通過(guò)把基于模板的汽車(chē)座位檢查系統(tǒng)替換為電子激光掃描方法，Johnson Controls節(jié)省了6萬(wàn)美元的模板成本，并把PT Cruiser設(shè)計(jì)的驗(yàn)證時(shí)間從4個(gè)月縮短為三周。

如果要測(cè)試車(chē)輛的所有可能的座位配置，那就要構(gòu)建24組模板，得花費(fèi)3個(gè)月的時(shí)間。測(cè)試DaimlerChrysler所要的360個(gè)座位，又花3個(gè)星期時(shí)間。如果品質(zhì)部選擇用NVision激光掃描儀來(lái)捕獲座位的輪廓，取而代之的的是構(gòu)建模板所需要的成本和3個(gè)月的延遲就可以免了，掃描儀捕獲所有360個(gè)座位的3D坐標(biāo)數(shù)據(jù)只花了3個(gè)星期時(shí)間。
“采用NVision激光掃描儀的主要好處是節(jié)省時(shí)間，因?yàn)槲覀円瓿蓽y(cè)試才能開(kāi)始生產(chǎn)，” Johnson Controls公司位于Toluca從事舒適坐椅運(yùn)營(yíng)的部門(mén)品質(zhì)經(jīng)理Rosa Leyva說(shuō)，“但是，掃描儀也給出了更為精確的信息，我們利用它來(lái)建立制造公差。”
Johnson Controls公司自從1985年成立至今，已經(jīng)成為了年產(chǎn)值幾十億美元的公司，擁有汽車(chē)系統(tǒng)和建筑控制的全球業(yè)務(wù)。在汽車(chē)市場(chǎng)，公司提供座位和輕型車(chē)車(chē)內(nèi)系統(tǒng)，包括乘用車(chē)和輕型卡車(chē)。所供應(yīng)的系統(tǒng)包括：座位、頭頂裝置、車(chē)門(mén)、儀表盤(pán)、儲(chǔ)藏箱、電子系統(tǒng)和電池。除了電池之外，所有系統(tǒng)都銷(xiāo)往原始設(shè)備汽車(chē)市場(chǎng)，包括：DaimlerChrysler、Ford、General Motors、Honda、Nissan、Toyota和Volkswagen。 位于密歇根州的Johnson Controls的普利茅斯汽車(chē)運(yùn)營(yíng)部門(mén)每年為2000多萬(wàn)輛車(chē)提供車(chē)內(nèi)產(chǎn)品。

為PPAP進(jìn)行測(cè)試
Johnson Control公司的Comfortseat工廠被授予合同，為DaimlerChrysler公司暢銷(xiāo)的PT Cruiser型車(chē)設(shè)計(jì)和制造坐椅。該車(chē)在DaimlerChrysler同樣位于Mexican城的工廠裝配。PT Cruiser有四個(gè)座位：駕駛員座位、前乘客座位和兩個(gè)備選后座。這四個(gè)座位中的每一個(gè)都有三種結(jié)構(gòu)，總共有12種獨(dú)特的座位型號(hào)。Johnson應(yīng)邀按照零件生產(chǎn)批準(zhǔn)工藝(part production approval process, PPAP)來(lái)測(cè)試每一種座位型號(hào)的30個(gè)拷貝，或總共360個(gè)拷貝。
過(guò)去，他們的做法是把每一個(gè)座位與一系列輪廓相同的塑料模板比較。每一個(gè)座位需要兩組模板，一組座墊和一組座背。模板要安排在檢查支架上，以格型排列來(lái)表示座椅的關(guān)鍵輪廓線。如果一個(gè)座椅緊挨著模板的格框放置，就要排列整齊以達(dá)到OEM需要的公差之內(nèi)。在PT Cruiser的情形下，公差是±12mm。對(duì)于該車(chē)來(lái)說(shuō)，總共需要24組模板以測(cè)試12個(gè)不同座椅型號(hào)中的每一個(gè)。每一組的成本大約是2,500美元，總成本大約為6萬(wàn)美元。

除了成本之外，該方法的另外一個(gè)缺點(diǎn)是測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)。制做模板大約要花費(fèi)3個(gè)月時(shí)間，測(cè)試360個(gè)座椅要再花3周時(shí)間，這就延遲了PPAP批準(zhǔn)的日期。
為了降低座椅測(cè)試的成本并把座椅盡快投入生產(chǎn)，工廠管理人員研究了其它幾種檢查技術(shù)，其中包括用來(lái)捕獲形狀的激光或白光掃描技術(shù)。白光系統(tǒng)對(duì)于工廠環(huán)境不夠穩(wěn)定，可是，還需要高技能的操作員，價(jià)格也昂貴。小型和廉價(jià)的激光系統(tǒng)也被排除在外，因?yàn)樗鼈冊(cè)趻呙璋滴矬w時(shí)所產(chǎn)生的激光功率不夠大，在工廠環(huán)境中也不夠耐用。
滿(mǎn)足Johnson Control公司要求的唯一系統(tǒng)就是NVision激光掃描儀。NVision激光掃描系統(tǒng)的主要組件是3D激光傳感器、一個(gè)安裝傳感器的機(jī)械臂或定位傳感裝置、一臺(tái)PC以及提取、顯示和處理數(shù)據(jù)的軟件包。掃描儀的傳感器是一個(gè)單視點(diǎn)激光條紋傳感器，其中集成了照明和捕獲3D數(shù)據(jù)的傳感手段。
激光條紋傳感器比簡(jiǎn)單的激光點(diǎn)傳感器的掃描速度要快得多。工作過(guò)程中，它們把一束激光線投射到物體表面，與此同時(shí)，小型CCD攝像機(jī)記錄這些掃過(guò)表面的光線。專(zhuān)用接口卡把光線的視頻圖像轉(zhuǎn)換為400個(gè)3D坐標(biāo)，容許的每秒最大數(shù)據(jù)捕獲率為1萬(wàn)點(diǎn)。得到的結(jié)果是密集的3D數(shù)據(jù)云團(tuán)，它精確地描述了物體的表面。NVision激光掃描儀可以被配置為采用若干商用定位傳感機(jī)械裝置。
Comfortseat工廠在PT Cruiser車(chē)型的座椅檢查設(shè)備中，首次采用了NVision激光掃描儀。在新的檢查工藝中，第一步是鎖住座椅背或跟以前一樣往檢查支架中加襯墊。經(jīng)過(guò)兩星期培訓(xùn)的技術(shù)員操作掃描儀，然后，手持激光傳感器以便把激光射線投射到座椅上。當(dāng)他把傳感器在座椅表面移動(dòng)的時(shí)候，坐標(biāo)數(shù)據(jù)被提取并實(shí)時(shí)顯示在PC的屏幕上。該過(guò)程要對(duì)所有360個(gè)座椅重復(fù)一次，大概需要1周時(shí)間。與采用模板方法相比，Johnson Controls提前三個(gè)半月把PT Cruiser車(chē)型的座椅投入生產(chǎn)。
除了加速驗(yàn)證這些座椅之外，新的檢查工藝還被用于正在設(shè)計(jì)的座椅測(cè)試之中。對(duì)于12個(gè)座椅型號(hào)中的每一個(gè)，品質(zhì)部要識(shí)別25個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。這些點(diǎn)的x、y和z坐標(biāo)由掃描儀獲得，然后輸入到Excel電子數(shù)據(jù)表中，對(duì)所做的30個(gè)座椅的測(cè)試取平均。

“這樣，如果一個(gè)座椅上的尺寸超出限定，從其它座椅的讀數(shù)就把它帶回內(nèi)線，”Comfortseat工廠測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的主管Leonardo Quintanar說(shuō)。這些數(shù)值然后被用于設(shè)置制造公差，創(chuàng)建一個(gè)開(kāi)始正常生產(chǎn)時(shí)做對(duì)比測(cè)試的主模型。
與過(guò)去僅僅由模板提供的“合格”或“不合格”評(píng)價(jià)相比，采用掃描數(shù)據(jù)來(lái)創(chuàng)建主模型，賦予Johnson Controls一種更為精確的生產(chǎn)測(cè)試方法。利用度量軟件，Johnson Controls的品質(zhì)工程師在主模型的數(shù)值和被測(cè)座椅的坐標(biāo)之間執(zhí)行量化比較，如果某一個(gè)區(qū)域超出公差，制造過(guò)程就可以看到超出部分有多少？盡管有可能手工測(cè)量座椅和模板之間的距離，可是，這樣的測(cè)量的精度太低，沒(méi)有什么價(jià)值。

采用掃描數(shù)據(jù)，可以對(duì)任何差異進(jìn)行高精度的測(cè)量，有助于制造商確定問(wèn)題的成因。例如，激光測(cè)量可能顯示座椅的安置對(duì)一邊或另一邊太遠(yuǎn)。利用該信息，制造商了解在何處調(diào)整工藝以解決問(wèn)題。Johnson用這種方法每一個(gè)季度從12種座椅型號(hào)中選取10個(gè)座椅來(lái)測(cè)試。

其它好處

新型檢查系統(tǒng)的另一個(gè)應(yīng)用是驗(yàn)證工程變更。“任何時(shí)候工程變更影響到座椅的時(shí)候，我們都要對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，”Leyva說(shuō)，“過(guò)去，那意味著要修改模板或再造新模板，所以總會(huì)延遲至少兩個(gè)月。現(xiàn)在，人們適應(yīng)工程變更的速度更快，因?yàn)橐坏┳紊a(chǎn)出來(lái)，就可以立即被掃描出來(lái)。”

采用激光掃描儀的另一個(gè)好處是節(jié)省空間。“采用模板，你需要大量的生產(chǎn)和裝配空間，”Leyva說(shuō)，“模板占據(jù)了底盤(pán)實(shí)驗(yàn)室的大部分空間。因?yàn)橐話呙鑳x取而代之，我們已經(jīng)把那些空間安排給其它用途。”

正如PT Cruiser項(xiàng)目所證明的那樣，激光掃描儀座椅檢查系統(tǒng)比模板的優(yōu)越性體現(xiàn)在下列四個(gè)方面：
—完全消除了模板的成本；
—讓新型座椅的設(shè)計(jì)盡快投產(chǎn)；
—產(chǎn)生更為精確的測(cè)量結(jié)果；
—容許對(duì)工程變更作出快速反應(yīng)；
正是由于這些優(yōu)點(diǎn)，Johnson Controls正在全球其它幾家工廠推廣應(yīng)用NVision激光掃描儀。