【導讀】汽車IT的一個核心元素是線束。它充當將數(shù)字部件相互連接或連接到其他部件(如發(fā)動機或底盤)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駕駛必不可少的。由于品質(zhì)保證是在一個復雜且大量手工制造過程中完成，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)字化長期以來一直是現(xiàn)代車輛技術(shù)不可或缺的一個方面。從發(fā)動機控制系統(tǒng)到駕駛輔助系統(tǒng)，再到媒體中心，整個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)汽車和自動駕駛汽車的快速發(fā)展，信息技術(shù)的高峰期即將到來。
汽車IT的一個核心元素是線束。它充當將數(shù)字部件相互連接或連接到其他部件(如發(fā)動機或底盤)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。即使是司機輔助系統(tǒng)的故障可能被細心的司機發(fā)現(xiàn)。但是，隨著自動駕駛汽車成為主流，無論是個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，通過線束連接的所有系統(tǒng)都必須進行冗余設(shè)計。
不久前，用于某一車型的線束對于該型號的所有車輛來說都是相同的。每一種線束需包括所有可能的選擇型號，無論該型號是否有車輛采用。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。
這一方面是因為車輛空間有限，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，而且重量也相當大，50到60公斤(110到132磅)是相當常見的。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)，而且不會降低任何品質(zhì)要求。
汽車線束的生產(chǎn)多屬于勞動密集型，手工勞動占到成本的95%，這就是為什么制造商在勞動力成本低的國家尋找制造基地的原因。為此，必須招聘和培訓大量新雇員，這反過來也會影響效率和質(zhì)量。因此，故障預防是制造過程中的一個關(guān)鍵因素，而可追溯性也是一個關(guān)鍵因素，以便在發(fā)生召回時尋找故障原因。
第一階段：從設(shè)計到生產(chǎn)
這個過程從線束的設(shè)計和開發(fā)開始。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、工作計劃和相應的部件列表。并且，制造商定期發(fā)布時間表更改，必須調(diào)整相應的計劃。
與以往一樣，當涉及手工時，特別是如果必須在時間壓力下進行這些工作時，錯誤率會很高。此外，手工的結(jié)果取決于個人的工作方法，依賴哪個工程師在工作，生產(chǎn)計劃可能看起來可能有所不同。此外，對圖紙的頻繁更改并不總是得到及時執(zhí)行。
由于所有這些方面都會損害質(zhì)量，所以使用軟件控制計劃系統(tǒng)是有意義的。在這樣的系統(tǒng)中，制造商可以使用藍圖來確定生產(chǎn)計劃的規(guī)則，例如詳細說明將以機械方式執(zhí)行的步驟，這些步驟依靠不同的機器，以及哪些生產(chǎn)步驟將手動或半自動地執(zhí)行。這些規(guī)則必須是靈活的，這樣才能進行調(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，則使用標準機器。
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)，包括工作計劃和零部件清單。除了大大節(jié)省工作時間外，由于消除了人工故障來源和實施程序的標準化，品質(zhì)優(yōu)勢很大。
這種軟件還可以根據(jù)具體的準時交貨計劃計算生產(chǎn)文件。這樣一系列符合車輛的適合的線束就會準時交貨。
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)開發(fā)了自己的MES系統(tǒng)。然而，當生產(chǎn)過程或ERP系統(tǒng)發(fā)生變化時，這些定制的軟件解決方案不再適用.另一個問題是，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)開發(fā)的系統(tǒng)。
線束生產(chǎn)分三個階段：裁線、預裝配和最終裝配
裁線
線材加工在切割領(lǐng)域是高度自動化的。自動化機器首先將線切割刀確定的長度，然后剝皮，打好端子。更復雜的機器可以執(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)來確保訂單在不同機器之間的最優(yōu)分配。但是質(zhì)量和可追溯性在這里很重要。在CST機器中，生產(chǎn)率通常很高，線材有時直徑很小。
當然，確保精度和質(zhì)量的主要是靠CST機器本身，但MES也可通過直接將控制數(shù)據(jù)(如卷曲數(shù)據(jù))傳遞給機器。MES還可以確保質(zhì)量保證過程，例如掃描電線和端子的條形碼，執(zhí)行卷曲高度和拉力測試，以及通過監(jiān)視工具的使用保養(yǎng)等。為了建立可追溯性，MES為每個生產(chǎn)的線束分配一個唯一的ID，并在整個過程中一直管理它。
預裝配
線束的下一個生產(chǎn)階段是高度手動的。在第一個預裝配階段，在切割區(qū)域生產(chǎn)的線束被組裝成簡單的組件，使用諸如卷曲、超聲波焊接和扭轉(zhuǎn)等。同時將生成一個新的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)移到低成本的勞動力國家，整個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)驗和技術(shù)資格意味著產(chǎn)品質(zhì)量的高風險。MES軟件公司非常重視直接在工作場所對員工的指導。
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。在每個工作站，每個員工必須執(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，很有可能會出現(xiàn)錯誤，這對質(zhì)量保證是一個額外的挑戰(zhàn)。
MES用顯示器控制這個復雜的過程，顯示器為員工提供要執(zhí)行的相關(guān)工作步驟的詳細信息。系統(tǒng)還可以提示員工確認某些步驟、執(zhí)行測試步驟或輸入QA相關(guān)數(shù)據(jù)。因此，在這些高度手工的過程中，軟件可以提供很高的質(zhì)量。
當然，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)千個組件組成，系統(tǒng)為每個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)過程中的機器、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來，任何產(chǎn)品責任問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)量控制對于汽車線束的生產(chǎn)至關(guān)重要。否則，就無法保證這項艱巨任務(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 李亦平
