淺談數(shù)據(jù)分析比對(duì)在汽車涂裝纖維毛缺陷的控制應(yīng)用

韓笛　李建　胡文琪　姜洪陽　李德喜

摘 要：纖維是涂裝車間影響噴涂質(zhì)量重要因素之一，也是汽車涂裝行業(yè)共同的課題。2021年某主機(jī)廠交檢率向85%沖刺，纖維毛缺陷率1.75%遠(yuǎn)超0.7%的目標(biāo)。經(jīng)過在主機(jī)廠連續(xù)追蹤6個(gè)月的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)比對(duì)的方法，對(duì)缺陷數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)比對(duì)等發(fā)現(xiàn)了許多固定的異常點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)多條常規(guī)認(rèn)知之外的規(guī)律，為缺陷率的攻關(guān)提供了新方法和新思路。通過傳統(tǒng)控制與新方法相結(jié)合的方式，達(dá)到了預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：纖維的概念 來源分析 數(shù)據(jù)比對(duì) 控制方法

1 纖維毛的認(rèn)知及對(duì)涂裝影響

纖維毛缺陷一般是包裹在面漆涂層中用肉眼和顯微鏡都清晰可見的長條、纖細(xì)、彎曲立體的形態(tài)，與漆面流平性正好相反，對(duì)漆面外觀產(chǎn)生不良影響，進(jìn)而引起顧客的抱怨。該種缺陷難以返修的特點(diǎn)，絕大部分需通過打磨、補(bǔ)漆的方式進(jìn)行返修，更為嚴(yán)重的缺陷需進(jìn)行整車二次噴涂。

2 傳統(tǒng)控制思路

以往常采取定性分析控制法，基于纖維毛的可能來源進(jìn)行整體環(huán)境治理，通過潔凈度提升治理、人員的進(jìn)出管控、原輔材料的清潔度管控、環(huán)境分級(jí)管控等手段提升工藝環(huán)境的清潔度。這些手段性價(jià)比較低，需要付出較多的成本，需要牽涉工藝管理人員較多的精力，且舉措與結(jié)果指標(biāo)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系不強(qiáng)。極易因某個(gè)環(huán)節(jié)失控，發(fā)生偶發(fā)批量性缺陷問題。

2.1 纖維缺陷產(chǎn)生與來源分析

纖維缺陷是在噴涂過程中或噴涂完成后，還未烘干時(shí)落在車身上的細(xì)絲狀且柔軟的物質(zhì)。纖維具有來源廣泛、影響較大、相應(yīng)缺陷不易處理等特點(diǎn)。

汽車主機(jī)廠在通過長期分析研究實(shí)踐表明，來源大致分為三類。第一類，人造纖維，主要來源于衣服織物纖維、工作中使用的抹布、機(jī)器人罩衣等；第二類，自然纖維，主要來源于外界環(huán)境，如柳絮狀的纖維；第三類，毛發(fā)，主要是人的頭發(fā)等。

2.2 傳統(tǒng)控制方法

往往一般是基于纖維毛從來源、傳播途徑、環(huán)境分級(jí)等方面，做噴涂環(huán)境的隔斷的措施。

常見的方案有：

1.原輔材料管控：

1）機(jī)器人衣罩進(jìn)入車間先進(jìn)行纖維測試；

2）車間所需物料纖維檢測（如濾袋、抹布、連體服等）；

2.傳播途徑管控：

3）防止室外纖維流入車間，車間物流門實(shí)行單向開閉；

4）出入口放置粘塵貼，人員出入必須走風(fēng)淋室；

3.環(huán)境分級(jí)：

5）進(jìn)入噴涂車間必須身著連體服，進(jìn)入面漆工序等特殊環(huán)境要求位置佩戴防塵帽；

6）特殊位置采取高頻、深度清理等方式。

3 新實(shí)踐與新方法

通過連續(xù)在主機(jī)廠追蹤近半年的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過缺陷數(shù)據(jù)整理分析，統(tǒng)計(jì)比對(duì)等發(fā)現(xiàn)了許多固定的異常點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)多條常規(guī)認(rèn)知之外的規(guī)律，根據(jù)異常點(diǎn)繼續(xù)深挖細(xì)扣，通過定量與定性分析剖析異常原因，找到產(chǎn)生纖維最直接因素點(diǎn)采取針對(duì)性控制措施后達(dá)到預(yù)期效果。為改善纖維毛缺陷發(fā)生率提供了新思路和新方法。

3.1 第一組異常點(diǎn)數(shù)據(jù)整理

第一組數(shù)據(jù)的整理，從時(shí)間的維度，通過選取兩條噴涂生產(chǎn)線的纖維缺陷率數(shù)據(jù)，以日為單位，進(jìn)行為期一個(gè)月的追蹤，通過數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的形態(tài)，發(fā)現(xiàn)六條明顯的數(shù)據(jù)異常（如圖１）

經(jīng)過對(duì)生產(chǎn)過程的EMES生產(chǎn)數(shù)據(jù)的拆解和分析，六天數(shù)據(jù)異常背后揭示了三類生產(chǎn)過程中的異常狀態(tài)。

1.項(xiàng)目調(diào)試車影響

第一種異常狀態(tài)，呈現(xiàn)于10月28日與11月10日（如圖1①），這兩組數(shù)據(jù)有著共同的特征，面漆一線缺陷率高于面漆二線。經(jīng)過查找生產(chǎn)記錄發(fā)現(xiàn)：

1）10月28日，一臺(tái)調(diào)試車身進(jìn)面漆噴涂一線，造成緊隨其后的兩臺(tái)批量狀態(tài)車身整車?yán)w維缺陷；

2）11月10日，另一臺(tái)調(diào)試車身進(jìn)面漆噴涂一線，造成緊隨其后的一臺(tái)批量狀態(tài)車身整車?yán)w維缺陷。

調(diào)取該時(shí)間段的EMES原始數(shù)據(jù)，兩條噴涂線累計(jì)進(jìn)入98臺(tái)調(diào)試車身，共生產(chǎn)18163臺(tái)油漆車身，調(diào)試車占比0.5%；而受其影響，共計(jì)產(chǎn)生33個(gè)纖維缺陷，而該時(shí)間段共產(chǎn)生317個(gè)纖維缺陷，占比超10%。兩組數(shù)據(jù)對(duì)比，充分說明調(diào)試用車身是纖維缺陷發(fā)生的重要因素，應(yīng)重點(diǎn)管控。

2.白車身影響

第二種異常狀態(tài)，呈現(xiàn)于11月2日至5日（如圖2②），是一個(gè)時(shí)間段的數(shù)據(jù)，并在11.3日缺陷率達(dá)到最高的狀態(tài)。這組數(shù)據(jù)有著共同的特征，即缺陷率異常高。

為進(jìn)一步查明該現(xiàn)象背后的原因，調(diào)取另外一組纖維的缺陷位置分布數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)該時(shí)間段內(nèi)前蓋缺陷異常偏高（如圖2），且集中分布在前蓋壓合邊位置。經(jīng)過進(jìn)一步排查，發(fā)現(xiàn)該位置由于焊裝車間前蓋壓合涂膠工藝異常，出現(xiàn)溢膠缺陷，通過擦拭的方式進(jìn)行返修，造成纖維缺陷的發(fā)生。

3.長期停產(chǎn)影響

第三種異常狀態(tài)，呈現(xiàn)于10月10日、10月5日（如圖１③）。這兩組數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出了兩個(gè)明顯的特征。特征一：是經(jīng)過較長時(shí)間的停產(chǎn)，復(fù)產(chǎn)后第一天，停產(chǎn)時(shí)間超過三天，對(duì)于停產(chǎn)時(shí)間低于三天的復(fù)產(chǎn)后，缺陷率數(shù)據(jù)無明顯升高的特征；特征二：隨著時(shí)間的推移，纖維缺陷率迅速下降。

為了更進(jìn)一步的用數(shù)據(jù)證明特征一的有效性，調(diào)取了8月份和9月份的缺陷數(shù)據(jù)（如圖３），9月9日、22日，8月6日，均是停產(chǎn)超過4天后的第一個(gè)生產(chǎn)日，缺陷率明顯高企，而9月26日，8月2日、17日、24日，經(jīng)過較短時(shí)間停產(chǎn)后復(fù)產(chǎn)的缺陷率較為穩(wěn)定。

針對(duì)經(jīng)過較長時(shí)間停產(chǎn)，復(fù)產(chǎn)第一天缺陷率較高的現(xiàn)象，經(jīng)過現(xiàn)場的觀察和分析，發(fā)現(xiàn)：較長時(shí)間的停產(chǎn)，是維修部門和保潔部門進(jìn)行工作的有利時(shí)間窗口，維修部門組織設(shè)備檢修工作，而保潔部門組織噴漆室體等高潔凈區(qū)域的深度清理工作，空調(diào)過濾介質(zhì)更換等工作。

在對(duì)維修部門和保潔部門的工作進(jìn)行了作業(yè)觀察，發(fā)現(xiàn)：

1）停產(chǎn)期間廠房空調(diào)停止運(yùn)行，車間處于微負(fù)壓狀態(tài)，同時(shí)由于運(yùn)輸清理和檢修用物資，物流門等出入口保持了常開狀態(tài)；

2）停留在儲(chǔ)備區(qū)域的待噴涂車身未采取有效的遮蔽手段；

3）深度清理完畢后，未采取相應(yīng)降塵措施。

以上的問題，違反了環(huán)境隔斷原則，對(duì)缺陷的發(fā)生產(chǎn)生了不利影響。

3.2 第二組異常點(diǎn)數(shù)據(jù)整理

第二組數(shù)據(jù)的整理分析，依然主要采用了時(shí)間維度，發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)特征：噴涂二線的缺陷率明顯高于一線，這是一個(gè)明顯異常的現(xiàn)象（如圖4）。且與第一組異常數(shù)據(jù)得出三條規(guī)律并不匹配。為了揭示這第二組數(shù)據(jù)反應(yīng)的異?，F(xiàn)象。

在數(shù)據(jù)追蹤過程中，將時(shí)間的顆粒度縮小到每一分鐘，比對(duì)每個(gè)纖維缺陷車身經(jīng)過各個(gè)數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)的時(shí)間，通過比對(duì)，發(fā)現(xiàn)了兩條全新的規(guī)律。

1.生產(chǎn)間隙清理工作的影響

經(jīng)過比對(duì)每天面漆二線的EMES過車數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)面漆二線的纖維毛缺陷車與隨后的車身之間的時(shí)間差為20-30分鐘，而常規(guī)的時(shí)間差是2-3min。經(jīng)過作業(yè)觀察發(fā)現(xiàn)，20-30min的時(shí)間是每日進(jìn)行的生產(chǎn)間隙的噴漆室體保潔，屬于為解決噴漆污染噴涂機(jī)器人所采取的必要工作，每日預(yù)計(jì)組織8-10次同類型保潔工作。

基于此，將第二組纖維缺陷中的同類型缺陷按日進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)9組異常的數(shù)據(jù)中，有8組數(shù)據(jù)可以說明面漆二線缺陷率超標(biāo)的原因（如圖５），缺陷率較高與面漆二線的生產(chǎn)間隙的清理工作有關(guān)。

關(guān)于面漆二線受保潔清理影響程度高的現(xiàn)象，經(jīng)過對(duì)清理過程的作業(yè)觀察，發(fā)現(xiàn)保潔人員為提升保潔效率，逐個(gè)室體保潔清理。但面漆二線保潔人員進(jìn)入室體進(jìn)行保潔清理的時(shí)間與生產(chǎn)車離開此室體的時(shí)間基本一致，此外進(jìn)入噴漆室體前未進(jìn)行嚴(yán)格的工作服清潔整理。

2.準(zhǔn)備線滯留車影響

12月19日的一組缺陷率數(shù)據(jù)異常高企的原因相對(duì)特殊。經(jīng)過對(duì)缺陷車身的全過程數(shù)據(jù)比對(duì)，發(fā)現(xiàn)有連續(xù)三臺(tái)纖維毛缺陷車身，而這部分車身于12月18日生產(chǎn)暫停期間，滯留在噴漆前準(zhǔn)備線，而此位置進(jìn)行了設(shè)備改造工作，在改造的過程中發(fā)生了纖維污染的情況。

3.3 針對(duì)性提升措施

3.3.1 調(diào)試車影響控制措施

1）面漆與面漆前準(zhǔn)備聯(lián)動(dòng)，調(diào)試車/備件車上線管控流程，重點(diǎn)吹擦；

2）針對(duì)進(jìn)入面漆線的調(diào)試車，人員進(jìn)行空一個(gè)車身位置放行，與正產(chǎn)生產(chǎn)車間隔進(jìn)入。

3.3.2 白車身影響控制措施

1）影響主要來源于壓合膠外溢，擦膠導(dǎo)致，需降低外溢風(fēng)險(xiǎn)，并調(diào)整擦拭手法。

3.3.3 長期停產(chǎn)影響措施：

1）關(guān)閉可直接通往車間的通道，隨用隨啟，防止外界纖維流入車間；

2）對(duì)烘房進(jìn)行深度清理，空調(diào)濾芯定期更換；

3）車間停留的車用遮蔽遮蓋等。

3.3.4 清理影響控制方法

1）用黏性滾筒對(duì)連體服做除纖維處理；

2）確保工作人員勞保穿戴齊全；

3）清理前當(dāng)噴漆室內(nèi)沒有生產(chǎn)車，工作人員再進(jìn)入噴漆間清理。

3.3.5 準(zhǔn)備線

1）安裝空氣加濕器；

通過增加空氣的濕度讓纖維上附著水分子，整體密度變大纖維就會(huì)沉降。

2）在準(zhǔn)備線格柵板下設(shè)置蓄水槽并加水，防止纖維再次被吹起；

3）在吹擦凈工位增加粘塵貼，可吸附纖維；

3.3.6 環(huán)境影響控制

1）面漆潔凈間增加特定頻次噴霧降塵；

2）為了防止保潔清理人員進(jìn)入帶入纖維毛，規(guī)定在清理開線前模擬一次噴涂；

4 實(shí)施效果

各項(xiàng)措施實(shí)施后經(jīng)過4個(gè)多月的驗(yàn)證，每天在滿產(chǎn)1200+的產(chǎn)量下，纖維缺陷控制情況開始呈明顯下降趨勢，由此可見以上措施是切實(shí)可行的能有效控制纖維。

5 結(jié)語

纖維是涂裝生產(chǎn)中最常見，也是難控制的缺陷之一。而其控制是一個(gè)長期過程，容易反復(fù)，因此只要找出來源、制定對(duì)策控制誘導(dǎo)因素，方可讓纖維缺陷率保持在可控的范圍內(nèi)。本文通過實(shí)踐證明，使用數(shù)據(jù)收集、分析、比對(duì)的方法，可以為纖維缺陷的優(yōu)化提供指導(dǎo)方法。而分析、比對(duì)的具體過程，亦可為汽車噴涂行業(yè)從業(yè)者提供新的工作思路。