大腦、內臟和肌肉等人體結構)。豐田正是本著市場應用中有實際效果的安全技術開發理念，并根據實驗結果和事故調查數據，包括世界各國(如美國、日本和中國)事故調查和碰撞試驗(單車及車對車的碰撞)的數據，分析造成的傷害，而設計和制造了GOA(Global Outstanding Assessment)車身，同時利用上述數據不斷進行改善。目前在中國銷售的豐田車車身正是利用吸能的車身結構和前面提到的乘員保護系統，使所有參加過CNCAP測試的豐田車均達到了5星級標準，提高了購買豐田車的用戶對豐田品牌的信賴。以上說明并非是單純比較鋼板的厚度，而是要看具體的結構設計、各部位使用的材質、制造工藝和質量控制能力，當然最后要通過實際發生的碰撞(包括碰撞試驗和事故調查)來檢驗實際安全效果。此外現在要求不僅重視車內乘員的安全，還考慮車外行人的安全，根據這點豐田開發了同時能在一定程度上保護行人的車身結構。

　　您還提到車重的問題，這也是一個非常有意義的問題。有些人認為車的覆蓋件鋼板厚些，重量大一些，安全會更好。這在一般情況下，可以這樣認為，但是不完全，因為經過試驗和事故調查的數據顯示，在低速時鋼板厚一些的車在發生碰撞時的確變形小些，但從另一方面講，當高速行駛時，鋼板越厚，車重越大，行駛慣性(動能)也越大，反而沖擊也大，同樣制動距離也會長些，所以在發生碰撞并不一定比鋼板薄一點的車更安全。事實證明車速在大于50公里/小時以上時發生碰撞時，覆蓋件鋼板厚薄的細小差異(這里講的是很小的厚度差異)對乘員安全的保護作用的影響并不明顯，而更重要的還是車身結構的吸能以及乘員艙抗變形的能力，當然還包括上面提到的乘員安全保護系統。 另外現在講究節能環保，而車越重，燃油消耗越大。所以在很多年以前車輛的輕量化就已經是汽車設計上一個很重要的研究項目。一般都是采用新型材料(如高強度的鋼材，新型的鋁合金材料和復合材料等)和更合理的結構設計及新的生產工藝，這樣既可以提高車身剛度和強度，同時又可盡量減輕重量。也許有人從一般感覺來講會認為車重些，行駛起來會更穩，更安全。其實這也不完全正確。因為車輛的穩定性不完全依靠車輛本身的重量，尤其是高速行駛時，更依賴于車身的外形設計，空氣動力學的利用(減小風阻和利用風壓)、行駛和操縱機構及參數的合理設計。世界知名跑車法拉利的車身骨架就是使用鋁合金型材焊接而成的。一汽豐田在新上市的銳志的車身某些部位也采用了鋁合金材質，在保證安全的前提下，有效的減輕了車輛自重，提高了燃油經濟性。

　　問題3. 一個產品的品質應該說除了生產保障之外，可能更重要的是設計和開發，而此項是需要大量經費的?

　　是的，每個新產品的研發和原有產品的改進都是需要大量的人力、物力和財力的。例如豐田每年都要在設計、開發環節投入大量人力、物力、財力資源，來確保豐田所生產的車型具有高品質特征。此前我們談到的豐田在碰撞試驗過程中，不僅通過實驗獲得了排名和通過的資格，更重要的是通過對多方面的實驗數據分析不斷改進自己的產品，獲得更高的安全性。只通過特定條件的碰撞試驗還不夠，還要根據大量的實際發生的車輛安全事故，設法實車再現或通過仿真模擬計算來研究和分析傷害的原因、程度等。豐田為了提高自己產品的安全性，不僅在碰撞試驗中采用了上面提到的第四代虛擬人體模型，為了再現發生在極短時間內的事故，在仿真(CAE)計算上就采用了高達200萬要素的分析模型，為研究人體駕駛行為，還開發了高清顯示系統和360度全方位視野高級模擬駕駛器。這些都為產品的開發和改善提供了強大的技術手段。

　　問題4：聽說你最近參觀了設在天津的一汽豐田生產廠，你的感覺如何?

　　是的，最近受邀請參觀了一汽豐田在天津的工廠，給我的感覺概括起來有幾點：

　　1. 廠區布置緊湊合理，在有限的廠房面積內，充分利用有效空間，立體構建了多條相關生產線，加上合理的布局，減少了存儲和運輸環節，提高了生產效率

　　2. 柔性組裝線，在同一條組裝線上按照生產計劃，在計算機管理下有條不紊的同時生產著不同車型。58秒(準備調到56秒)的快速生產節拍和人員的有序作業，充分體現了豐田的生產方式(TPS)中準時化和自働化的理念以及少人化的原則。

　　3. 在準備區的看到的待裝備件很少，同時又看到在裝卸區正有運輸車輛在卸貨，充分反映了在需要時僅生產和運輸所需的產品的豐田生產方式的理念，以最大限度的排除庫存、搬運、管理等浪費。

　　4. 在生產區，可看到多個大顯示屏看板，清晰實時地顯示各生產線的當前運轉情況，作為一個目視管理的工具，及時反映生產、搬運的信息，一旦出現問題，則用紅色顯示故障點，并自動停止生產線直到相關人員到位排除故障。反映出生產管理的及時和嚴謹。

　　5. 在生產線上的在產產品被全數檢測，而不是抽檢，強調在生產中，品質的打造源于每道工序的產品品質理念，確保了從一汽豐田生產線生產的每一輛車都具備符合設計的高品質產品質量。

　　6. 還有一點感受很深，就是一汽豐田生產質量保障體系，從外購部件的檢驗和評價、到自制部件的品質風險控制以及整車裝配，從生產準備、試生產到成品車輛的檢驗，均通過人人把關，努力保證每道工序的產品質量，絕不向下一工序輸送不良制品。體現了豐田生產體系中，每道工序的品質感，因為只有確保每道工序的產品質量，才會有最終產品的質量保證。

　　7. 我們在廠區還看到不少宣傳牌，上面有許多有關質量控制和質量小組活動的報道。大家都知道，一輛汽車有幾萬個零部件，每個零部件的品質和每道工序的作業質量均會影響最終產品的品質，所以除了依靠設備的工序自働化控制外，更重要的是全體員工的產品品質意識，只有動員全體員工的積極參與，使各部門和每個員工都成為保障品質的主角，才會有持續、有效、可靠的質量保障。我們在豐田天津工廠看到，在2009年，QC(質量控制)小組達到1123個，人數達到7420人，全員合理化建議的參與人數高達94%，這正是豐田車一直保持高品質和高可靠性的最根本的保證。通常我們在選車時都會考慮車輛的動力性、經濟性以及安全性，其實作為使用來講，還有一個很重要的性能就是可靠性。根據實際統計，若將從新車到車輛報廢的所有費用算作100%的話，購車費用只占20～30%，其余的費用都是使用費用，其中包括燃油、維護保養和修理費用。燃油費用與車輛的經濟性相關，維護保養費用與行駛里程(以及天數)有關，但維修費用直接與可靠性相關。所以在使用壽命周期內，故障率越低，維修費用越少，同時誰都不希望自己的車經常出故障。根據統計在地理環境嚴峻的地區和日常使用中，豐田車的口碑就是可靠性好、故障少。德國第三方檢測機構(TÜV)認證中心2010年對二手車在行駛安全上是否有缺陷的檢測報告中顯示進入合格率TOP10的車型數量在所有廠商中豐田居第一。而在我國雖然沒有這方面的統計，但也可以通過觀察4S店(指銷售數量差不多的車型)因故障在廠維修車輛的數量上看出，豐田也是較低的。這都客觀反映了豐田車的可信賴性和品質。

　　8. 重視員工的培養。在廠區內蓋有專門的培訓樓(豐田叫技能道場)，根據生產需要對所有不同層面的員工進行相關職業精神和技能培訓，提高員工的整體素質。