文/李秀峻

人力成本的不斷增加，手工涂膠質(zhì)量不穩(wěn)定問(wèn)題的日益凸顯，使手工涂膠越來(lái)越不能滿足更高要求的需要，尤其在某些制造精度較高的場(chǎng)合，手工涂膠質(zhì)量幾乎無(wú)法達(dá)到要求。所以,日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，促使手工涂膠機(jī)不斷向著自動(dòng)化、集成化和智能化方向發(fā)展[1]。在汽車(chē)行業(yè)，越來(lái)越多的工業(yè)機(jī)器人投入到涂膠生產(chǎn)線，可以說(shuō)利用機(jī)器人技術(shù)來(lái)發(fā)展汽車(chē)產(chǎn)業(yè)已成為一種趨勢(shì)[2]，但相應(yīng)的，涂膠自動(dòng)化也會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量不穩(wěn)定問(wèn)題，需要對(duì)自動(dòng)涂膠系統(tǒng)實(shí)行有效的監(jiān)控管理。目前車(chē)身涂膠主要分為折邊膠、點(diǎn)焊膠、隔振膠和密封膠。

一、汽車(chē)行業(yè)涂膠質(zhì)量監(jiān)控現(xiàn)狀

目前，汽車(chē)行業(yè)涂膠生產(chǎn)線自動(dòng)化率相當(dāng)高，人工檢查的機(jī)會(huì)少。而停線進(jìn)行目視檢查會(huì)影響生產(chǎn)節(jié)奏，且檢查結(jié)果不準(zhǔn)確[3]；若對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行破壞性檢查，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且增加成本。目前自動(dòng)涂膠機(jī)器人雖自帶涂膠檢測(cè)設(shè)備，但檢查頻次不高，即便如此，每天都會(huì)產(chǎn)生百萬(wàn)級(jí)別的質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)。但這部分?jǐn)?shù)據(jù)尚未得到有效利用，造成資源浪費(fèi)。故，針對(duì)現(xiàn)有檢測(cè)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，利用自動(dòng)涂膠檢測(cè)系統(tǒng)的質(zhì)量數(shù)據(jù)，開(kāi)發(fā)新的自動(dòng)涂膠監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)涂膠質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)的利用，達(dá)到100%監(jiān)控自動(dòng)涂膠質(zhì)量，并利用大數(shù)據(jù)來(lái)分析自動(dòng)涂膠的質(zhì)量狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)缺陷率統(tǒng)計(jì)和精準(zhǔn)定位缺陷位置，以最終提升企業(yè)效益[4]。

二、可行性分析

自動(dòng)涂膠檢測(cè)系統(tǒng)（ISV）的工作原理是通過(guò)灰度對(duì)比實(shí)現(xiàn)的。具體來(lái)說(shuō)，是對(duì)自動(dòng)涂膠路徑進(jìn)行分解，按照矩形框圖分成小段，對(duì)每小段進(jìn)行灰度狀態(tài)識(shí)別，同標(biāo)準(zhǔn)涂膠的框圖灰度狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比，每個(gè)框圖都會(huì)產(chǎn)生一條檢測(cè)數(shù)據(jù)。對(duì)這些檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行可行性分析，判定目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的可能性。

1. 檢測(cè)數(shù)據(jù)排列規(guī)律

目前自動(dòng)涂膠系統(tǒng)配有相應(yīng)的ISV，通過(guò)提取ISV檢測(cè)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)符合圖1所示的規(guī)律。圖1中，“時(shí)間”代表當(dāng)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；“零件代號(hào)”用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，與具體車(chē)身零件一一對(duì)應(yīng)；“傳感器代號(hào)”針對(duì)不同車(chē)型有不同的代號(hào)；“車(chē)身代號(hào)”代表生產(chǎn)的車(chē)身編號(hào)；“圖號(hào)”代表灰度識(shí)別的框圖代號(hào)；“缺陷類型”代表該框圖下的涂膠質(zhì)量好壞。通過(guò)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可滿足后續(xù)實(shí)行涂膠質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析的要求。

圖1 ISV檢測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

2. 涂膠質(zhì)量可識(shí)別

涂膠質(zhì)量缺陷主要包括斷膠、膠線太寬、膠線太窄和涂膠錯(cuò)位等。ISV能夠運(yùn)用模板匹配方法[5]識(shí)別這些缺陷，反饋相應(yīng)的缺陷類型，并通過(guò)提取相應(yīng)的數(shù)據(jù)字段，統(tǒng)計(jì)不同缺陷的情況，滿足后續(xù)對(duì)不同缺陷類型的整改要求。

通過(guò)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取分類，可實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷位置的精確定位。ISV檢測(cè)數(shù)據(jù)類型遵循了一定的規(guī)則，內(nèi)容包含工位、車(chē)型、零件和缺陷等類型，可以通過(guò)大數(shù)據(jù)分析方法，實(shí)現(xiàn)工位、車(chē)型、零件和圖號(hào)的一一對(duì)應(yīng)，通過(guò)缺陷統(tǒng)計(jì)，找到有缺陷的圖號(hào)，便能對(duì)缺陷位置精確定位，第一時(shí)間組織現(xiàn)場(chǎng)員工進(jìn)行調(diào)整。

三、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方案

通過(guò)可行性分析，確定了大數(shù)據(jù)監(jiān)控方案的可行性后，對(duì)自動(dòng)涂膠質(zhì)量管理系統(tǒng)進(jìn)行具體的方案實(shí)施，并實(shí)行自動(dòng)涂膠管理流程方案。

1. 自動(dòng)涂膠質(zhì)量管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

自動(dòng)涂膠質(zhì)量管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程按照數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的設(shè)計(jì)和質(zhì)量報(bào)表的設(shè)計(jì)，完成相應(yīng)的開(kāi)發(fā)方案。

在系統(tǒng)搭建平臺(tái)上，選擇Access作為檢測(cè)數(shù)據(jù)提取工具，檢測(cè)數(shù)據(jù)可以通過(guò)ISV軟件自動(dòng)生成的TXT文件，保存于電腦；對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的字段進(jìn)行提取，并按照數(shù)據(jù)類型進(jìn)行分類。建立相應(yīng)的Access數(shù)據(jù)庫(kù)，針對(duì)不同的工位，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)表，包含工位涂膠狀態(tài)表、車(chē)型表、工位表和零件號(hào)位置對(duì)應(yīng)表；編寫(xiě)自動(dòng)涂膠檢測(cè)數(shù)據(jù)分割程序，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊中，生成工位、車(chē)型、位置和零件號(hào)一一對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表。對(duì)多張數(shù)據(jù)表設(shè)置主鍵，通過(guò)主鍵進(jìn)行各分表聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)分表信息關(guān)聯(lián)互通。分表聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)見(jiàn)圖2。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊的設(shè)計(jì)包括：數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、窗體設(shè)計(jì)、功能鍵設(shè)計(jì)、統(tǒng)計(jì)窗口功能關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)和查詢程序編寫(xiě)，最終生成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)窗口。自動(dòng)涂膠質(zhì)量報(bào)表設(shè)計(jì)包括：質(zhì)量報(bào)表窗體設(shè)計(jì)、報(bào)表屬性建立和報(bào)表窗口功能關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，最終生成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)窗口，完成自動(dòng)涂膠質(zhì)量管理系統(tǒng)。

2. 自動(dòng)涂膠管理流程方案

自動(dòng)涂膠管理流程方案（見(jiàn)圖3）按照數(shù)據(jù)導(dǎo)入、數(shù)據(jù)分析和篩選、自動(dòng)涂膠質(zhì)量報(bào)表、現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量確認(rèn)和反饋車(chē)身技術(shù)員整改的流程進(jìn)行。涂膠檢測(cè)數(shù)據(jù)由ISV生成后，拷貝并上傳到自動(dòng)涂膠質(zhì)量管理系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的分析和統(tǒng)計(jì)方法，選擇近期的涂膠狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以合格率為主的涂膠質(zhì)量統(tǒng)計(jì)和詳細(xì)的缺陷查詢，形成相應(yīng)的質(zhì)量報(bào)表。工作人員可以根據(jù)質(zhì)量報(bào)表對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)行再確認(rèn)，確認(rèn)無(wú)誤后，應(yīng)及時(shí)反饋給車(chē)身技術(shù)員整改。完成缺陷整改后，ISV檢測(cè)數(shù)據(jù)能夠繼續(xù)進(jìn)行上傳和提取分析。

圖2 分表聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)圖

圖3 自動(dòng)涂膠管理流程方案

四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

自動(dòng)涂膠質(zhì)量管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，車(chē)間可以按照相應(yīng)的管理流程方案執(zhí)行，對(duì)系統(tǒng)實(shí)行前后的涂膠質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比，涂膠的質(zhì)量監(jiān)控和改善取得了巨大進(jìn)步。

1. 快速、準(zhǔn)確定位缺陷

自動(dòng)涂膠質(zhì)量管理系統(tǒng)定期生成缺陷統(tǒng)計(jì)，管理員也能自主設(shè)置期限，進(jìn)行某段時(shí)間的涂膠質(zhì)量查詢，并形成質(zhì)量報(bào)表。質(zhì)量報(bào)表能直觀地實(shí)時(shí)地反映涂膠生產(chǎn)線存在的問(wèn)題。從現(xiàn)場(chǎng)檢查確認(rèn)和比較兩者結(jié)果（見(jiàn)表1和圖4）可以發(fā)現(xiàn)，自動(dòng)涂膠質(zhì)量管理系統(tǒng)反映的質(zhì)量缺陷與現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)結(jié)果一致。這表明自動(dòng)涂膠質(zhì)量管理系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確地定位缺陷，讓現(xiàn)場(chǎng)車(chē)身技術(shù)員能第一時(shí)間進(jìn)行整改，縮短了生產(chǎn)線的停線時(shí)間。

2. 實(shí)現(xiàn)100%監(jiān)控

建立自動(dòng)涂膠質(zhì)量管理系統(tǒng)后，對(duì)涂膠質(zhì)量的檢查由原來(lái)的每5臺(tái)車(chē)進(jìn)行抽檢，變成了對(duì)所有車(chē)型的100%監(jiān)控。如圖5（上）所示，將系統(tǒng)運(yùn)行后的涂膠質(zhì)量數(shù)據(jù)以合格率的形式進(jìn)行反饋，每周的合格率能更加直觀地顯示在圖表中。這不僅對(duì)整改后獲得的成效一目了然，不同車(chē)型間還能形成對(duì)比，分析兩者在合格率上的差距原因。同時(shí)針對(duì)某一車(chē)型某一類涂膠缺陷類型有更為具體直觀的圖標(biāo)體現(xiàn)，如圖5（下）所示。100%監(jiān)控，能夠更有針對(duì)性地對(duì)目標(biāo)缺陷和工位進(jìn)行整改，減少相應(yīng)缺陷的再出現(xiàn)。

表2 自動(dòng)涂膠斷膠問(wèn)題跟蹤表

圖5 涂膠質(zhì)量管理系統(tǒng)合格率統(tǒng)計(jì)

3.自動(dòng)涂膠質(zhì)量變化

利用自動(dòng)涂膠質(zhì)量管理系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)高頻缺陷的出現(xiàn)率（圖6），可以發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)的有針對(duì)性的優(yōu)化缺陷處理，能使自動(dòng)涂膠的總體質(zhì)量得到提高，目前一周出現(xiàn)斷膠率大于3%的圖號(hào)數(shù)量基本維持在4%～6%。相應(yīng)的，系統(tǒng)將形成自動(dòng)涂膠斷膠問(wèn)題跟蹤表（見(jiàn)表2），對(duì)缺陷進(jìn)行追蹤和記錄更改，使缺陷的整改質(zhì)量得到保障。

圖6 高頻缺陷圖號(hào)數(shù)量統(tǒng)計(jì)

五、總 結(jié)

本文在原有的涂膠質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，利用ISV檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，提出了一種自動(dòng)涂膠監(jiān)控方法。它實(shí)現(xiàn)了涂膠生產(chǎn)線的100%監(jiān)控，并能實(shí)現(xiàn)缺陷率的統(tǒng)計(jì)和缺陷位置的精確定位，從而為車(chē)間進(jìn)行有針對(duì)性的質(zhì)量改進(jìn)帶來(lái)了很大的便利，而且這個(gè)項(xiàng)目是在充分利用了原來(lái)的檢測(cè)系統(tǒng)每天產(chǎn)生的百萬(wàn)級(jí)的檢測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，完成了一套更精確、實(shí)用的“自動(dòng)涂膠監(jiān)控系統(tǒng)”，并最終取得成功，從而為有效地提高產(chǎn)品質(zhì)量并最終為提升企業(yè)效益做出了貢獻(xiàn)。