汽车线束生产如何保证品质

优质的线束是汽车连接和自动驾驶必不可少的。由于品质保证是在一个复杂且大量手工制造过程中完成，因此使用专门的制造执行系统(MES)是至关重要的。

数字化长期以来一直是现代车辆技术不可或缺的一个方面。从发动机控制系统到驾驶辅助系统，再到媒体中心，整个汽车都充满了信息技术，并且仍在继续发展。随着互联汽车和自动驾驶汽车的快速发展，信息技术的高峰期即将到来。

汽车IT的一个核心元素是线束。它充当将数字部件相互连接或连接到其他部件(如发动机或底盘)的骨干，并为各种设备提供电力。

线束已成为车辆效率和安全的关键。诸如立体声系统的故障可能很烦人。即使是司机辅助系统的故障可能被细心的司机发现。但是，随着自动驾驶汽车成为主流，无论是个别部件还是连接它们的线束，出现故障都是不可容忍的。在这方面，质量要求也将大幅增加。线束系统中的断线或松散连接可能意味着生死。因此，通过线束连接的所有系统都必须进行冗余设计。

不久前，用于某一车型的线束对于该型号的所有车辆来说都是相同的。每一种线束需包括所有可能的选择型号，无论该型号是否有车辆采用。一些汽车制造商仍然以这种方式制造线束。其他汽车制造商设计和制造线束，只生产与车辆客制化所需的线。

这一方面是因为车辆空间有限，尽量避免使用不必要的电线，另一方面，减少电线本身的重量。汽车线束现在不仅很长，而且重量也相当大，50到60公斤(110到132磅)是相当常见的。节省重量可以减少燃料消耗和有害排放。所以更多的线束系统需要定制化。

汽车线束的生产

主要的国际汽车线束制造商，如 Delphi LEONI 和 Yazaki等，能提供最高质量，非常柔性和灵活的小批量生产，而且不会降低任何品质要求。

汽车线束的生产多属于劳动密集型，手工劳动占到成本的95%，这就是为什么制造商在劳动力成本低的国家寻找制造基地的原因。为此，必须招聘和培训大量新雇员，这反过来也会影响效率和质量。因此，故障预防是制造过程中的一个关键因素，而可追溯性也是一个关键因素，以便在发生召回时寻找故障原因。

第一阶段：从设计到生产

这个过程从线束的设计和开发开始。汽车制造商向线束制造商提供了车载配线系统设计的150%的图纸。这包括所有可能的线束，根据所有车型作出的可能选择。

线束制造商的工程师使用此图纸创建生产图纸、工作计划和相应的部件列表。并且，制造商定期发布时间表更改，必须调整相应的计划。

与以往一样，当涉及手工时，特别是如果必须在时间压力下进行这些工作时，错误率会很高。此外，手工的结果取决于个人的工作方法，依赖哪个工程师在工作，生产计划可能看起来可能有所不同。此外，对图纸的频繁更改并不总是得到及时执行。

由于所有这些方面都会损害质量，所以使用软件控制计划系统是有意义的。在这样的系统中，制造商可以使用蓝图来确定生产计划的规则，例如详细说明将以机械方式执行的步骤，这些步骤依靠不同的机器，以及哪些生产步骤将手动或半自动地执行。这些规则必须是灵活的，这样才能进行调整。例如，它们可能是这样的：如果单线，并且尺寸0.35<交叉部分<6 mm²，则使用标准机器。

该系统以这些规则为基础，解读和分析汽车制造商的图纸，生成生产数据，包括工作计划和零部件清单。除了大大节省工作时间外，由于消除了人工故障来源和实施程序的标准化，品质优势很大。

这种软件还可以根据具体的准时交货计划计算生产文件。这样一系列符合车辆的适合的线束就会准时交货。

第二阶段：汽车线束的生产

在ERP层面，制造执行系统(MES)的任务是控制和记录汽车线束的生产。然而，由于汽车线束生产有许多具体的方面，一般的MES系统不能使用。例如，它们有关线束的IT技术确定就不成功。

因此，不同的线束制造商已经开发了自己的MES系统。然而，当生产过程或ERP系统发生变化时，这些定制的软件解决方案不再适用.另一个问题是，know-how往往不是文件能写清楚的，并且与特定的员工联系在一起。因此，领先的汽车线束制造商依赖于专门为线束行业开发的系统。

线束生产分三个阶段：裁线、预装配和最终装配

裁线

线材加工在切割领域是高度自动化的。自动化机器首先将线切割刀确定的长度，然后剥皮，打好端子。更复杂的机器可以执行额外的工艺步骤，如绞线等。用这种方式生产的电线被分组成束，并可供下一个生产步骤使用。

为了提高生产率，使用特殊的MES系统来确保订单在不同机器之间的最优分配。但是质量和可追溯性在这里很重要。在CST机器中，生产率通常很高，线材有时直径很小。

当然，确保精度和质量的主要是靠CST机器本身，但MES也可通过直接将控制数据(如卷曲数据)传递给机器。MES还可以确保质量保证过程，例如扫描电线和端子的条形码，执行卷曲高度和拉力测试，以及通过监视工具的使用保养等。为了建立可追溯性，MES为每个生产的线束分配一个唯一的ID，并在整个过程中一直管理它。

预装配

线束的下一个生产阶段是高度手动的。在第一个预装配阶段，在切割区域生产的线束被组装成简单的组件，使用诸如卷曲、超声波焊接和扭转等。同时将生成一个新的ID，包含了所有组件。

正如前面提到的，由于成本原因，制造商往往将生产转移到低成本的劳动力国家，整个工厂似乎都是在一夜之间建成的，因此必须招聘数千名新员工。然而，缺乏相关的经验和技术资格意味着产品质量的高风险。MES软件公司非常重视直接在工作场所对员工的指导。

最终装配

在最终组装区，线束被组装在线束板上。通常，线束板安装在一条移动装配线上，其中装配人员将一条或多条电线安装到线束板上。在每个工作站，每个员工必须执行正确的工作步骤。由于线束通常是根据客户的具体情况生产的，工作步骤可能因线束而异。因此，很有可能会出现错误，这对质量保证是一个额外的挑战。

MES用显示器控制这个复杂的过程，显示器为员工提供要执行的相关工作步骤的详细信息。系统还可以提示员工确认某些步骤、执行测试步骤或输入QA相关数据。因此，在这些高度手工的过程中，软件可以提供很高的质量。

当然，最终装配的记录是更新的。已完成的线束现在由数百或数千个组件组成，系统为每个组件保留完整的历史记录。该系统跟踪每一条线束生产过程中的机器、员工和工具等。

这意味着随后可以确定哪些车辆的线束是用特定批次的电线制造的。这也使得任何修理或召回都能被隔离开来，任何产品责任问题都可以迅速得到澄清。

在日益数字化的汽车技术中，软件管理的质量控制对于汽车线束的生产至关重要。否则，就无法保证这项艰巨任务的高要求品质。可追溯性是确保产品质量和管理产品召回的关键。传统的MES系统不能胜任管理汽车线束生产高度专业化的任务。汽车线束的生产引入先进的管理技术、软件、AI等将使品质保证更为可靠。

原创：DiIT AG董事总经理Bernd Jost，编译：深圳市连接器行业协会李亦平

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