淺談汽車涂裝過程質(zhì)量控制

周 杰 （上汽大眾汽車有限公司，上海 201805）

0 引言

精益生產(chǎn)是現(xiàn)代化涂裝車間追求的目標，即以越來越少的投入獲得越來越多的產(chǎn)出。先進的涂裝車間實行“零缺陷、零返修”目標管理，即最大限度地減少涂裝缺陷，爭取做到缺陷數(shù)為零。這樣就需要從多角度出發(fā)來減少人工工作量，抓源頭，推動過程質(zhì)量改善，打造精益的生產(chǎn)運營。因而，對涂裝工藝、材料和設(shè)備的要求更嚴格，管理更嚴謹。而這一切，都需要有一套完整的過程質(zhì)量控制體系支持，才能作為優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的保證。

1 影響過程質(zhì)量穩(wěn)定的因素

過程質(zhì)量的穩(wěn)定和提升是全面提高產(chǎn)品一次報交合格率和降低客戶抱怨的前提，只有做好對現(xiàn)場的控制才能獲得滿意的效果。影響過程質(zhì)量穩(wěn)定的因素包括人員、設(shè)備、材料、工藝和環(huán)境［1-2］，必須把這5個影響因素細化，制作成標準化管理流程并對其進行監(jiān)控。同時還應(yīng)對這些影響因素的變化點進行管理，從而提升過程質(zhì)量的穩(wěn)定性。

1.1 人員的管理

涂裝操作人員不僅是指生產(chǎn)操作工，還包括班長、工長等現(xiàn)場管理人員以及清掃人員，其素質(zhì)的高低是影響過程質(zhì)量的重要因素。人員穩(wěn)定性、技能培訓(xùn)效果和質(zhì)量意識水平都會對質(zhì)量狀態(tài)產(chǎn)生影響。

人員流失會造成質(zhì)量狀態(tài)的波動。車間應(yīng)有2 %～3 %的技能人員儲備；同時，針對人員離職應(yīng)制定提前一個月申請的制度，以便招聘新員工并進行入職培訓(xùn)，從而保證人員的平穩(wěn)過渡。

技能培訓(xùn)包括應(yīng)知培訓(xùn)和應(yīng)會培訓(xùn)。應(yīng)知培訓(xùn)的重點是掌握崗位專業(yè)技能知識、涂裝工藝及操作指導(dǎo)書，了解操作過程中易出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷，即對操作技能有深入的理解；而應(yīng)會培訓(xùn)是讓員工掌握操作技能，并熟練操作，還應(yīng)了解質(zhì)量缺陷的控制方法。要先進行應(yīng)知培訓(xùn)，再開展應(yīng)會培訓(xùn)。有些涂裝車間還專門設(shè)有缺陷展示樣車，比如將PVC（polyvinyl chloride，聚氯乙烯）密封漏水點和影響總裝裝配的一些功能性缺陷在樣車上標注出來，讓員工有感性的認識，這樣有助于減少錯誤的操作環(huán)節(jié)。應(yīng)會培訓(xùn)包括線下培訓(xùn)和線上培訓(xùn)兩個階段。首先在線下的培訓(xùn)島進行操作培訓(xùn)，涂裝車間一般設(shè)置有PVC培訓(xùn)島，在培訓(xùn)島上放置培訓(xùn)樣車，實習員工可以在帶教師傅的指導(dǎo)下按照SOS（標準化操作指導(dǎo)書）在培訓(xùn)樣車上反復(fù)操練。線下培訓(xùn)考核合格后則進入線上培訓(xùn)階段，即車輛由靜態(tài)向動態(tài)轉(zhuǎn)變，實習員工在師傅的指導(dǎo)下在流水線上邊生產(chǎn)邊培訓(xùn)，在此階段質(zhì)量缺陷的考核主責是帶教師傅。線上培訓(xùn)考核合格后，實習員工具備了崗位資質(zhì)，才能夠獨立上崗操作。為了應(yīng)對員工輪休、病假、事假等突發(fā)情況，每個崗位都要培養(yǎng)相應(yīng)的頂崗人員。此外工段還可以培養(yǎng)一些機動工，也稱為“一線通”員工，其掌握工段內(nèi)所有工序的操作。這些機動工是從操作經(jīng)驗豐富的員工中選出的，通常采用崗位輪訓(xùn)和復(fù)訓(xùn)的方式進行選拔。當然必須要有一套考核和激勵的措施，以確保機動工對生產(chǎn)起促進作用。

質(zhì)量意識的提升也是保證過程質(zhì)量的有效手段。通過班前會、班后會、技術(shù)比武等途徑培養(yǎng)所有員工的質(zhì)量意識。制定合理的激勵政策，提高員工的質(zhì)量意識，鼓勵員工積極參與質(zhì)量改善，以期穩(wěn)定提升產(chǎn)品質(zhì)量。

1.2 設(shè)備的管理

當涂裝生產(chǎn)設(shè)備出現(xiàn)故障停機時，可能就會出現(xiàn)批量質(zhì)量事故，如前處理工序會出現(xiàn)車身返銹、磷化膜粗厚疏松、硅烷膜重超標；電泳工序會發(fā)生漆膜溶解、過烘烤；面漆工序會發(fā)生失光、色差、過烘烤等質(zhì)量事故。輔助設(shè)備出現(xiàn)故障時也同樣會造成批量質(zhì)量事故，如空調(diào)系統(tǒng)故障，可能因溫度、濕度失衡造成流掛、桔皮、失光等漆膜弊病。顯然，設(shè)備維護、保養(yǎng)得不好，不但無法保證涂裝質(zhì)量，而且增大了維修幾率、維修費用、產(chǎn)品的不合格率等。

要想管理好涂裝設(shè)備，就必須要有健全的TPM（Total Productive Maintenance，全員生產(chǎn)維修）日常管理規(guī)章制度。關(guān)鍵的設(shè)備，如電泳涂裝系統(tǒng)、噴漆室供排風系統(tǒng)、噴涂設(shè)備、調(diào)漆間供漆系統(tǒng)、烘干爐等應(yīng)備有操作規(guī)程；每臺設(shè)備應(yīng)有專人負責，定期檢查設(shè)備運轉(zhuǎn)狀況并做好記錄；應(yīng)編制關(guān)鍵設(shè)備的點檢、巡檢及日常保養(yǎng)操作規(guī)范，同時還要編制年度保養(yǎng)、潤滑計劃，做好定期的檢修保養(yǎng)。

1.3 材料的管理

涂裝材料包括預(yù)處理材料、電泳材料、PVC密封膠、中涂、色漆、清漆及防腐蠟等。加強涂裝材料的管理不僅可以穩(wěn)定涂裝質(zhì)量，而且還可以避免批量質(zhì)量事故的發(fā)生，所以車間不但要嚴格控制材料進入，更要加強使用管理。在工藝及設(shè)備穩(wěn)定的前提下，材料批次質(zhì)量管理是油漆車間必須監(jiān)控的環(huán)節(jié)，如何保證新的批次不會影響產(chǎn)品質(zhì)量是管理者應(yīng)重視的方面。材料批次的切換也是影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素，比如流變助劑問題造成水性色漆流掛；流掛點控制偏差導(dǎo)致清漆流掛；色漆批次配色偏差導(dǎo)致色差缺陷等。

材料在調(diào)漆間及生產(chǎn)現(xiàn)場的管理必須有一套系統(tǒng)性的管理和操作規(guī)范，如《材料進出管理規(guī)范》《材料批次檢驗報告管理規(guī)范》《儲存托運管理規(guī)范》《批次現(xiàn)場試用質(zhì)量管理規(guī)范》《現(xiàn)場加料操作規(guī)范》《現(xiàn)場補加助劑管理規(guī)范》和《現(xiàn)場批次質(zhì)量問題應(yīng)急處理流程》等。只有按照規(guī)范流程采取預(yù)防性的控制措施，才能有效減少甚至避免批量質(zhì)量事故的發(fā)生。

1.4 工藝的管理

涂裝工藝管理是涂裝管理的重要內(nèi)容，工藝管理水平是影響過程質(zhì)量的決定因素。工藝管理人員必須具備較高的專業(yè)技術(shù)水平和較強的責任心，必須定期對涂裝工藝文件進行評審；對涂裝工藝執(zhí)行情況進行抽查；對現(xiàn)場質(zhì)量狀況進行評估和改善等。

現(xiàn)場人員應(yīng)對每個工序的生產(chǎn)過程進行控制，檢查工藝參數(shù)是否符合相關(guān)規(guī)定，特別是對于重點工序，需保證其工藝參數(shù)始終處于有效的監(jiān)控下。涂裝車間重點工序是指那些對涂裝內(nèi)在質(zhì)量影響比較敏感的、需實行特別監(jiān)控的生產(chǎn)工位，如磷化或硅烷、電泳、化驗室、調(diào)漆間、烘房、車輛檢驗報交等。

涂裝現(xiàn)場應(yīng)注重產(chǎn)品工序的合格率，做好工序檢驗。堅持“三不”原則，即不接受、不制造和不傳遞不合格品。工序檢驗主要包括預(yù)處理、電泳表面質(zhì)量檢查，涂膠質(zhì)量檢查以及中涂、面漆涂層的質(zhì)量檢查。每個工序的質(zhì)量檢驗點均需明確檢驗內(nèi)容和規(guī)范。

1.5 環(huán)境的管理

涂裝環(huán)境包括潔凈度、光照度、溫度、濕度等，其對涂裝質(zhì)量的影響很大。

涂裝車間對潔凈度的要求非常高，減少顆粒是涂裝車間永恒的主題。涂裝車間對潔凈度的管理一般采用分區(qū)管理模式，通常分為高潔凈區(qū)、潔凈區(qū)、一般潔凈區(qū)等。各個區(qū)域的含塵量均有量化的數(shù)據(jù)標準，可定期用激光粒子計數(shù)器測定車間各區(qū)域的空氣含塵量。提升涂裝車間潔凈度的方法有很多，如控制人員的進出，尤其是噴漆室人員的進出，進入噴漆室的人員一定要除塵；定期確認噴漆室各段的風平衡，檢查空氣過濾系統(tǒng)是否正常、有效，并根據(jù)實際情況對過濾棉進行定期更換；定期對噴漆室、噴涂設(shè)備、烘干爐、雪橇等設(shè)備進行清潔。

對車間各工位的光照度，需按照光照度工藝標準定期測量監(jiān)控。車間的照明系統(tǒng)應(yīng)由專人負責，以便照明損壞能夠及時維修。不同工位對涂裝的光照度有不同的要求，一般操作工位是300 lx；機器人噴涂工位是500 lx；人工噴涂工位是800～1 000 lx；檢驗與修補工位是1 000～1 500 lx。

噴漆室的溫度、濕度是保證漆膜質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)之一，汽車涂裝施工的最佳溫度為24～26 ℃，相對濕度為60 %～70 %。噴漆室供風需具有升降溫以及加濕功能，設(shè)備人員應(yīng)定期對供風設(shè)備進行點檢，確保溫度、濕度達到工藝要求；此外還需要對噴漆室的溫度、濕度進行監(jiān)控和記錄，工藝技術(shù)員應(yīng)根據(jù)溫度、濕度的變化及時采取應(yīng)對措施。除了控制噴漆室濕度外，有些涂裝車間在打磨室也安裝了加濕設(shè)備。在北方干燥的氣候條件下，在涂裝車間通道上擺放接水盒，通過使水在室溫條件下自然揮發(fā)而達到加濕降塵的目的。

1.6 變化點的管理

在涂裝生產(chǎn)過程中，絕大部分過程質(zhì)量問題都是由于生產(chǎn)過程中某個因素發(fā)生變化而導(dǎo)致的，所以加強過程變化點管理有助于保證過程質(zhì)量穩(wěn)定。比如噴涂機器人故障后采取降級模式、PVC機器人故障后采取人工補噴等，均會導(dǎo)致過程質(zhì)量的波動。針對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的變化點，應(yīng)建立預(yù)防機制及應(yīng)急反應(yīng)機制。通過預(yù)防機制，減少突發(fā)性的變化；出現(xiàn)突發(fā)性變化時通過應(yīng)急反應(yīng)機制有條不紊地采取相應(yīng)的措施。變化點管理的關(guān)鍵在于長期的堅持執(zhí)行。

涂裝過程變化點的控制方法如表1所示。

表1 涂裝過程變化點的控制方法Table 1 Control methods of change points in coating process

2 過程質(zhì)量控制方法

過程質(zhì)量控制是指在生產(chǎn)過程中，通過對輸入要素（人、機、料、法和環(huán)）的控制以及生產(chǎn)全過程的監(jiān)控、對產(chǎn)品的關(guān)鍵質(zhì)量數(shù)據(jù)予以貯存、嚴格按照標準及時發(fā)現(xiàn)偏差并追蹤偏差的消除，以實現(xiàn)預(yù)期的制造質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量。質(zhì)量控制環(huán)貫穿整個生產(chǎn)過程，是過程質(zhì)量控制的方法之一。其導(dǎo)入了內(nèi)環(huán)和外環(huán)的概念，提出了由小到大、由遠及近的控制環(huán)的概念，環(huán)環(huán)相扣。

工序質(zhì)量控制點是針對影響質(zhì)量的關(guān)鍵過程或薄弱環(huán)節(jié)而確定的重點控制對象。正確設(shè)置控制點并嚴格實施是進行工序質(zhì)量控制的重點。

2.1 過程質(zhì)量控制環(huán)

生產(chǎn)過程被劃分為若干個更小的單元或小組，質(zhì)量問題及時在單元或小組內(nèi)被發(fā)現(xiàn)，如果可能則直接予以排除，不使缺陷累計至過程末而難以返工。作為組織成員之一的操作者，應(yīng)能夠迅速準確地得到其工作準確與否的信息，及時調(diào)整操作，消除失誤，從而實現(xiàn)缺陷信息快速準確的溝通。

質(zhì)量控制環(huán)是一個獨立的過程，如圖1所示。每個質(zhì)量環(huán)都必須完成檢驗、統(tǒng)計和解決等3個步驟，否則質(zhì)量環(huán)將失去作用。在此過程中的員工要負責按各種規(guī)范對自己的工作符合性進行檢查。同時，對發(fā)現(xiàn)的缺陷進行標識、分析和文件化，自行或共同進行原因分析，然后盡可能地自行排除缺陷并分析導(dǎo)致缺陷的原因或通過有效的整改措施予以實施解決，從而滿足質(zhì)量的要求。

圖1 質(zhì)量控制環(huán)示意圖Figure 1 Schematic diagram of quality control circle

質(zhì)量控制環(huán)工作的開展主要包括4個方面的內(nèi)容：建立質(zhì)量環(huán)、質(zhì)量環(huán)運行、質(zhì)量環(huán)評定和重點問題管理，具體內(nèi)容如圖2所示。

圖2 質(zhì)量控制環(huán)的內(nèi)容Figure 2 Contents of quality control circle

2.2 質(zhì)量控制點

涂裝車間質(zhì)量控制點的設(shè)置沒有統(tǒng)一標準，各企業(yè)依據(jù)自身實際情況而定。質(zhì)量控制點一般應(yīng)包括以下工序：重要的和關(guān)鍵性的工序；施工技術(shù)難度大或者質(zhì)量不穩(wěn)定的工序；對后續(xù)工序質(zhì)量有重要影響的工序；采用新技術(shù)、新工藝、新材料施工的工序等。涂裝車間一般設(shè)置4個質(zhì)量控制點，如圖3所示。

圖3 質(zhì)量控制點示意圖Figure 3 Schematic diagram of quality control points

對于各質(zhì)量控制點的檢查，檢查人員和頻次依據(jù)各企業(yè)實際情況而定。但檢查目的是一致的，那就是通過檢驗記錄并統(tǒng)計缺陷，然后分析問題的產(chǎn)生原因，確定并落實糾正措施，最后跟蹤驗證整改效果，直至問題關(guān)閉。

2.3 過程質(zhì)量分層管理

過程質(zhì)量分層管理是指車間內(nèi)各個管理層直接參與過程質(zhì)量評價與整改活動，有助于加強管理層與操作工之間的互動與交流，提高各層執(zhí)行力；確保制造環(huán)節(jié)中質(zhì)量隱患的閉環(huán)控制，提高制造質(zhì)量；在控制過程質(zhì)量的同時，能夠提升各層級的過程執(zhí)行力和控制力。車間經(jīng)理、工藝主管、生產(chǎn)主管、工藝技術(shù)員、工長、班長及操作工均參與到過程質(zhì)量控制中，承擔相應(yīng)的管理職責。通過清單符合率、過程執(zhí)行力和整改完成率等3個指標評價過程質(zhì)量控制的有效性。分層管理流程如圖4所示。

圖4 分層管理流程Figure 4 Layered management process

2.4 質(zhì)量控制模式的發(fā)展

隨著涂裝車間智能化、數(shù)字化的發(fā)展，傳統(tǒng)的過程質(zhì)量控制模式正在向電子化模式發(fā)展。EWPK質(zhì)量管理系統(tǒng)是電子化模式的基礎(chǔ)。EWPK是德文Elektronische Wagenpruefkarte的縮寫，其含義是車輛電子檢測卡，EWPK缺陷錄入系統(tǒng)實現(xiàn)了車間人工工位的全覆蓋，每一個崗位站點由專業(yè)生產(chǎn)人員識別車身各類質(zhì)量缺陷并完成錄入，達到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集的目的，為之后的質(zhì)量預(yù)測大數(shù)據(jù)分析提供堅實的基礎(chǔ)。系統(tǒng)中展示的報表、蝴蝶圖可以形象地為技術(shù)人員展現(xiàn)目前產(chǎn)品的缺陷對比、高頻缺陷位置，輔助其判斷缺陷原因及優(yōu)化生產(chǎn)工藝。

電子化過程質(zhì)量控制模式與傳統(tǒng)模式的區(qū)別如表2所示。

表2 電子化過程質(zhì)量控制模式與傳統(tǒng)模式的區(qū)別Table 2 The difference between electronic process quality control mode and traditional mode

質(zhì)量預(yù)測系統(tǒng)基于大數(shù)據(jù)及深度學習等AI人工智能技術(shù)，EWPK專業(yè)生產(chǎn)人員錄入的質(zhì)量缺陷信息，結(jié)合車身訂單數(shù)據(jù)，以及與車身綁定的自動化系統(tǒng)中的一些傳感器的關(guān)鍵參數(shù)，如氣溫、材料黏度、定量機流量、空氣壓力、流水線故障等，識別其隱藏的相關(guān)性，為技術(shù)人員提供關(guān)于工藝、設(shè)備的改進建議以及決策參考，以便優(yōu)化涂裝過程質(zhì)量。

3 結(jié)語

涂裝過程質(zhì)量控制的好壞直接影響到產(chǎn)品一次報交合格率的高低，同時也影響著涂裝成本的控制。從人、機、料、法、環(huán)5個方面對涂裝過程質(zhì)量控制方法進行了闡述，以期對同行起到借鑒作用。