基于大数据的汽车防腐策略研究

张瑾 崔晨 张开颜

摘要：中国汽车产销量连续十二年蝉联全球第一，因腐蚀问题引发的消费者投诉数量也跃居我国汽车类投诉前五位;如何实现对汽车腐蚀进行有效管控已成为政府、行业及消费者共同关注的焦点。从行业层面，建设集“中外汽车腐蚀环境数据”、“中国市场汽车腐蚀数据”、“汽车腐蚀性能验证数据”三大数据体系，成为改善我国汽车行业严峻的腐蚀现状的重要手段。

关键词：汽车防腐;腐蚀;大数据;汽车

1.消费者日益关注汽车腐蚀现象

（1）腐蚀类投诉已位居汽车投诉排行榜前5位

近些年，中国品牌车企的工艺、技术水平不断提升，其较高的性价比赢得了越来越多消费者的青睐;但车主的投诉量也呈现快速上升趋势。研究发现，2010-2019年的10年间，涉及汽车腐蚀类的投诉数量逐年攀升，累计已超过10000宗，10年间，投诉率增长近136倍，目前腐蚀类投诉已位居汽车投诉排行榜前5位，已成为消费者重点关注的质量问题[1]。

从防腐工艺和规范角度上，将腐蚀投诉车型划分为自主、合资和进口三种。分析发现，进口品牌与合资品牌车型的投诉案例数相差不大，但进口车型的单一品牌腐蚀投诉率较低，合资和自主车型投诉率较高，与市场保有量基本直接相关。结合车型定位，部分进口车型价格较高，也就是说：按照国外的防腐工艺和规范生产的车型，即使企业防腐体系较为完善，在我国服役过程中依然存在腐蚀问题，侧面反映了现行防腐策略与我国环境腐蚀工况不相符的现状。

调研对象中，进口品牌车型的腐蚀部位主要集中于排气管、底盘、转向机、座椅骨架、车顶、轮毂、齿轮、后备箱、翼子板、气缸、方向机轴承、铰链等。按年限对进口车型的腐蚀案例进行统计发现：新车腐蚀投诉案例非常高，集中于底盘金属部位等非常规可见区域，车辆在正常维护状态下，能够发现苛刻工况下易发生腐蚀的部位。

合资品牌与进口品牌相比，腐蚀投诉案例相对较高;合资品牌汽车零部件多采用表面涂装方式，主要是由于金属基体与漆膜的兼容性问题引发的腐蚀，具体表现为：基体表面处理质量欠佳;漆膜工艺稳定性较低，易产生破损等。自主品牌投诉数量占比最高，车辆腐蚀投诉案例的数量也最多;与合资品牌投诉案例数量相比，增加约一倍，发生腐蚀的部位和腐蚀形式更加复杂，既包含了有机涂装部位，也包含了裸露金属部位。

（2）因腐蚀质量缺陷导致的召回数量不可小觑

研究发现，仅仅在我国开始实行汽车召回制度以来，已有7627万余辆汽车因质量缺陷而被召回，相当于每3辆汽车中约有1辆因质量缺陷被召回;其中，618万余辆汽车因腐蚀质量缺陷被召回，意味着每40辆汽车中就约有1辆因腐蚀质量缺陷被召回[2][4]。

通过对腐蚀车辆召回品牌进行分析发现：主要涉及46个品牌、100余个车型，覆盖自主、合资、外资等不同类型品牌以及SUV、B级、C级、A级等不同级别的车型;腐蚀致存在严重安全性能故障隐患是最主要的缺陷召回原因，其占全部腐蚀召回汽车总量的91.3%[3][5]。

综上，通过对消费者和汽车企业调研发现，主要有三个因素制约着我国汽车产品防腐技术进步：一是多数汽车企业开展防腐工作时，未充分考虑到中外气候环境国情的差异，使得外资企业、合资企业进行中国防腐本土化开发，自主企业走出国门进行产品出口时，都难以规避腐蚀风险，而这些工作的开展都需要中外气候环境数据支撑;二是汽车行业尚未建立完善的市场腐蚀大数据，材料工艺的精益设计、零件防腐指标的差异化设定、车型防腐目标的制定，一定程度上缺少可靠的依据;三是整车、零部件防腐试验周期长、成本高，越来越难以适应目前越来越快的车型开发节奏。整体来看，我国汽车行业严峻的腐蚀现状，亟需通过构建涵盖全生命周期腐蚀大数据体系来改善。

2.汽车腐蚀大数据体系建设内容

基于前期调研研究，为了建成全面支撑汽车行业企业进行防腐技术提升，需要针对“中外汽车腐蚀环境数据集”、“中国市场汽车腐蚀数据集”、“汽车腐蚀性能验证数据集”这三大数据体系进行采集、分析。其中，“中外汽车腐蚀环境数据集”包括”静态腐蚀环境数据”、”动态腐蚀环境数据”和”环境数据分析模型”3个子模块，支撑中外汽车腐蚀国情对标研究;“中国市场汽车腐蚀数据集”包括“汽车腐蚀投诉数据”、“在用车腐蚀数据”和“报废车腐蚀数据”3个子模块，支撑汽车的防腐目标设定与精益设计;“汽车腐蚀性能验证数据集”主要涉及防腐材料、工艺、零部件以及异种金属混合车身电偶腐蚀等层面的研究成果，支撑汽车腐蚀性能的精准验证研究。

（1）中外汽车腐蚀环境数据集

中外汽车腐蚀环境数据集是汽车产品进入目标市场、产品定位和设定总体防腐目标的最根本依据，以3个子模块的形式来分别建设。其中，模块1为“静态腐蚀环境数据模块”，此模块的数据将以100万条/月的速度进行更新。该模块主要通过采集材料大气静态腐蚀环境、融雪盐静态腐蚀环境、汽车静态腐蚀环境工况3个维度的数据，绘制中外腐蚀强度静态地图，形成覆盖全国34座典型城市、国外20余个出口地区的中外汽车腐蚀环境静态数据体系。

模块2为“动态腐蚀环境数据模块”，此模块的数据主要由来自国内9座典型气候城市的60辆用户车构成的汽车动态腐蚀环境数据采集网络得来。每辆车的底盘和车身的典型易腐蚀部位均安装了大量的标准挂片，通过长期监测汽车服役地区的环境因素数据和标准挂片腐蚀数据，配合动态行驶轨迹，将首次在国内实现了汽车动态腐蚀环境数据的采集和自动化解析[6][7]。

模块3为“环境数据分析模型模块”，主要运用算法工具，对模块1和模块2的数据进行预建模处理、过程分析、未来预测。其中，大数据预处理工具，主要实现温度、湿度、降水量等气候，SO2、NO2、融雪剂、O3、PM2.5等污染物，速度、里程、时段等行驶等10余项环境数据的批量预处理;用户行为数据分析工具实现单车或多车型的驾驶行为轨迹的自动解析。过程分析模型，实现腐蚀过程分析、影响因子权重排序、地区降维聚类等精细解析;未来预测模型，预测某材料掛片或零部件的腐蚀行为，自动进行模型精度的评价和模型选用的切换[6][7]。

（2）中国市场汽车腐蚀数据集

中国市场汽车腐蚀数据集反映的是，汽车产品出售之后，消费者对汽车腐蚀现象的反馈，以及汽车在使用、报废阶段所呈现的腐蚀现状。此部分包含“汽车腐蚀投诉数据模块”、“在用车腐蚀数据模块”和“报废车腐蚀数据模块”，主要支撑汽车企业将消费者的要求转化为防腐设计输入参数，支持不同车型的防腐性能及精益设计评估，量化分析工艺、结构的防腐水平和腐蚀风险。

其中，“汽车腐蚀投诉数据模块”主要收录历年国内外涉及腐蚀质量问题的用户投诉案例，包含汽车品牌、年限、地区、车型、部位等信息。“在用车腐蚀数据模块”，旨在采集典型气候城市市场正常服役汽车的腐蚀状态解析数据，覆盖汽车主外观、乘员舱、行李舱、引擎舱、底盘等区域的钣金、空腔、灌蜡、涂胶等信息，形成车型及零部件腐蚀对标数据库、耐蚀性能不足的零部件库、满足中国市场防腐要求的零部件库和防腐技术降本零部件库。“报废车腐蚀数据模块”，通过运用外观评价、功能检查、减薄率测量、电化学测试等主客观表征方法，对不同典型气候城市的报废车腐蚀状态进行精确解析，分析环境介质对汽车结构的腐蚀累积影响，用于矫正中国汽车防腐设计不足或冗余[8]。

（3）汽车腐蚀性能验证数据集

为支持腐蚀缺陷识别和防腐选材及结构设计优化，还需要建设“汽车腐蚀性能验证数据集”。即建设包含不同车型、不同类型零部件、不同工艺、材料和结构的强化腐蚀试验数据库、盐雾腐蚀试验数据库、循环腐蚀试验数据库和电化学测试数据库[9]。结合电化学腐蚀机理，研究开发涂层快速验证评估模型;针对异种金属混合车身的电偶腐蚀问题，研发开发适用于汽车领域的电偶腐蚀仿真模型，通过规避电偶腐蚀风险，提高合理选材及优化结构设计的效率[10][11][13]。

3.汽车行业防腐研究趋势展望

随着“一带一路”等国家战略的实施，主流汽车企业也在加速国际化进程。在车型防腐层面，也会更加关注出口国环境信息、逐步加大新技术和新材料的应用、越发重视全生命周期的管控。

（1）更加关注出口国环境信息

中东地区作为我国汽车企业产品出口的重要目的地，因其特有的气候特征和使用习惯带来的耐候性问题，成为国内汽车企业不可忽视的研究点。而国内汽车通用的琼海温热和吐鲁番干热自然环境试验还不能完全替代中东热带沙漠试验;因此，越来越多的自主汽车企业，参考丰田、现代、五十铃等日韩系汽车企业在中东地区优先布局，专注于开展中东热带沙漠试验研究，在出口时更关注当地的气候与环境变化，并针对不同区域服役特点、进行車型的老化、锈蚀、功能失效、VOC及气味设计开发[5]。

（2）逐步加大新材料、新技术的应用

就车身而言，一方面，高强度和高弹性模量的新型复合材料，因其具有耐腐蚀、易于涂装等金属材料所不能比拟的优点，现已成为汽车车身替代金属材料的主要材料之一，将大大减少金属腐蚀带来的破坏与损失。另一方面，随着太阳能屏蔽防腐蚀涂料、阻尼防腐蚀涂料、可剥性防腐蚀涂料、耐气候防腐蚀聚氨酯涂料、阻燃导静电耐温防腐蚀涂料等材料产品的普及应用，市场上对高品质防腐涂料的需求也将急剧增加，车用防腐涂料将由传统型涂料向环保型、多功能型涂料转变;这些涂料的使用，不仅可以提升汽车的外观品质，还能延长汽车产品的服役寿命[12][14][17][18]。

鉴于整车道路强化腐蚀试验存在周期长、试验成本高等局限性，越来越多的企业开始探索防腐模拟仿真技术，并将其逐步应用于车型开发过程中[13]。如通过仿真技术分析车门铰链、底盘连接点等典型区域腐蚀防护问题，在数字化阶段和设计阶段模拟苛刻服役环境、以充分暴露腐蚀风险点[19];通过优化白车身设计参数，来提高车身的防腐蚀性能[17]。此外，通过仿真软件也可将零散的材料数据、腐蚀数据、结构设计等信息进行系统化、平台化管理，减少对整车、零部件防腐试验的过度依赖[15][16]。

（3）越发重视生命周期分级管控

为了节省试验成本，多数汽车企业在保证整车质量的同时，对不同车型的防腐要求进行分级管控。一是通过对整车强化腐蚀试验结果进行整理、分析、总结，梳理再发防治案例，提取频发件、识别要求过高的零部件，编制形成典型零部件管控清单，进行有目的重点管控;二是增加零部件标准评审，对新制定、修订的零部件技术标准中的防腐要求进行审核，确保零部件标准中的防腐要求能够满足整车服役需求;三是在汽车产品开发的研发设计、试制评价、性能验证等各个环节，考虑车型防腐性能的匹配度，基于跨部门、跨领域的合作，推进防腐标准的准确性、权威性和可执行性，确保整车及零部件满足防腐要求[18][19][20]。

此外，为适应不同腐蚀区域的防腐要求，汽车制造企业也开始对汽车售后的防腐保养提出新的举措。如考虑到新车前三年一般极少出现锈蚀现象，从第三年进行防腐的首次保养，以后每2年进行1次;随着车辆使用年限的提升，10年、12年、甚至更高年限的车辆并不强制报废，仅通过材料、工艺优化等已不能满足其防腐要求，逐步实行并推广售后防腐保养，将成为汽车全生命周期腐蚀防护的重要环节。

参考文献

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作者简介：张瑾（1989-），女，汉族，山东，工程师，硕士，中汽数据有限公司-300393，研究方向为汽车产业链发展研究。邮箱：shlcgood@163.com。