淺談數據分析比對在汽車涂裝纖維毛缺陷的控制應用

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量重要因素之一，也是汽車涂裝行業共同的課題。2021年某主機廠交檢率向85%沖刺，纖維毛缺陷率1.75%遠超0.7%的目標。經過在主機廠連續追蹤6個月的生產數據，通過數據比對的方法，對缺陷數據進行分析，統計比對等發現了許多固定的異常點，發現多條常規認知之外的規律，為缺陷率的攻關提供了新方法和新思路。通過傳統控制與新方法相結合的方式，達到了預期效果。

關鍵詞：纖維的概念 來源分析 數據比對 控制方法

1 纖維毛的認知及對涂裝影響

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、彎曲立體的形態，與漆面流平性正好相反，對漆面外觀產生不良影響，進而引起顧客的抱怨。該種缺陷難以返修的特點，絕大部分需通過打磨、補漆的方式進行返修，更為嚴重的缺陷需進行整車二次噴涂。

2 傳統控制思路

以往常采取定性分析控制法，基于纖維毛的可能來源進行整體環境治理，通過潔凈度提升治理、人員的進出管控、原輔材料的清潔度管控、環境分級管控等手段提升工藝環境的清潔度。這些手段性價比較低，需要付出較多的成本，需要牽涉工藝管理人員較多的精力，且舉措與結果指標間的對應關系不強。極易因某個環節失控，發生偶發批量性缺陷問題。

2.1 纖維缺陷產生與來源分析

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

汽車主機廠在通過長期分析研究實踐表明，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、機器人罩衣等；第二類，自然纖維，主要來源于外界環境，如柳絮狀的纖維；第三類，毛發，主要是人的頭發等。

2.2 傳統控制方法

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

常見的方案有：

1.原輔材料管控：

1）機器人衣罩進入車間先進行纖維測試；

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，車間物流門實行單向開閉；

4）出入口放置粘塵貼，人員出入必須走風淋室；

3.環境分級：

5）進入噴涂車間必須身著連體服，進入面漆工序等特殊環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 新實踐與新方法

通過連續在主機廠追蹤近半年的生產數據，通過缺陷數據整理分析，統計比對等發現了許多固定的異常點，發現多條常規認知之外的規律，根據異常點繼續深挖細扣，通過定量與定性分析剖析異常原因，找到產生纖維最直接因素點采取針對性控制措施后達到預期效果。為改善纖維毛缺陷發生率提供了新思路和新方法。

3.1 第一組異常點數據整理

第一組數據的整理，從時間的維度，通過選取兩條噴涂生產線的纖維缺陷率數據，以日為單位，進行為期一個月的追蹤，通過數據呈現的形態，發現六條明顯的數據異常（如圖１）

經過對生產過程的EMES生產數據的拆解和分析，六天數據異常背后揭示了三類生產過程中的異常狀態。

1.項目調試車影響

第一種異常狀態，呈現于10月28日與11月10日（如圖1①），這兩組數據有著共同的特征，面漆一線缺陷率高于面漆二線。經過查找生產記錄發現：

1）10月28日，一臺調試車身進面漆噴涂一線，造成緊隨其后的兩臺批量狀態車身整車纖維缺陷；

2）11月10日，另一臺調試車身進面漆噴涂一線，造成緊隨其后的一臺批量狀態車身整車纖維缺陷。

調取該時間段的EMES原始數據，兩條噴涂線累計進入98臺調試車身，共生產18163臺油漆車身，調試車占比0.5%；而受其影響，共計產生33個纖維缺陷，而該時間段共產生317個纖維缺陷，占比超10%。兩組數據對比，充分說明調試用車身是纖維缺陷發生的重要因素，應重點管控。

2.白車身影響

第二種異常狀態，呈現于11月2日至5日（如圖2②），是一個時間段的數據，并在11.3日缺陷率達到最高的狀態。這組數據有著共同的特征，即缺陷率異常高。

為進一步查明該現象背后的原因，調取另外一組纖維的缺陷位置分布數據，發現該時間段內前蓋缺陷異常偏高（如圖2），且集中分布在前蓋壓合邊位置。經過進一步排查，發現該位置由于焊裝車間前蓋壓合涂膠工藝異常，出現溢膠缺陷，通過擦拭的方式進行返修，造成纖維缺陷的發生。

3.長期停產影響

第三種異常狀態，呈現于10月10日、10月5日（如圖１③）。這兩組數據呈現出了兩個明顯的特征。特征一：是經過較長時間的停產，復產后第一天，停產時間超過三天，對于停產時間低于三天的復產后，缺陷率數據無明顯升高的特征；特征二：隨著時間的推移，纖維缺陷率迅速下降。

為了更進一步的用數據證明特征一的有效性，調取了8月份和9月份的缺陷數據（如圖３），9月9日、22日，8月6日，均是停產超過4天后的第一個生產日，缺陷率明顯高企，而9月26日，8月2日、17日、24日，經過較短時間停產后復產的缺陷率較為穩定。

針對經過較長時間停產，復產第一天缺陷率較高的現象，經過現場的觀察和分析，發現：較長時間的停產，是維修部門和保潔部門進行工作的有利時間窗口，維修部門組織設備檢修工作，而保潔部門組織噴漆室體等高潔凈區域的深度清理工作，空調過濾介質更換等工作。

在對維修部門和保潔部門的工作進行了作業觀察，發現：

1）停產期間廠房空調停止運行，車間處于微負壓狀態，同時由于運輸清理和檢修用物資，物流門等出入口保持了常開狀態；

2）停留在儲備區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，未采取相應降塵措施。

以上的問題，違反了環境隔斷原則，對缺陷的發生產生了不利影響。

3.2 第二組異常點數據整理

第二組數據的整理分析，依然主要采用了時間維度，發現了第一個特征：噴涂二線的缺陷率明顯高于一線，這是一個明顯異常的現象（如圖4）。且與第一組異常數據得出三條規律并不匹配。為了揭示這第二組數據反應的異常現象。

在數據追蹤過程中，將時間的顆粒度縮小到每一分鐘，比對每個纖維缺陷車身經過各個數據采樣點的時間，通過比對，發現了兩條全新的規律。

1.生產間隙清理工作的影響

經過比對每天面漆二線的EMES過車數據，發現面漆二線的纖維毛缺陷車與隨后的車身之間的時間差為20-30分鐘，而常規的時間差是2-3min。經過作業觀察發現，20-30min的時間是每日進行的生產間隙的噴漆室體保潔，屬于為解決噴漆污染噴涂機器人所采取的必要工作，每日預計組織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行統計，發現9組異常的數據中，有8組數據可以說明面漆二線缺陷率超標的原因（如圖５），缺陷率較高與面漆二線的生產間隙的清理工作有關。

關于面漆二線受保潔清理影響程度高的現象，經過對清理過程的作業觀察，發現保潔人員為提升保潔效率，逐個室體保潔清理。但面漆二線保潔人員進入室體進行保潔清理的時間與生產車離開此室體的時間基本一致，此外進入噴漆室體前未進行嚴格的工作服清潔整理。

2.準備線滯留車影響

12月19日的一組缺陷率數據異常高企的原因相對特殊。經過對缺陷車身的全過程數據比對，發現有連續三臺纖維毛缺陷車身，而這部分車身于12月18日生產暫停期間，滯留在噴漆前準備線，而此位置進行了設備改造工作，在改造的過程中發生了纖維污染的情況。

3.3 針對性提升措施

3.3.1 調試車影響控制措施

1）面漆與面漆前準備聯動，調試車/備件車上線管控流程，重點吹擦；

2）針對進入面漆線的調試車，人員進行空一個車身位置放行，與正產生產車間隔進入。

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，擦膠導致，需降低外溢風險，并調整擦拭手法。

3.3.3 長期停產影響措施：

1）關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）對烘房進行深度清理，空調濾芯定期更換；

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）清理前當噴漆室內沒有生產車，工作人員再進入噴漆間清理。

3.3.5 準備線

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沉降。

2）在準備線格柵板下設置蓄水槽并加水，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入帶入纖維毛，規定在清理開線前模擬一次噴涂；

4 實施效果

各項措施實施后經過4個多月的驗證，每天在滿產1200+的產量下，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可行的能有效控制纖維。

5 結語

纖維是涂裝生產中最常見，也是難控制的缺陷之一。而其控制是一個長期過程，容易反復，因此只要找出來源、制定對策控制誘導因素，方可讓纖維缺陷率保持在可控的范圍內。本文通過實踐證明，使用數據收集、分析、比對的方法，可以為纖維缺陷的優化提供指導方法。而分析、比對的具體過程，亦可為汽車噴涂行業從業者提供新的工作思路。