汽车线束探针选型数据库建立与应用

关键词：探针；失效模式；选型数据库；数据库应用

中图分类号：TP392 文献标识码：A

0 引言

汽车线束由连接器、导线、扎带、波纹管、熔断器和熔丝盒等附件组成[1]。其中连接器是由端子和护套构成，将各个设备连接起来，保证信号传输和能源执行的可靠及稳定，对汽车电气设备的正常运作有着至关重要的作用。为了保证汽车线束回路的通断，线束厂在生产制造环节中通常使用电测台对线束回路进行在线功能检测（图1），并使用探针对连接器端子退针、孔大和歪斜等缺陷进行识别和拦截，以保证汽车线束回路功能的正常。本文主要从探针选型、数据库建立以及过程日常管理等方面进行管控。

1 线束探针功能及应用

线束电测探针也被称为线束针，由针头、针身和螺旋弹簧等主要部件组成（图2）。探针是汽车线束电测台回路通断检测的接触载体，一端通过导线连接回路电测台，另一端在回路电检过程中与护套内的端子接触，并且是具有伸缩性传递信号的金属元件[2]。探针通常应用在汽车线束电路检测及功能检测中。

汽车线束由护套、端子、扣花、熔丝、熔断器和橡胶件等附件组成。在线束的电检过程中，通过线束端子与探针是否接触来判断线束的通断，通过附件与探针是否接触、压缩回位，判断附件是否漏装和装配不到底。

线束厂的经验教训在新产品开发中很难传承，主要是因为不同车型的项目设计开发由不同人员负责。在探针选型方面，开发人员往往根据自己的经验或其他线束厂选用，从而导致同一型号的端子选用不同型号的探针[3]，或同一型号的探针对应多种型号的端子。这就会产生一些问题：首先，增加了研发设计人员的工作量，使线束产品的开发周期延长；其次，由于探针型号的多样化，使线束厂探针的制造成本、管理成本增加；最后，以往产品的经验教训很难得以传承，导致问题重复发生，引起客户抱怨。

线束探针数据库是将端子、探针按照一一对应的关系，使用数字化的手段管理起来。开发人员在新产品开发过程中，可以迅速找到对应的探针；设备维保人员在电测台日常运营及维保过程中，可以有效地检验探针的功能，并按型进行更换。质量人员在项目开发和日常质量问题处理过程中应用数据库，可以提前识别缺陷并预防，也可以快速找到问题的根本原因进行纠错，从而达到缩短项目开发周期、降低线束质量风险、提升人员专业技术能力以及促进探针的规模化发展的目标[4]。

2 探针失效模式

2.1 案例A

X车间反馈，批量某车型左右前照灯出现间歇性不亮。经现场分析，确认为仪表线束连接器26 号端子的插孔增大。查看电检测台，发现其对应探针使用的是普通探针，且螺旋弹簧失效不回位，电检时探针深入到端子内部导致孔大。后更换螺纹探针后，彻底避免探针插入端子内导致端子孔大。

此案例充分说明，母端子探针选型时首先应当选取螺纹台阶探针，避免探针回弹性失效，导致电测过程中探针插入到端子内，以消除探针插入端子内风险。

2.2 案例B

Y 车间反馈，批量某车型左前门开指示灯不亮，左前门锁止失效，尾门无法打开。经现场分析，确认为左前门连接仪表线束端子退针（限位筋损坏）。查看电检测台，发现其使用的是平头探针，导致电检时平头探针将端子顶出。更换台阶探针后，彻底消除探针将端子顶出。

此案例充分说明，端子探针选型时应当尽可能选取台阶探针，以消除探针将端子顶出的风险。

2.3 案例C

Z 车间反馈，某车型仪表线束漏装USB 一体线。经现场分析，确认为电测台无USB 检测模块，导致漏装USB 一体线这一缺陷无法有效识别。后在测台上增加USB 检查模块探针，可有效识别USB 一体线漏装问题。

此案例充分说明，线束电测台设计时应当考虑附件的错漏装问题。检测模块上应增加附件探针，以识别和拦截附件错漏装故障。

2.4 案例D

Q 车间反馈，20 台某车型多媒体显示屏黑屏。现场将端子重新装配到位后故障消失。后经现场模拟分析，在端子未装配到底这一模式下进行电检，会出现电检合格，无法有效识别该缺陷。后计算出端子装配到位的尺寸容差，重新制造探针并更换后，将端子装配不到底进行电检，均可有效识别和拦截。

此案例充分说明，探针设计选型时，应当考虑端子装配不到底这一故障的探测，以识别和拦截探针装配不到底缺陷。

目前大多数线束厂在线束研发和生产的过程中，会根据自己以往的经验教训或同行线束厂的探针开发选型来选取探针，这会导致一些问题重复发生，好的经验无法传承。因此，线束厂有必要建立探针选型数据库[5]，通过规范化、系统化的管理，使得探针的选型越来越标准化、精细化以及高效化，经验教训得以沉淀和传递。

这也能打破部门间的信息传递壁垒，从而提高线束项目开发质量，提升线束电检效率，实现线束产品电检缺陷拦截精准率。

3 探针选型数据库

3.1 数据库的建立

探针数据库的建立通常包括以下几个步骤。

（1）定义端子分类：根据端子头部结构、端子插入护套内的显示形式进行分类，便于实现探针的标准化管理。

（2）建立探针与端子的对应关系：基于端子头部类别，可将探针对应进行分类，便于研发设计时可以快速对探针进行选型。

（3）建立探针标签：赋予探针标签，便于设计人员、制造人员、维修人员和质量人员可以快速检索到所需要的探针信息。

（4）创建数据库：应用新一代信息技术，建立线束探针全生命周期管理数据库，实现探针的快速检索、经验教训的沉淀。

（5）定期维护：创建探针数据库后，建立专人对数据库信息定期进行维护，如优化表结构、更新探针信息以及更新经验教训等，以保持数据库的信息的及时性、完整性和有效性等。

3.2 建立探针数据库的意义

假设在线束设计研发阶段发现问题，规避解决此问题的成本设定为1，那么在生产制造过程中识别拦截此问题的成本则为10。而一旦问题流出至顾客端，需要纠正此问题的花费成本为100，这就是质量纠错成本法则1：10：100。因此线束厂建立探针数据库，助力汽车线束在设计研发阶段识别电测过程中端子退针、端子孔大以及装配部到底等缺陷，实现线束厂交付顾客的产品均符合产品的技术要求。

3.3 建立探针数据库的首要任务

基于探针的外观和功能可分为螺纹探针、普通探针、台阶探针、平头探针、圆头探针、花头探针和凹头探针等（图3）[5]。探针数据库建立的首要任务就是需要确认选入数据库的端子类别和探针型号。在以往车型上已经使用过的端子和探针或正在使用的端子和探针的就比较简单：首先，把同一型号端子对应使用的探针型号进行减少、统一（基于探针的规模化效应、人员操作的便捷化以及探针探测问题高效化等原则）；其次，把外观轮廓相似的端子所使用的探针选出来进行对比，最终确定一种型号探针入库。

首次使用的端子需要进行一系列的验证工作：端子头归类—容差尺寸计算—试装检验—小批量验证—大批量使用。验证后如质量稳定、性能可靠，则可以选入探针数据库。首先，按照端子端头使用情况分为扁型公端子、方型公端子、圆型公端子、圆型母端子、B 型母端子、Y 型母端子、方型母端子（从护套外可看到端子）以及方型母端子（从护套外看不到端子）。其次，根据端子、护套计算出端子在护套中的匹配容差，计算出所需探针的长度尺寸。最后，制作样件进行试装验证后进行小批量、大批量验证，验证质量稳定、操作便捷便可入选探针数据库。

3.3 探针数据库包含的内容

探针数据库的内容，应涵盖端子型号、端子名称、端子厂家、端子头部类别、所匹配探针型号、探针名称、探针厂家以及曾使用端子型号等信息。通过建立探针数据库，使得线束端子探针的应用规范化。线束厂通过应用新一代信息技术，建立线束探针全生命周期管理系统，实现端子/ 探针标准化、系统化管理，进而缩短项目开发周期，提升产品过程质量，降低探针制造成本。

线束厂的研发设计人员、质量人员、工艺人员、设备管理人员以及生产制造人员等，可以对探针数据库的数据进行新增、更新、删除和检索（端子型号、探针型号、关键词及标签）等操作（图4），也可以将探针数据库的信息推送至所需部门、人员知晓。信息化系统的数据库打破了传统的数据管理形式，实现了数据在部门间、人员间的信息共享，提高信息传递效率，使成功的经验教训得以沉淀和传承。

4 数据库应用

基于线束厂的探针数据库应用，可以有效避免线束在电检过程中，探针选型不当导致退针的故障模式[5]。螺纹针的应用可以防止探针前移，保证探针的突出量在设定的范围内，避免探针突出量过长插入端子过深，进而导致端子损伤或端子孔大。台阶针的应用可以更好地防止端子被探针撑开导致接触不良，同时还可以更好的形成接触。花头针的应用可以卡住端子，避免端子跑偏而出现不导通的现象。凹头针具有更好的导向作用，可以形成更好的接触，避免电检过程中端子晃动变形。平台针接触端子壁较厚的一面，有效避免损伤或撑开端子口，同时也可以更好地形成接触。

在日常使用中，应建立电测台探针点检规范，定期对探针的外观（毛刺、歪斜和变形）、弹性进行点检。点检工具应使用平头针工具，避免点检过程导致探针歪斜、变形及不回弹等。线束厂应建立探针寿命管理规范，记录探针的使用次数及时间，按规定要求进行维修更换，更换探针时需保证探针的型号必须一致。

5 数据库的优势

探针全生命周期数据管理库的优势有以下几点。

（1）实现了探针的平台化管理，进而降低了探针的制造和管理成本。

（2）研发设计人员选型效率得以提升，同时也缩短了线束的项目开发周期。

（3）实现了线束电测台的生产制造的标准化，提高了产品缺陷的探测能力。

（4）提高了人员的专业技术能力，使得成功的经验教训得以沉淀，知识得以在部门内和部门间传递。针对现场及客户端反馈的涉及探针类的问题，经过问题改善小组分析解决后，及时将问题总结归类，并建立经验教训库，为后续项目线束的开发制造提供借鉴。

6 结束语

本文对汽车线束常见的退针、孔大、错漏装以及装配部到底等故障模式进行了深入的分析，阐述了探针选型数据库建立的重要性，进而对探针的分类、数据库的建立和应用进行了具体的研究。建立探针数据库既为汽车线束设计开发过程探针的选型提供了大数据支持，又缩短了汽车线束测台的设计制造周期，提升了客户满意度，进一步降低了线束检测过程中缺陷逃逸的风险。

作者简介：

唐瑞峰，本科，工程师，研究方向为供应链能力提升、企业数字化转型管理。