汽车线束协同工艺设计系统分析

吴岳霖

摘 要：随着经济全球化的快速发展，市场竞争变的愈演愈烈。线束工艺设计作为汽车线束生产制造中不可或缺的环节，其复杂性也逐渐增加，汽车制造企业对于线束协同工艺设计的需求也日益强烈。

关键词：汽车线束；线束工艺；设计系统

中图分类号：TP391.7 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）11-0003-02

随着科技的发展，人们对汽车的安全性、舒适性以及经济性提出的更高的要求。汽车上的电子设备越来越多，汽车线束在车上占用的比重也越来越大。提高汽车的燃油经济性和减轻车身的重量已经成为了汽车工业发展的重要条件，这就对汽车线束生产制造企业提出了一个严苛的要求，如何保证汽车线束在满足车辆的高功能化和用户需求的多样化的同时，还必须保证其可靠性、轻量化及维修简单化，才能满足车厂的要求，提升线束制造企业的核心竞争力。

1 汽车线束简介

汽车线束是汽车电路的网络主体，是连接汽车各个电气电子部件并使之发挥功能，所以可以说没有线束也就不可能存在汽车电路。在目前，无论是普通经济型汽车还是高级豪华型汽车，在线束编成的形式上都是由电线、联插件以及包裹胶带组成。整车主线束都是以仪表板为核心，前后延伸。由于长度和装配等原因，有些汽车的线束就会分成车头线束、车尾线束、篷顶线束等三个主要线束。在汽车线束上为便于操作者正确连接对应电线和电气装置都会在线束的各端头标有的数字和字母。

2 汽车线束的功能介绍

汽车线束是连接汽车的电气电子部件并使之发挥功能的电线束，在汽车上的作业相当于人的“神经和血管”。线束是由构成电路的电线组成，它既要确保连接电路的可靠性，也要传送电信号，向电子电气部件供应相应的电流值，排除电器短路并防止对周围电路的电磁干扰。因此，对汽车线束布置的合理性以及接插件的可靠性和电线直径的精细化技术都有着很高的要求。

随着汽车功能的增加和电子控制技术的广泛应用，加上电气件的增多，电线也随着越来越多，造成了汽车上的电路数量与用电量的增加以及线束越粗越重等急需解决的问题。如何合理有效的使用有限的汽车空间，使大量汽车线束发挥出最多的功能，已成为当前汽车制造业面临的重大问题。

3 汽车线束开发生产及工艺设计流程

汽车线束开发生产过程如图1所示，包括绘制电气原理图、设计线束、可靠性检查和试验、绘制线束图、线束工艺设计及线束生产等六个环节。这六个环节又可划分为四个阶段：电气设计、线束设计、工艺设计及线束生产等。电气设计阶段，主要是依据汽车电气功能绘制出电气原理图，反映了各个电气元器件之间的关联，对各电气元器件的尺寸形状和之间的距离不直接反映出来，缺少线束电气元件的型号及到县的规格等信息，各种工艺加工参数也不明确，因而电气原理图不能够直接用来指导汽车线束的生产。线束设计阶段，主要是在电气原理图的引导下，依据汽车模型设计出导线的布局方式、接插件及包裹件的形状尺寸、确定线束约束的条件，选择出合适的导线、端子和连接件、包扎固定设计，绘制出线束工艺图。

线束工艺设计，在线束工程图出来以后，需要线束工程师在线束的生产过程中，从汽车线束的实际出发，综合考虑汽车的设计要求和线束生产过程中可能出现的问题，然后加以分析，严格的编排线束的生产工艺，制定出工艺卡片，用于实际线束生产的指导，对生产过程进行简化，其流程图如图2所示。

4 汽车线束的生产

在线束设计生成工艺的报表卡后，生产人员就可以依据工艺卡的流程进行开线、压接、预装、总装等工序，最终完成线束的生产。

4.1 开线工艺

准确性是开线工艺中最重要的，因为它直接关系到生产进度。同时，开线尺寸小偏差，都会导致所有的工位返工，这不但影响了生产效率还费时费力，提高了材料和管理成本。所以，在开线工艺时一定要严格把握开线和剥头尺寸的准确性。

4.2 压接工艺

按照端子的类型来确定压接的参数，制作压接操作流程书。对有特殊要求的压接在工艺文件上备注并让熟练人员操作或者培训操作工。例如：有些导线是要先穿过护套才可压接，而有些压接工艺用到专用的压接工具等等。另外一个影响压接工艺的重要条件就是端子的抗拉力，不同的线型所要求的抗拉力均有不同。一般来说，国内的线束制造商遵循的抗拉力标准与国标一致，见表1：

4.3 预装工艺

合理设置预装工位和预装工艺，这不仅可以提高总装的效率，同时还可以反映出工艺人员的技能水平。合理的生产工艺操作流程书是需要工艺人员在要枯燥的工作中结合生产实践中不断总结工作经验。因为预装部分稍有偏差或者导线路径不合理都会加大总装配工艺人员的工作量，从而影响流水线的速度。

4.4 总装工艺

根据产品开发部门设计的装配台板，设计工装设备、物料盒规格尺寸并将所有装配护套和附件的编号贴于物料盒上来提高装配的效率。平衡整个总装工位的工作量，编制各个工位所需装配要求和内容，以免因为工作量的不均而影响整条流水线的工作效率。同时，每个工艺人员都必须对每个工位有熟练的操作以便于随时调整装配工艺。

5 线束工艺设计的现状

随着汽车产业和汽车产品的发展和升级，对汽车线束设计提出更高的要求。汽车线束产品的开发、质量及生产效率都对企业的经济效益及生产的顺利进行有着很大的影响。因此，为了汽车电子设备的可靠性和可维修性以及改善产品的内部品质，在线束装配时都迫切需要线束工艺图的指引，然而国内的汽车线束生产企业中有能力使用线束工艺图指导线束工艺的生产企业是非常少的，且都是达到中等及以上规模的企业。

绘制线束工艺图，通常是在汽车线束电气原理图的指导下，确定约束条件，制定出线束在汽车模型中的行线方式，工艺设计人员要依据实际走线长度，人为设定走线的位置来确定下线长度。把所有的线束在同一平面上按照一定的要求展开，利用绘图软件绘制线束工艺图。对于复杂的汽车线束的设计，还需要制定内联已及预装等工艺卡，来指导汽车线束的生产，简化生产过程。

纯粹依靠手工的方式进行的线束工艺设计，仅仅将计算机作为绘图工具，忽略了其辅助设计的功能，效率之低、难度之大，已经落后于科研生产所提出的要求，使企业对信息化的追求需要相脱离。

6 协同设计系统的分析

为了解决汽车线束工艺设计中存在的诸多问题，国内外的研究提出了线束协同工艺设计系统。线束协同工艺设计系统能够对线束工艺设计人员编制品号及回路明细表，绘制线束工艺图进行辅助；实现各种工艺卡片的自动生成。在正确的生成各种工艺卡片及明细表的同时，还实现了操作简易、设计工艺周期的缩短，解决了汽车线束企业工艺任务沉重，缺乏线束工艺设计人员的困难。使得娴熟工艺设计人员真正的利用好计算机所带来的方便，使线束生产企业从困境中走出来，让线束工艺设计更迅速、科学与安全。

7 结 语

综上所述，汽车线束生产过程中还有很多需要改进的地方，还要培养出更多线束设计人员，提高他们的专业水平。提升我国汽车的线束工艺协同设计的势在必行，要更好地使企业对信息化追求相联，从而达到科研生产所提出的要求。

参考文献：

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