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汽车线束生产如何保证品质
发布时间:2019-08-11
 

来源:深圳市连接器行业协会


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,  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,当涉及手工市,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



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。