【導(dǎo)讀】汽車IT的一個(gè)核心元素是線束。它充當(dāng)將數(shù)字部件相互連接或連接到其他部件(如發(fā)動(dòng)機(jī)或底盤)的骨干，并為各種設(shè)備提供電力。
優(yōu)質(zhì)的線束是汽車連接和自動(dòng)駕駛必不可少的。由于品質(zhì)保證是在一個(gè)復(fù)雜且大量手工制造過(guò)程中完成，因此使用專門的制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)是至關(guān)重要的。
數(shù)字化長(zhǎng)期以來(lái)一直是現(xiàn)代車輛技術(shù)不可或缺的一個(gè)方面。從發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)到駕駛輔助系統(tǒng)，再到媒體中心，整個(gè)汽車都充滿了信息技術(shù)，并且仍在繼續(xù)發(fā)展。隨著互聯(lián)汽車和自動(dòng)駕駛汽車的快速發(fā)展，信息技術(shù)的高峰期即將到來(lái)。
汽車IT的一個(gè)核心元素是線束。它充當(dāng)將數(shù)字部件相互連接或連接到其他部件(如發(fā)動(dòng)機(jī)或底盤)的骨干，并為各種設(shè)備提供電力。
線束已成為車輛效率和安全的關(guān)鍵。諸如立體聲系統(tǒng)的故障可能很煩人。即使是司機(jī)輔助系統(tǒng)的故障可能被細(xì)心的司機(jī)發(fā)現(xiàn)。但是，隨著自動(dòng)駕駛汽車成為主流，無(wú)論是個(gè)別部件還是連接它們的線束，出現(xiàn)故障都是不可容忍的。在這方面，質(zhì)量要求也將大幅增加。線束系統(tǒng)中的斷線或松散連接可能意味著生死。因此，通過(guò)線束連接的所有系統(tǒng)都必須進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)。
不久前，用于某一車型的線束對(duì)于該型號(hào)的所有車輛來(lái)說(shuō)都是相同的。每一種線束需包括所有可能的選擇型號(hào)，無(wú)論該型號(hào)是否有車輛采用。一些汽車制造商仍然以這種方式制造線束。其他汽車制造商設(shè)計(jì)和制造線束，只生產(chǎn)與車輛客制化所需的線。
這一方面是因?yàn)檐囕v空間有限，盡量避免使用不必要的電線，另一方面，減少電線本身的重量。汽車線束現(xiàn)在不僅很長(zhǎng)，而且重量也相當(dāng)大，50到60公斤(110到132磅)是相當(dāng)常見(jiàn)的。節(jié)省重量可以減少燃料消耗和有害排放。所以更多的線束系統(tǒng)需要定制化。
汽車線束的生產(chǎn)
主要的國(guó)際汽車線束制造商，如 Delphi, LEONI, 和 Yazaki等，能提供最高質(zhì)量，非常柔性和靈活的小批量生產(chǎn)，而且不會(huì)降低任何品質(zhì)要求。
汽車線束的生產(chǎn)多屬于勞動(dòng)密集型，手工勞動(dòng)占到成本的95%，這就是為什么制造商在勞動(dòng)力成本低的國(guó)家尋找制造基地的原因。為此，必須招聘和培訓(xùn)大量新雇員，這反過(guò)來(lái)也會(huì)影響效率和質(zhì)量。因此，故障預(yù)防是制造過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵因素，而可追溯性也是一個(gè)關(guān)鍵因素，以便在發(fā)生召回時(shí)尋找故障原因。
第一階段：從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)
這個(gè)過(guò)程從線束的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)開(kāi)始。汽車制造商向線束制造商提供了車載配線系統(tǒng)設(shè)計(jì)的150%的圖紙。這包括所有可能的線束，根據(jù)所有車型作出的可能選擇。
線束制造商的工程師使用此圖紙創(chuàng)建生產(chǎn)圖紙、工作計(jì)劃和相應(yīng)的部件列表。并且，制造商定期發(fā)布時(shí)間表更改，必須調(diào)整相應(yīng)的計(jì)劃。
與以往一樣，當(dāng)涉及手工時(shí)，特別是如果必須在時(shí)間壓力下進(jìn)行這些工作時(shí)，錯(cuò)誤率會(huì)很高。此外，手工的結(jié)果取決于個(gè)人的工作方法，依賴哪個(gè)工程師在工作，生產(chǎn)計(jì)劃可能看起來(lái)可能有所不同。此外，對(duì)圖紙的頻繁更改并不總是得到及時(shí)執(zhí)行。
由于所有這些方面都會(huì)損害質(zhì)量，所以使用軟件控制計(jì)劃系統(tǒng)是有意義的。在這樣的系統(tǒng)中，制造商可以使用藍(lán)圖來(lái)確定生產(chǎn)計(jì)劃的規(guī)則，例如詳細(xì)說(shuō)明將以機(jī)械方式執(zhí)行的步驟，這些步驟依靠不同的機(jī)器，以及哪些生產(chǎn)步驟將手動(dòng)或半自動(dòng)地執(zhí)行。這些規(guī)則必須是靈活的，這樣才能進(jìn)行調(diào)整。例如，它們可能是這樣的：如果單線，并且尺寸0.35<交叉部分<6 mm²，則使用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器。
該系統(tǒng)以這些規(guī)則為基礎(chǔ)，解讀和分析汽車制造商的圖紙，生成生產(chǎn)數(shù)據(jù)，包括工作計(jì)劃和零部件清單。除了大大節(jié)省工作時(shí)間外，由于消除了人工故障來(lái)源和實(shí)施程序的標(biāo)準(zhǔn)化，品質(zhì)優(yōu)勢(shì)很大。
這種軟件還可以根據(jù)具體的準(zhǔn)時(shí)交貨計(jì)劃計(jì)算生產(chǎn)文件。這樣一系列符合車輛的適合的線束就會(huì)準(zhǔn)時(shí)交貨。
第二階段：汽車線束的生產(chǎn)
在ERP層面，制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)的任務(wù)是控制和記錄汽車線束的生產(chǎn)。然而，由于汽車線束生產(chǎn)有許多具體的方面，一般的MES系統(tǒng)不能使用。例如，它們有關(guān)線束的IT技術(shù)確定就不成功。
因此，不同的線束制造商已經(jīng)開(kāi)發(fā)了自己的MES系統(tǒng)。然而，當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程或ERP系統(tǒng)發(fā)生變化時(shí)，這些定制的軟件解決方案不再適用.另一個(gè)問(wèn)題是，know-how往往不是文件能寫清楚的，并且與特定的員工聯(lián)系在一起。因此，領(lǐng)先的汽車線束制造商依賴于專門為線束行業(yè)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)。
線束生產(chǎn)分三個(gè)階段：裁線、預(yù)裝配和最終裝配
裁線
線材加工在切割領(lǐng)域是高度自動(dòng)化的。自動(dòng)化機(jī)器首先將線切割刀確定的長(zhǎng)度，然后剝皮，打好端子。更復(fù)雜的機(jī)器可以執(zhí)行額外的工藝步驟，如絞線等。用這種方式生產(chǎn)的電線被分組成束，并可供下一個(gè)生產(chǎn)步驟使用。
為了提高生產(chǎn)率，使用特殊的MES系統(tǒng)來(lái)確保訂單在不同機(jī)器之間的最優(yōu)分配。但是質(zhì)量和可追溯性在這里很重要。在CST機(jī)器中，生產(chǎn)率通常很高，線材有時(shí)直徑很小。
當(dāng)然，確保精度和質(zhì)量的主要是靠CST機(jī)器本身，但MES也可通過(guò)直接將控制數(shù)據(jù)(如卷曲數(shù)據(jù))傳遞給機(jī)器。MES還可以確保質(zhì)量保證過(guò)程，例如掃描電線和端子的條形碼，執(zhí)行卷曲高度和拉力測(cè)試，以及通過(guò)監(jiān)視工具的使用保養(yǎng)等。為了建立可追溯性，MES為每個(gè)生產(chǎn)的線束分配一個(gè)唯一的ID，并在整個(gè)過(guò)程中一直管理它。
預(yù)裝配
線束的下一個(gè)生產(chǎn)階段是高度手動(dòng)的。在第一個(gè)預(yù)裝配階段，在切割區(qū)域生產(chǎn)的線束被組裝成簡(jiǎn)單的組件，使用諸如卷曲、超聲波焊接和扭轉(zhuǎn)等。同時(shí)將生成一個(gè)新的ID，包含了所有組件。
正如前面提到的，由于成本原因，制造商往往將生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到低成本的勞動(dòng)力國(guó)家，整個(gè)工廠似乎都是在一夜之間建成的，因此必須招聘數(shù)千名新員工。然而，缺乏相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)資格意味著產(chǎn)品質(zhì)量的高風(fēng)險(xiǎn)。MES軟件公司非常重視直接在工作場(chǎng)所對(duì)員工的指導(dǎo)。
最終裝配
在最終組裝區(qū)，線束被組裝在線束板上。通常，線束板安裝在一條移動(dòng)裝配線上，其中裝配人員將一條或多條電線安裝到線束板上。在每個(gè)工作站，每個(gè)員工必須執(zhí)行正確的工作步驟。由于線束通常是根據(jù)客戶的具體情況生產(chǎn)的，工作步驟可能因線束而異。因此，很有可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，這對(duì)質(zhì)量保證是一個(gè)額外的挑戰(zhàn)。
MES用顯示器控制這個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，顯示器為員工提供要執(zhí)行的相關(guān)工作步驟的詳細(xì)信息。系統(tǒng)還可以提示員工確認(rèn)某些步驟、執(zhí)行測(cè)試步驟或輸入QA相關(guān)數(shù)據(jù)。因此，在這些高度手工的過(guò)程中，軟件可以提供很高的質(zhì)量。
當(dāng)然，最終裝配的記錄是更新的。已完成的線束現(xiàn)在由數(shù)百或數(shù)千個(gè)組件組成，系統(tǒng)為每個(gè)組件保留完整的歷史記錄。該系統(tǒng)跟蹤每一條線束生產(chǎn)過(guò)程中的機(jī)器、員工和工具等。
這意味著隨后可以確定哪些車輛的線束是用特定批次的電線制造的。這也使得任何修理或召回都能被隔離開(kāi)來(lái)，任何產(chǎn)品責(zé)任問(wèn)題都可以迅速得到澄清。
在日益數(shù)字化的汽車技術(shù)中，軟件管理的質(zhì)量控制對(duì)于汽車線束的生產(chǎn)至關(guān)重要。否則，就無(wú)法保證這項(xiàng)艱巨任務(wù)的高要求品質(zhì)。可追溯性是確保產(chǎn)品質(zhì)量和管理產(chǎn)品召回的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的MES系統(tǒng)不能勝任管理汽車線束生產(chǎn)高度專業(yè)化的任務(wù)。汽車線束的生產(chǎn)引入先進(jìn)的管理技術(shù)、軟件、AI等將使品質(zhì)保證更為可靠。
原創(chuàng)：DiIT AG董事總經(jīng)理Bernd Jost，編譯：深圳市連接器行業(yè)協(xié)會(huì) 李亦平
