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顏色。早晨的第一縷陽光是金色的，金色讓我們看到希望；路上的交通顯示綠色時，我們可以通行；工作臺上，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……

顏色在我們的生活中扮演著重要的角色，我們在選擇商品時很大程度上取決于商品的顏色。

顏色到底是什么？顏色實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？這是由于白光實際是由紅橙黃綠藍靛紫等豐富的色光組合而成的，白光照在不同的物體上后，物體會對這些色光產(chǎn)生一定的吸收和反射，反射的色光就是這個物體的顏色。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，通常情況下，顏色的形成需要三個要素：一是光源，比如太陽；二是物體，比如小草；三是觀察者，比如人。相同的物體，當光源發(fā)生變化時，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，不同的人對顏色的感受性是不同的，極端的表現(xiàn)是全色盲，他們無法感受色彩的存在。

基于顏色的重要性，我們的產(chǎn)品除了按照底盤配置、動力、功能等進行區(qū)分外，還設計了豐富的、專門的色彩來滿足不同客戶的要求，涵蓋實色漆及金屬閃光漆，如表1所示。

表1 顏色代碼

1 顏色數(shù)據(jù)化和標準化模型

顏色作為物體的一種屬性，是人的大腦對顏色的主觀感覺。對于象我們這樣的定位于高端重卡的制造商，需要對其作出精確的表述，但通過日常語言很難完成準確表達。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，我們需對色差有嚴格的要求，希望相同車型的顏色差異視覺可以接受。但在實踐中有一定的難度，因為我們每個參與者的色差感受有時差異很大，特別是對于外飾件供應商的管理控制，常規(guī)辦法無法達到都可以接受的標準。為了避免這種情況，這種色差屬性也需要精確的表述。

可見，顏色和色差的數(shù)據(jù)化和標準化非常重要。實際上國際上已經(jīng)有許多顏色數(shù)據(jù)化和標準化的模型系統(tǒng)（比如：孟塞爾顏色系統(tǒng)、OSA均勻顏色標尺系統(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)在國際上比較流行的是應用CIELAB顏色模型（或顏色空間）來實現(xiàn)顏色的數(shù)據(jù)化和標準化。CIE全稱為Commission Internationale de L'Eclairage（法） 或 International Commission on Illumination（英），中文為國際照明委員會。這個委員會創(chuàng)建的目的是要建立一套界定和測量色彩的技術標準。CIELAB顏色空間的來源和計算非常復雜，我們可以認為它是一個理想的實心球體，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，分別為L*、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點定于球心，正方向為紅色，負方向為綠色；b*為前后方向，0點亦是定于球心，正方向為黃色，負方向為藍色。這樣模型中的每一點都可以用L*a*b*的值來精確表示?？梢姡ㄟ^這個模型，任何顏色可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)化和標準化，三位坐標見圖3。

圖3 CIELAB顏色空間三維坐標

對于色差，我們也是通過CIELAB模型來實現(xiàn)的。我們可以找到兩個樣品的顏色坐標，比如：

A樣品為L*1、a*1、b*1值

B樣品為L*2、a*2、b*2值

A和 B色差可以通過坐標差來表示，我們用Δ來表示Delta即差異，則：

若ΔL*、Δa*、Δb*皆等于0，則樣品A和B沒有色差；若ΔL*、Δa*、Δb*絕對值較大，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*，其計算公式為：

可見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。許多客戶應用ΔE*值來控制產(chǎn)品的色差，對于不同的行業(yè)和企業(yè)，他們設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，肉眼評判都會有所出入。總色差的表示參數(shù)有很多種，改進的目的是力求其值與人眼觀測一致。比如某轎車廠ΔEcmc*。

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

2 顏色管理的建立

2.1 顏色管理建立背景

企業(yè)關注汽車顏色的流行趨勢和過程顏色質(zhì)量的控制就是最大程度上滿足客戶對顏色的個性化需求；最大程度上把色差控制在肉眼可接受的范圍內(nèi)；建立一個長效的、可追溯的顏色管理系統(tǒng)；建立集團化顏色管理系統(tǒng)，實現(xiàn)整個集團資源共享及規(guī)范化管理。

2.2 顏色管理建立過程

我們調(diào)研了大眾、長安福特馬自達、奇瑞、江淮等汽車制造企業(yè)；知名涂料供應商：湖南關西、PPG、阿克蘇等企業(yè)的實際應用經(jīng)驗并進行對比評估，最終引進了美國一家公司的顏色管理系統(tǒng)。整個系統(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辨色能力測試、Harmony Room標準光源室和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，我們要求進行顏色管理的人員必須通過辨色能力測試才能從事專業(yè)的工作。

所有設備操作人員必須經(jīng)過培訓，考核并取得上崗操作證，具備獨立作業(yè)的能力。

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

1）顏色的名稱定義及編號規(guī)則；

2）色板的制作流程；

3）3.色板的檢測流程；

4）色板的保存、發(fā)放、回收流程；

5）整車顏色評審流程；

6）外協(xié)件顏色評審流程；

7）顏色的開發(fā)流程；

8）顏色數(shù)據(jù)庫的管理；

9）設備管理流程；

10）其它。

3 顏色管理應用

3.1 顏色檢測

前面介紹過，顏色的數(shù)據(jù)化可以通過CIE系統(tǒng)的L*、a*、b* 來實現(xiàn)，多角度分光光度儀可以通過測量產(chǎn)品或顏色樣板來定義顏色在CIELAB模型中的準確位置，即得到L*、a*、b*值。如果存入標準值，亦可得到DE*等色差值。所以通過多角度分光光度儀可以實現(xiàn)顏色和色差的數(shù)據(jù)化和標準化。

現(xiàn)在金屬漆在汽車行業(yè)非常流行，其特性是當片狀鋁粉在漆膜中平行于底材排列時，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。為了準確表達和測量金屬漆的這些特性，MA68II型多角度分光光度儀內(nèi)部有五個接收器從不同的角度檢測涂層的顏色。

圖4 多角度分光光度儀示意圖

可見光源從45度位置發(fā)出后照射在樣品上，在對稱位置上產(chǎn)生鏡面反射，從鏡面反射位置開始，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、視覺綜合區(qū)顏色和低光區(qū)顏色。通過這5個角度的顏色值，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，通過多角度分光光度儀檢測，得到的顏色坐標值見表2：

表2 HNJ23顏色坐標值

MA68II型多角度分光光度儀在汽車行業(yè)的應用非常廣泛。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0.01ΔE*，所以完全滿足精度要求。其五角度測量設計，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。用它可以測量標準色板、卡車車身、汽車保險杠、后視鏡、輪轂、把手等的顏色。

3.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析應用

圖5 顏色管理軟件Metallix QA應用界面

為了便于對顏色進行深入分析及對顏色進行分檔管理，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Metallix QA軟件可以將儀器測量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X中，實現(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，并可用屏幕來模擬產(chǎn)品的顏色和色差。軟件制作提供了若干圖形，來幫助我們分析顏色的特性和差異。還可以為每種顏色預設容差，減少繁瑣的判斷工作，軟件讀取色板后的圖表視窗見圖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。下面舉個實際的案例，具體如下：

案例：

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

針對此質(zhì)量問題我們從原材料、涂料輸送設備、噴涂設備、噴涂工藝、檢測設備、顏色管控等多方面進行了分析，經(jīng)過分析評估我們明確了產(chǎn)生色差的幾個主要原因是：顏色數(shù)據(jù)沒有及時更新修正，原材料的色差管控超出容差范圍，色差檢測設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)通過顏色管理軟件導出分析數(shù)據(jù)，指導原材料廠家調(diào)整涂料的顏色數(shù)據(jù)；

使用適宜的色差控制設備，避免不合格品的外飾件出廠；

適宜的噴涂工藝對產(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直接影響金屬粉的排列方式導致產(chǎn)品顏色差異大，所以對噴涂工藝進行調(diào)整。

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

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

4 結(jié)束語

經(jīng)過幾年時間的應用，我們對車身顏色總體的質(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)計分析達到顏色數(shù)據(jù)化和標準化的目的，大量的數(shù)據(jù)采集有利于對不同角度的顏色趨向進行預測，提前采取有利措施避免色差的超差。我們會繼續(xù)發(fā)掘顏色管理系統(tǒng)的潛力，助力企業(yè)標準的規(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[M].北京:化學工業(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.顏色科學與計算機測色配色實用技術[M].北京：化學工業(yè)出版社,2003.