【導讀】汽車IT的一個核心元素是線束。它充當將數字部件相互連接或連接到其他部件(如發動機或底盤)的骨干，并為各種設備提供電力。
優質的線束是汽車連接和自動駕駛必不可少的。由于品質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行系統(MES)是至關重要的。
數字化長期以來一直是現代車輛技術不可或缺的一個方面。從發動機控制系統到駕駛輔助系統，再到媒體中心，整個汽車都充滿了信息技術，并且仍在繼續發展。隨著互聯汽車和自動駕駛汽車的快速發展，信息技術的高峰期即將到來。
汽車IT的一個核心元素是線束。它充當將數字部件相互連接或連接到其他部件(如發動機或底盤)的骨干，并為各種設備提供電力。
線束已成為車輛效率和安全的關鍵。諸如立體聲系統的故障可能很煩人。即使是司機輔助系統的故障可能被細心的司機發現。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，出現故障都是不可容忍的。在這方面，質量要求也將大幅增加。線束系統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都必須進行冗余設計。
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。其他汽車制造商設計和制造線束，只生產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需要定制化。
汽車線束的生產
主要的國際汽車線束制造商，如 Delphi, LEONI, 和 Yazaki等，能提供最高質量，非常柔性和靈活的小批量生產，而且不會降低任何品質要求。
汽車線束的生產多屬于勞動密集型，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量。因此，故障預防是制造過程中的一個關鍵因素，而可追溯性也是一個關鍵因素，以便在發生召回時尋找故障原因。
第一階段：從設計到生產
這個過程從線束的設計和開發開始。汽車制造商向線束制造商提供了車載配線系統設計的150%的圖紙。這包括所有可能的線束，根據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建生產圖紙、工作計劃和相應的部件列表。并且，制造商定期發布時間表更改，必須調整相應的計劃。
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，手工的結果取決于個人的工作方法，依賴哪個工程師在工作，生產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行。
由于所有這些方面都會損害質量，所以使用軟件控制計劃系統是有意義的。在這樣的系統中，制造商可以使用藍圖來確定生產計劃的規則，例如詳細說明將以機械方式執行的步驟，這些步驟依靠不同的機器，以及哪些生產步驟將手動或半自動地執行。這些規則必須是靈活的，這樣才能進行調整。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。
該系統以這些規則為基礎，解讀和分析汽車制造商的圖紙，生成生產數據，包括工作計劃和零部件清單。除了大大節省工作時間外，由于消除了人工故障來源和實施程序的標準化，品質優勢很大。
這種軟件還可以根據具體的準時交貨計劃計算生產文件。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
在ERP層面，制造執行系統(MES)的任務是控制和記錄汽車線束的生產。然而，由于汽車線束生產有許多具體的方面，一般的MES系統不能使用。例如，它們有關線束的IT技術確定就不成功。
因此，不同的線束制造商已經開發了自己的MES系統。然而，當生產過程或ERP系統發生變化時，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系在一起。因此，領先的汽車線束制造商依賴于專門為線束行業開發的系統。
線束生產分三個階段：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行額外的工藝步驟，如絞線等。用這種方式生產的電線被分組成束，并可供下一個生產步驟使用。
為了提高生產率，使用特殊的MES系統來確保訂單在不同機器之間的最優分配。但是質量和可追溯性在這里很重要。在CST機器中，生產率通常很高，線材有時直徑很小。
當然，確保精度和質量的主要是靠CST機器本身，但MES也可通過直接將控制數據(如卷曲數據)傳遞給機器。MES還可以確保質量保證過程，例如掃描電線和端子的條形碼，執行卷曲高度和拉力測試，以及通過監視工具的使用保養等。為了建立可追溯性，MES為每個生產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
線束的下一個生產階段是高度手動的。在第一個預裝配階段，在切割區域生產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，制造商往往將生產轉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，因此必須招聘數千名新員工。然而，缺乏相關的經驗和技術資格意味著產品質量的高風險。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，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，每個員工必須執行正確的工作步驟。由于線束通常是根據客戶的具體情況生產的，工作步驟可能因線束而異。因此，很有可能會出現錯誤，這對質量保證是一個額外的挑戰。
MES用顯示器控制這個復雜的過程，顯示器為員工提供要執行的相關工作步驟的詳細信息。系統還可以提示員工確認某些步驟、執行測試步驟或輸入QA相關數據。因此，在這些高度手工的過程中，軟件可以提供很高的質量。
當然，最終裝配的記錄是更新的。已完成的線束現在由數百或數千個組件組成，系統為每個組件保留完整的歷史記錄。該系統跟蹤每一條線束生產過程中的機器、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，任何產品責任問題都可以迅速得到澄清。
在日益數字化的汽車技術中，軟件管理的質量控制對于汽車線束的生產至關重要。否則，就無法保證這項艱巨任務的高要求品質。可追溯性是確保產品質量和管理產品召回的關鍵。傳統的MES系統不能勝任管理汽車線束生產高度專業化的任務。汽車線束的生產引入先進的管理技術、軟件、AI等將使品質保證更為可靠。
原創：DiIT AG董事總經理Bernd Jost，編譯：深圳市連接器行業協會 李亦平
