1、Auto electric parts No.02，2023基于 TRIZ 理论的汽车线束制造技术创新张震华1，胡建华2，杨三军1，闫亮亮1，李建锋1，孙强2（1河南天海电器有限公司线束工程部，河南 鹤壁458030；2.鹤壁海昌智能科技有限公司，河南 鹤壁458030）【摘要】汽车线束被称为汽车的血管和神经，连接和保障汽车的各种功能电器正常运行，一套完整的乘用车线束通常由上千计的导线和端子组成几百个线束插接端，连接并保障着各个汽车功能电器的可靠工作。汽车线束的可靠性直接关系到汽车与驾乘人员的安全和驾乘的舒适性，通过线束制造技术创新来提升和保证汽车线束的高品质和可靠性极为重要。本文基于 TRI
2、Z 创新理论，运用创新方法，对传统的汽车线束的制造技术进行创新应用与研究，抛砖引玉，与汽车线束同行共同探讨和交流学习。【关键词】汽车线束；模块化制造；TRIZ；系统资源分析；创新原理中图分类号：U463.6文献标志码：A文章编号：1003-8639（2023）02-0066-03Technological Innovation of Automobile Harness Manufacturing Based on TRIZ TheoryZHANG Zhen-hua1，HU Jian-hua2，YANG San-jun1，YAN Liang-liang1，LI Jian-feng1，SUN Q
3、iang2（1.Wiring Harness E&D，Henan THB Electric Co.，Ltd.，Hebi 458030；2.Hacint Intelligence Technology Co.，Ltd.，Hebi 458030，China）【Abstract】Automobile wiring harness is called the blood vessel and nerve of the automobile，which connectsand guarantees the normal operation of various functional electrical
4、 appliances of the automobile.A complete set ofpassenger car wiring harness usually has thousands of wires and terminals composed of hundreds of wiring harnessconnectors，connecting and guaranteeing the reliable work of each functional electrical appliance of the automobile.The reliability of automob
5、ile wiring harness is directly related to the safety and comfort of automobile and driver.Itis very important to improve and guarantee the high quality and reliability of automobile wiring harness through theinnovation of wiring harness manufacturing technology.In this paper，based on TRIZ innovation
6、 theory，usinginnovative methods，the traditional automotive wiring harness manufacturing technology innovation application andresearch.To discuss and exchange with peers of automotive wiring harness.【Key words】automotive wiring harness；modular manufacturing；TRIZ；system resource analysis；innovationpri
7、nciple收稿日期：2022-07-20作者简介张震华（1976），男，高级工程师，国家级TRIZ三级创新工程师，从事传统汽车线束制造工艺、FAKRA/HSD/HFM/以太网线束制造技术开发和技术研究，以及汽车线束HMES系统的规划设计与应用维护工作；胡建华（1978），男，硕士，高级工程师，从事端子压接模具及工艺研究开发工作。1前言当前汽车技术的快速发展，汽车上的各电子电器件、功能件的类型和数量不断增加，导致连接各功能电器件的线束也越来越复杂，汽车线束的回路数和体积也在快速增多，线束回路数量多、线束体积庞大，线束的可制造性严重降低，传统的汽车线束制造工艺技术已经无法满足的汽车线束的快速发展
8、，因此，急需创新和技术突破。那么，灵活充分运用TRIZ创新方法和创新理论，能有效推进传统汽车线束制造技术和工艺创新的快速发展。TRIZ创新方法，诞生于20世纪50年代，由原苏联海军专家根里奇.阿奇舒勒通过对大量专利进行分析和总结，逐步形成TRIZ创新理论，其简单分为三大核心思想，八大技术系统进化法则，39个通用技术参数，40个创新原理，76个标准解，矛盾分析、物场分析、资源分析等。2004年，TRIZ创新方法引入中国，获得国家的支持并进行全国推广，在技术创新和技术攻关取得了显著的成效，成为攻克解决技术难题和技术矛盾的利器2。随着汽车技术的快速发展及车载功能电器的快速增加，特别是车载雷达、车载影
9、像、车载通信、自动辅助驾驶功能、车联网电子设备的增多，特种功能集成线束（线缆）也越来越多地应用到线束制造中。因此，运用TRIZ创新方法对汽车线束的制造技术创新，即运用新的汽车线束制造工艺技术、线束制造设备、制造场地布局、制造工装、人员编排、运输路线规划以及减少在制品、缩短制造周期、提升线束品质等方法和措施，是解决当前汽车线束制造痛点的必由之路。创新改革/Innovation reform66DOI:10.13273/ki.qcdq.2023.02.011汽车电器2023年第2期2传统汽车线束制造工艺流程和痛点传统的汽车线束制造工艺流程包括：切线剥头穿辅 助压 接辅 助合 线绝 缘辅 助预 装
10、配总 装配电检测卡丁检测影像检测外观检测包装入库，而特殊线缆还包括：切线剥胶皮翻屏蔽网切锡箔纸剪屏蔽网包胶带小剥皮穿辅助压接抽盘合线绝缘等复杂工序。必要时，工序半成品还需要穿护套压接端子回拉端子抽盘绕盘等工序，作业工艺流程十分复杂，导致汽车线束的生产效率极为低下，工序之间的半成品缓存也较多。制造人员多、制造设备多、工位数量多、流转路径长等客观事实，线束的制造周期为710天，导致车间制造成本大幅上升，满足不了当前线束制造的快速交付的客观现实，同时也严重制约汽车线束制造技术的发展1。客户产品的特性也决定着汽车线束制造工艺流程的设计，不同的汽车线束制造厂家所对应的不同客户的产品和类型也制约着汽车线束
11、制造工艺流程。频繁的设计变更、产品批次的交付数量、产品的交付方式、交付周期等，也对汽车线束的制造工艺流程的编排和制造方法、生产管理措置有较大的影响。乘用车的汽车线束制造和商用汽车的制造工艺路线与工艺流程、生产现场的规划布局、人员编排规划、制品的管理、运输有明显的不同，所要解决的技术矛盾或冲突也不尽相同。3TRIZ创新方法在汽车线束前工序的应用通常情况下低压汽车线束的制造工艺流程如下：下线（压接）工序辅助工序压接工序绞线工序超声波焊工序打卡辅助预装配总装配导通测试影像测试（电器性能测试）外观检验包装打包入库。然而，新能源高压线束的制造工艺流程与传统低压汽车线束的工艺流程有很大的区别。1）汽车线束
12、的前工序（前工程）是指切线压接合线压接（焊接）绝缘等，需要对导线进行直接加工的工序，统称为前工序（前工程）。2）汽车线束的后工序（后工程）是指对前工序（工程）流转的半成品或半成品组件进行预装配总装配检测检验包装的工序，统称为后工序（后工程）。3.1TRIZ创新原理在切线工序的应用高压新能源线束的导线通常情况下比较粗，中间带有多层屏蔽网、锡箔纸和绝缘胶皮，在生产制造过程中，需要根据工艺流程进行多次切割屏蔽网、锡箔纸和绝缘皮，由于切割屏蔽网的过程中采用旋剥机进行高速旋转切割屏蔽网，屏蔽网切割要彻底无残留且尺寸精确，第二层胶皮无切痕损伤。切割过程中，存在一个物理矛盾：旋剥机的进刀量要大，切割屏蔽网干
13、净彻底，但是导致第二绝缘层胶皮损伤；旋剥机的进刀量要小，第二层的绝缘完好无损伤，但是屏蔽网丝切割不彻底。工程师无论如何调整机器参数都不能彻底解决这一矛盾，TRIZ创新工程师对问题进行分析，运用分离原理进行了第1次的改进，设计不同长度的不锈钢薄壁套管，先对线缆进行剥外层胶皮，然后将不锈钢套管穿过屏蔽网下层，保护内层线缆，然后再进行屏蔽网切割，初步解决了屏蔽网切割彻底且不伤内层绝缘皮的矛盾，但是却带来新的问题，且操作复杂，浪费工时。屏蔽网切头比较短时可操作性差。TRIZ创新工程师应用分离原理和预先作用原理，结合旋剥机设备厂家对设备进行改进，根据线缆的直径设计不同内径的金属管固定在设备上，工人直接将
14、线缆固定在剥外胶皮的夹爪上，设备自动完成剥外胶皮网开口穿隔离管旋剥切屏蔽网操作，完美解决屏蔽网切网问题。切屏蔽网改进如图1所示。3.2TRIZ创新在合线（超声波焊接）工序的应用汽车线束多线焊接（U卡压接）合线工序是出错最多的工序之一，通常出现焊接（U卡压接）点两侧的导线根数错误，导线看板号错误，导致不良品的产生，而且返工返修十分困难，特别是同一个车型不同配置线束的合线半成品差异很小，焊接（U卡压接）点两端的组合半成品很容易拿错，导致不良品的产生。TRIZ创新工程师首先运用分割原理，将焊接（U卡压接）点两侧大于3根的不同导线分割开，确保绑线时同组绑线半成品中不出单根线错误，分两步将焊接点两侧的工
15、序半成品绑线，完成焊接前的辅助作业，确保焊接点两侧的单根导线不出错。同时，运用颜色改变原理，采用不同颜色的半成品ID标签进行身份标记，焊接（U卡压接）时，只需根据工艺卡的要求拿取两组半成品即可。分割绑线工装如图2所示。3.3TRIZ创新在线束总装配工序的应用随着汽车线束越来越复杂，单套线束的导线根数越来越多，导线长度也越来越长，汽车线束的可制造性也就越来越低。1条汽车线束的导线根数150800根，总装配流水线旁的分装工位620个，流水线的总长度3065m，装配板数量1220块，装配板长度46m，流水线总人数30160人，由此可见，传统的汽车线束总装配工艺已经无法满足当前复杂的汽车线束总装配。复
16、杂庞大的汽车线束可制造性不高，不可避免会出现技术难题和错误。因此，灵活运用TRIZ创新方法能够快速有效地解决当下汽车线束总装配工图1切屏蔽网改善图2分割绑线工装Innovation reform/创新改革67Auto electric parts No.02，2023艺和生产流程遇到的各种技术难题。汽车线束总装配流水线分布的预装配工位，操作工按照工艺文件将部分单根导线、护套、护壳、橡胶件等预先装配到一起，然后形成总装装配的半成品组件，流水线装配工再将这些预装配的半成品组件按照总装配工艺文件分线挂线到大流水线总装板上，并将所有穿护套的端子完成穿线工作。由于预装配工位的半成品组件太多（1050组），操作工少拿、错拿预装配组件的几率太高，导致汽车线束流水线成品装配错误，需到线束下线导通测试工序才能发现错误，并且错误的线束成品极难返工返修，造成极大的成本和工时浪费，导致线束的一次合格率较低。TRIZ创新工程师结合线束生产制造的特殊性和同系列的线束产品图纸、导线分布区域，运用抽取原理，将汽车线束相同或相似部分抽取出来，另外组成小型流水线分开区域制造，形成一个较大的线束组件，并对抽取出来的线束组件
