顏色管理在重型卡車中的應(yīng)用實(shí)踐

周智勇

（安徽華菱汽車有限公司，安徽 馬鞍山 243061）

引言

我們的生活是多彩的，我們的生活中離不開(kāi)顏色。早晨的第一縷陽(yáng)光是金色的，金色讓我們看到希望；路上的交通顯示綠色時(shí)，我們可以通行；工作臺(tái)上，我們用紅色表示重要工作，用綠色表示已經(jīng)完成的工作；在回家的路上，各種色彩的汽車從我們身邊經(jīng)過(guò)……

顏色在我們的生活中扮演著重要的角色，我們?cè)谶x擇商品時(shí)很大程度上取決于商品的顏色。

顏色到底是什么？顏色實(shí)際上是不同波段的光照射到我們的眼睛，刺激視網(wǎng)膜從而形成的一種感受。為什么不同的物體表現(xiàn)出不同的顏色？這是由于白光實(shí)際是由紅橙黃綠藍(lán)靛紫等豐富的色光組合而成的，白光照在不同的物體上后，物體會(huì)對(duì)這些色光產(chǎn)生一定的吸收和反射，反射的色光就是這個(gè)物體的顏色。比如我們看到的玫瑰花是紅色的，這是由于白色的光照射在花上后，玫瑰花瓣吸收了大部分的綠藍(lán)色光，反射了大部分的紅光到我們的眼睛中，如圖1所示。

圖1 顏色產(chǎn)生的原理

可見(jiàn)，通常情況下，顏色的形成需要三個(gè)要素：一是光源，比如太陽(yáng)；二是物體，比如小草；三是觀察者，比如人。相同的物體，當(dāng)光源發(fā)生變化時(shí)，它表現(xiàn)出的顏色是不同的，所以早晨和中午草的顏色是不同的（同色異譜）；另外，不同的人對(duì)顏色的感受性是不同的，極端的表現(xiàn)是全色盲，他們無(wú)法感受色彩的存在。

基于顏色的重要性，我們的產(chǎn)品除了按照底盤(pán)配置、動(dòng)力、功能等進(jìn)行區(qū)分外，還設(shè)計(jì)了豐富的、專門的色彩來(lái)滿足不同客戶的要求，涵蓋實(shí)色漆及金屬閃光漆，如表1所示。

表1 顏色代碼

1 顏色數(shù)據(jù)化和標(biāo)準(zhǔn)化模型

顏色作為物體的一種屬性，是人的大腦對(duì)顏色的主觀感覺(jué)。對(duì)于象我們這樣的定位于高端重卡的制造商，需要對(duì)其作出精確的表述，但通過(guò)日常語(yǔ)言很難完成準(zhǔn)確表達(dá)。比如我們產(chǎn)品顏色中的金屬閃光漆HNJ23，塑料外飾件與駕駛室的顏色控制往往不能達(dá)到滿意的效果。

其次，為了保持同一輛、同一批及不同批產(chǎn)品顏色的一致性，我們需對(duì)色差有嚴(yán)格的要求，希望相同車型的顏色差異視覺(jué)可以接受。但在實(shí)踐中有一定的難度，因?yàn)槲覀兠總€(gè)參與者的色差感受有時(shí)差異很大，特別是對(duì)于外飾件供應(yīng)商的管理控制，常規(guī)辦法無(wú)法達(dá)到都可以接受的標(biāo)準(zhǔn)。為了避免這種情況，這種色差屬性也需要精確的表述。

可見(jiàn)，顏色和色差的數(shù)據(jù)化和標(biāo)準(zhǔn)化非常重要。實(shí)際上國(guó)際上已經(jīng)有許多顏色數(shù)據(jù)化和標(biāo)準(zhǔn)化的模型系統(tǒng)（比如：孟塞爾顏色系統(tǒng)、OSA均勻顏色標(biāo)尺系統(tǒng)、自然顏色系統(tǒng)等），并且在其它車廠尤其是轎車廠有很多成功的案例。

圖2 CIELAB顏色模型

現(xiàn)在國(guó)際上比較流行的是應(yīng)用CIELAB顏色模型（或顏色空間）來(lái)實(shí)現(xiàn)顏色的數(shù)據(jù)化和標(biāo)準(zhǔn)化。CIE全稱為Commission Internationale de L'Eclairage（法） 或 International Commission on Illumination（英），中文為國(guó)際照明委員會(huì)。這個(gè)委員會(huì)創(chuàng)建的目的是要建立一套界定和測(cè)量色彩的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。CIELAB顏色空間的來(lái)源和計(jì)算非常復(fù)雜，我們可以認(rèn)為它是一個(gè)理想的實(shí)心球體，內(nèi)部包含了世界上所有的顏色。其中顏色的排布是非常有規(guī)律的：上下為顏色明度（即深淺）的變化，越靠近上端顏色越淺越白；周向移動(dòng)為色相（即色調(diào)）的變化，包含了所有彩色；半徑的變化代表飽和度（即純度）的變化，越向外越鮮艷。

在CIELAB顏色空間上，定義了三維坐標(biāo)，分別為L(zhǎng)*、a*、b*。其中L*為上下方向，最下部值為0，代表純黑；a*為左右方向，0點(diǎn)定于球心，正方向?yàn)榧t色，負(fù)方向?yàn)榫G色；b*為前后方向，0點(diǎn)亦是定于球心，正方向?yàn)辄S色，負(fù)方向?yàn)樗{(lán)色。這樣模型中的每一點(diǎn)都可以用L*a*b*的值來(lái)精確表示?？梢?jiàn)，通過(guò)這個(gè)模型，任何顏色可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化和標(biāo)準(zhǔn)化，三位坐標(biāo)見(jiàn)圖3。

圖3 CIELAB顏色空間三維坐標(biāo)

對(duì)于色差，我們也是通過(guò)CIELAB模型來(lái)實(shí)現(xiàn)的。我們可以找到兩個(gè)樣品的顏色坐標(biāo)，比如：

A樣品為L(zhǎng)*1、a*1、b*1值

B樣品為L(zhǎng)*2、a*2、b*2值

A和 B色差可以通過(guò)坐標(biāo)差來(lái)表示，我們用Δ來(lái)表示Delta即差異，則：

若ΔL*、Δa*、Δb*皆等于0，則樣品A和B沒(méi)有色差；若ΔL*、Δa*、Δb*絕對(duì)值較大，比如都在2左右，則樣品A和B有一定色差；若ΔL*、Δa*、Δb*絕對(duì)值很大，比如都大于10，則樣品A和B色差很大。

為了便于色差表述，CIE制定了總色差的表述方法，比如ΔE*，其計(jì)算公式為：

可見(jiàn)ΔE*為ΔL*、Δa*、Δb*的綜合值，其值越大，代表色差越大。一般情況下，ΔE*小于 1，我們普通人的眼睛看不出色差。許多客戶應(yīng)用ΔE*值來(lái)控制產(chǎn)品的色差，對(duì)于不同的行業(yè)和企業(yè)，他們?cè)O(shè)定的容差范圍是不同的。有些涂料企業(yè)的涂料要求ΔE*控制在1以內(nèi)，有些塑料產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)控制在3以內(nèi)。L A B 偏向的方向不一樣，肉眼評(píng)判都會(huì)有所出入。總色差的表示參數(shù)有很多種，改進(jìn)的目的是力求其值與人眼觀測(cè)一致。比如某轎車廠ΔEcmc*。

其中AL，Aa，Ab為修正系數(shù)。對(duì)于特定顏色的油漆，有特定的經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)。

2 顏色管理的建立

2.1 顏色管理建立背景

企業(yè)關(guān)注汽車顏色的流行趨勢(shì)和過(guò)程顏色質(zhì)量的控制就是最大程度上滿足客戶對(duì)顏色的個(gè)性化需求；最大程度上把色差控制在肉眼可接受的范圍內(nèi)；建立一個(gè)長(zhǎng)效的、可追溯的顏色管理系統(tǒng)；建立集團(tuán)化顏色管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)集團(tuán)資源共享及規(guī)范化管理。

2.2 顏色管理建立過(guò)程

我們調(diào)研了大眾、長(zhǎng)安福特馬自達(dá)、奇瑞、江淮等汽車制造企業(yè)；知名涂料供應(yīng)商：湖南關(guān)西、PPG、阿克蘇等企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)并進(jìn)行對(duì)比評(píng)估，最終引進(jìn)了美國(guó)一家公司的顏色管理系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)包括了多角度分光光度儀，Spectralight色彩觀察箱，F(xiàn)M 100 Hue Color Vision Test辨色能力測(cè)試、Harmony Room標(biāo)準(zhǔn)光源室和Metallix QA顏色管理軟件。

顏色的管理需要專人專管，所以工作人員必須對(duì)顏色的差異比較敏感，能敏銳的捕捉到顏色的變化，我們要求進(jìn)行顏色管理的人員必須通過(guò)辨色能力測(cè)試才能從事專業(yè)的工作。

所有設(shè)備操作人員必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，考核并取得上崗操作證，具備獨(dú)立作業(yè)的能力。

制定了符合我們產(chǎn)品要求的《顏色管理作業(yè)指導(dǎo)書(shū)》，內(nèi)容包括：

1）顏色的名稱定義及編號(hào)規(guī)則；

2）色板的制作流程；

3）3.色板的檢測(cè)流程；

4）色板的保存、發(fā)放、回收流程；

5）整車顏色評(píng)審流程；

6）外協(xié)件顏色評(píng)審流程；

7）顏色的開(kāi)發(fā)流程；

8）顏色數(shù)據(jù)庫(kù)的管理；

9）設(shè)備管理流程；

10）其它。

3 顏色管理應(yīng)用

3.1 顏色檢測(cè)

前面介紹過(guò)，顏色的數(shù)據(jù)化可以通過(guò)CIE系統(tǒng)的L*、a*、b* 來(lái)實(shí)現(xiàn)，多角度分光光度儀可以通過(guò)測(cè)量產(chǎn)品或顏色樣板來(lái)定義顏色在CIELAB模型中的準(zhǔn)確位置，即得到L*、a*、b*值。如果存入標(biāo)準(zhǔn)值，亦可得到DE*等色差值。所以通過(guò)多角度分光光度儀可以實(shí)現(xiàn)顏色和色差的數(shù)據(jù)化和標(biāo)準(zhǔn)化。

現(xiàn)在金屬漆在汽車行業(yè)非常流行，其特性是當(dāng)片狀鋁粉在漆膜中平行于底材排列時(shí)，就像一面面小鏡子，根據(jù)光的鏡面反射原理，隨著觀察者視角的改變，因鋁粉反射光強(qiáng)度的不同，可觀察到不同深淺程度的金屬色感和閃爍感。為了準(zhǔn)確表達(dá)和測(cè)量金屬漆的這些特性，MA68II型多角度分光光度儀內(nèi)部有五個(gè)接收器從不同的角度檢測(cè)涂層的顏色。

圖4 多角度分光光度儀示意圖

可見(jiàn)光源從45度位置發(fā)出后照射在樣品上，在對(duì)稱位置上產(chǎn)生鏡面反射，從鏡面反射位置開(kāi)始，分別在 15度、25度、45度、75度、110度位置上產(chǎn)生顏色數(shù)據(jù)，分別代表高光區(qū)顏色、視覺(jué)綜合區(qū)顏色和低光區(qū)顏色。通過(guò)這5個(gè)角度的顏色值，可以完整表述金屬漆樣品表面的顏色特性。

比如我們H系列車型的HNJ23顏色，通過(guò)多角度分光光度儀檢測(cè)，得到的顏色坐標(biāo)值見(jiàn)表2：

表2 HNJ23顏色坐標(biāo)值

MA68II型多角度分光光度儀在汽車行業(yè)的應(yīng)用非常廣泛。其精度非常高，我們?nèi)搜劭煞直娴纳钜话銥?1ΔE*，而其精度可達(dá)0.01ΔE*，所以完全滿足精度要求。其五角度測(cè)量設(shè)計(jì)，特別適用于金屬漆、珠光漆等特殊效果涂料的顏色品質(zhì)控制。用它可以測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)色板、卡車車身、汽車保險(xiǎn)杠、后視鏡、輪轂、把手等的顏色。

3.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析應(yīng)用

圖5 顏色管理軟件Metallix QA應(yīng)用界面

為了便于對(duì)顏色進(jìn)行深入分析及對(duì)顏色進(jìn)行分檔管理，我們安裝了多角度分光光度儀專用顏色管理軟件 Metallix QA。通過(guò)Metallix QA軟件可以將儀器測(cè)量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X中，實(shí)現(xiàn)顏色的檔案化和可追溯性。軟件中除了用數(shù)字表示顏色和色差，還可以用文字描述顏色差異方向，并可用屏幕來(lái)模擬產(chǎn)品的顏色和色差。軟件制作提供了若干圖形，來(lái)幫助我們分析顏色的特性和差異。還可以為每種顏色預(yù)設(shè)容差，減少繁瑣的判斷工作，軟件讀取色板后的圖表視窗見(jiàn)圖5。

目前在整車外觀顏色控制上外飾件與駕駛室特別容易產(chǎn)生色差，尤其是噴涂金屬漆。下面舉個(gè)實(shí)際的案例，具體如下：

案例：

在我們整車實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)外飾塑料件與駕駛室裝配完成后從個(gè)別角度去看發(fā)現(xiàn)有色差。

針對(duì)此質(zhì)量問(wèn)題我們從原材料、涂料輸送設(shè)備、噴涂設(shè)備、噴涂工藝、檢測(cè)設(shè)備、顏色管控等多方面進(jìn)行了分析，經(jīng)過(guò)分析評(píng)估我們明確了產(chǎn)生色差的幾個(gè)主要原因是：顏色數(shù)據(jù)沒(méi)有及時(shí)更新修正，原材料的色差管控超出容差范圍，色差檢測(cè)設(shè)備不適用于金屬閃光漆的色差控制（非多角度色差儀）、噴涂工藝需調(diào)整。

有了色差的產(chǎn)生原因則可以制定有效的處理措施，利用多角度色差儀采集數(shù)據(jù)通過(guò)顏色管理軟件導(dǎo)出分析數(shù)據(jù)，指導(dǎo)原材料廠家調(diào)整涂料的顏色數(shù)據(jù)；

使用適宜的色差控制設(shè)備，避免不合格品的外飾件出廠；

適宜的噴涂工藝對(duì)產(chǎn)品的顏色影響非常明顯，比如：采用的是空氣噴涂還是靜電噴涂將會(huì)直接影響金屬粉的排列方式導(dǎo)致產(chǎn)品顏色差異大，所以對(duì)噴涂工藝進(jìn)行調(diào)整。

批次件配套裝配后在整車光源室進(jìn)行色差評(píng)審，確保塑料件與駕駛室配合面色差在容差范圍內(nèi)，若超差應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整并再次重復(fù)評(píng)審流程；

經(jīng)過(guò)多個(gè)措施的整改，外飾件的色差合格率明顯提升，有效降低了質(zhì)量成本，從另外的角度也說(shuō)明了顏色管理系統(tǒng)的建立及應(yīng)用符合對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)管理、降本增效等的預(yù)期。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)幾年時(shí)間的應(yīng)用，我們對(duì)車身顏色總體的質(zhì)量控制有了明顯的提升，顏色質(zhì)量更加穩(wěn)定，大量數(shù)據(jù)的采集及統(tǒng)計(jì)分析達(dá)到顏色數(shù)據(jù)化和標(biāo)準(zhǔn)化的目的，大量的數(shù)據(jù)采集有利于對(duì)不同角度的顏色趨向進(jìn)行預(yù)測(cè)，提前采取有利措施避免色差的超差。我們會(huì)繼續(xù)發(fā)掘顏色管理系統(tǒng)的潛力，助力企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范性和合理性，幫助我們企業(yè)降低成本、提升客戶滿意度。

[1] 王錫春.汽車涂裝工藝技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.

[2] 周杰,楊德明,陳慕祖.車身油漆色差的影響因素及控制方法[J].上海涂料,2006,44（5）:19-22.

[3] 薛朝華.顏色科學(xué)與計(jì)算機(jī)測(cè)色配色實(shí)用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2003.