董力群 張善霞

軌道車輛電線下料及線束生產(chǎn)作業(yè)模式研究

董力群 張善霞

闡述軌道車輛電線自動下料及線束生產(chǎn)作業(yè)模式研究應(yīng)用情況，并研究有效提升軌道車輛電氣施工工藝自動化、機(jī)械化、工程化水平的各種作業(yè)模式，以期有效提高生產(chǎn)效率，降低人員勞動強(qiáng)度。

軌道車輛；電線下料；線束組成；作業(yè)模式

1 概述

隨著軌道交通行業(yè)的高速發(fā)展，軌道車輛電氣化程度也越來越高，電氣系統(tǒng)功能越來越復(fù)雜，電氣線路、類型、種類也越來越多，對電氣施工工藝的技術(shù)要求、施工質(zhì)量、工藝方法及裝備等要求也越來越高。

以往手工密集型作業(yè)的模式難以滿足軌道車輛技術(shù)性能、生產(chǎn)能力及產(chǎn)品質(zhì)量的要求，因此需要針對軌道車輛電氣系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)特點，探討如何采用科學(xué)系統(tǒng)的方法規(guī)范和提升電氣下料作業(yè)的生產(chǎn)效率、施工質(zhì)量及工藝裝備的機(jī)械化、自動化程度，使軌道車輛電氣下料及線束組成作業(yè)施工效率更高，質(zhì)量更好。

2 國內(nèi)外相關(guān)行業(yè)現(xiàn)狀分析

由于公路交通及航空業(yè)的高速發(fā)展，電線下料及線束組成作業(yè)模式及生產(chǎn)設(shè)備相對成熟而先進(jìn)，特別是自動下料設(shè)備在切斷、噴印線號、剝線、壓接等性能方面達(dá)到較高的自動化水平，基本上形成了獨立的，從原材料到集束、壓接、測試、防護(hù)、包裝完整的線束生產(chǎn)線，特別是國外設(shè)備及生產(chǎn)線在設(shè)備的功能及設(shè)備穩(wěn)定性方面占有明顯優(yōu)勢。但公路交通及航空業(yè)專業(yè)的下料設(shè)備和線束組成裝置不宜直接應(yīng)用于軌道車輛，是因為自動設(shè)備的功能齊全，但多適用于規(guī)格、線型、長度、線號一致的短線型批量下料、標(biāo)識噴涂、剝線、壓接作業(yè)。

3 軌道車輛電線下料及線束生產(chǎn)模式

3.1 行業(yè)總體情況

通過對軌道車輛行業(yè)及相關(guān)行業(yè)作業(yè)模式調(diào)研分析，對于電線及線束的加工，多數(shù)企業(yè)設(shè)置了專門的生產(chǎn)部門進(jìn)行相對獨立的生產(chǎn)，部分企業(yè)將線束產(chǎn)品及相關(guān)裝置全部工序委外進(jìn)行加工。由于各生產(chǎn)企業(yè)各自既有資源的配置，以及產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)特點不同，具有各自的特點和優(yōu)勢，但在生產(chǎn)作業(yè)方式及裝備配置方面并沒有根本性的差異，同時各企業(yè)在線纜加工方面都不同程度地嘗試進(jìn)行自動下料作業(yè)裝備的研制及應(yīng)用。但軌道車輛行業(yè)與汽車行業(yè)間最明顯的差異是：線束的生產(chǎn)多停留在單一工序作業(yè)模式，沒有形成系統(tǒng)完整的自動化、機(jī)械化的生產(chǎn)線。

3.2 國內(nèi)外既有下料設(shè)備狀況

由于汽車及航空業(yè)的高速發(fā)展，國內(nèi)外設(shè)備相對成熟，在切斷、噴印線號、剝線、壓接等性能方面均可滿足市場要求，并達(dá)到較高的水平，在設(shè)備的功能及設(shè)備穩(wěn)定性方面，國外設(shè)備仍占有優(yōu)勢，但專業(yè)的下料設(shè)備不適于直接應(yīng)用于軌道車輛。主要原因是：

（1）設(shè)備的功能齊全，但多適用于規(guī)格、線型、長度、線號一致的短線型批量制作。

（2）線纜實現(xiàn)定長，下料的同時一次完成切斷、線號噴印、剝線及壓接等作業(yè)。

（3）考慮研發(fā)、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)批量、市場需求等問題，多不接受專門研發(fā)和定制設(shè)備。

隨著軌道交通行業(yè)的高速發(fā)展及市場需求的增加，電線下料及線束組成作業(yè)將形成大批量自動化、機(jī)械化、工程化的生產(chǎn)作業(yè)趨勢。

3.3 同行業(yè)電線下料及線束生產(chǎn)模式分析

同行業(yè)軌道車輛裝備生產(chǎn)廠家借鑒了國外先進(jìn)的作業(yè)模式，其作業(yè)模式與產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)及制造工藝聯(lián)系緊密，產(chǎn)品穩(wěn)定成熟，變更很少，形成穩(wěn)定的工藝方法及工藝裝備配置，采用手動下料和自動下料設(shè)備相結(jié)合的方式，主要為小型自動下料設(shè)備結(jié)合線束預(yù)組的作業(yè)模式。

部分企業(yè)根據(jù)產(chǎn)品特點，人工下料仍較為普及，并根據(jù)結(jié)構(gòu)特點大量采用圖板線束組裝作業(yè)。

4 軌道車輛電氣系統(tǒng)線路特點及下料作業(yè)分析

4.1 電氣配線系統(tǒng)特點

（1）電氣系統(tǒng)多、配線量大。軌道車輛電氣系統(tǒng)基本組成包括特高壓系統(tǒng)、主牽引系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、輔助供電系統(tǒng)、列車信息控制系統(tǒng)、旅客信息系統(tǒng)、照明、播音、影視、給水衛(wèi)生等輔助系統(tǒng)等，相應(yīng)系統(tǒng)配線量也很大，接線電氣設(shè)備也非常多。

（2）配線及線束長度規(guī)格多。目前國內(nèi)軌道客車的制造基本分為動車組和地鐵車輛，動車車輛長度在25．5 m左右，地鐵車輛在17～22 m，系統(tǒng)及設(shè)備間配線長度長短不一，下料和線束作業(yè)方式不同。

（3）電線規(guī)格種類多。因項目、車型多，選用的電纜應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)有國標(biāo)、歐洲、美國軍標(biāo)、日本、行業(yè)、專業(yè)等各類標(biāo)準(zhǔn)，供貨商及線纜規(guī)格很多，僅不同截面積的控制電纜到大線徑的動力電纜，其下料作業(yè)方式也不同。

（4）需根據(jù)組裝結(jié)構(gòu)順序，將配線的作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行細(xì)致分工，同時根據(jù)不同部位、不同線型確定不同的作業(yè)方式。

4.2 軌道車輛電線下料及線束生產(chǎn)作業(yè)模式

軌道車輛電線下料及線束生產(chǎn)作業(yè)形成了相對成熟的工藝設(shè)計方法、工藝流程及工藝施工方法，在實際應(yīng)用中，無論從施工工藝標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)內(nèi)容及流程、作業(yè)方法、作業(yè)質(zhì)量、施工該工藝要點、生產(chǎn)效率方面都具有一定優(yōu)勢，但從整個軌道交通行業(yè)的發(fā)展來看，電氣施工工藝在下料、配線、接線等電氣施工工藝中仍存在在自動化、機(jī)械化、系統(tǒng)化等整個技術(shù)層面的提升空間。

4.2.1 基本作業(yè)模式

（1）大線下料作業(yè)模式。通過對國內(nèi)外同行業(yè)和電纜線束生產(chǎn)制造行業(yè)作業(yè)模式的調(diào)研和分析，快速高效切斷電纜的設(shè)備應(yīng)用廣泛，但缺乏對多品種多規(guī)格電纜更換這一造成系統(tǒng)效率低的瓶頸問題進(jìn)行優(yōu)化處理。通過大線自動下料設(shè)備及配套設(shè)施研究，充分結(jié)合軌道車輛電纜作業(yè)的線型多、線徑粗、長度多變等特點，同時兼顧生產(chǎn)需求和材料配套等生產(chǎn)因素影響，優(yōu)化選型配置形成大線自動下料系統(tǒng)。

通過自動下料及線束生產(chǎn)線研究，以及大線自動下料系統(tǒng)級設(shè)備的應(yīng)用，從根本上改變了以往人工手動作業(yè)的模式，并將小工序轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)線，實現(xiàn)了動車組機(jī)械化和自動化方式，并為工藝技術(shù)的系統(tǒng)提升提供了新的模式和思路。

（2）線束圖板作業(yè)模式。一次完成下料、布線、集束及校線作業(yè)，從作業(yè)效率、生產(chǎn)穩(wěn)定性和線束質(zhì)量等方面綜合評定，是非常流暢合理的作業(yè)模式，通過工藝裝備和流程的優(yōu)化，還有較大的提升空間。

（3）散線作業(yè)。從線纜規(guī)格、作業(yè)方式固定單一、電纜數(shù)量多等方面來說，非常適合進(jìn)行自動下料作業(yè)。

4.2.2 作業(yè)模式分析

通過對現(xiàn)有施工工藝模式的分析，將現(xiàn)有工藝模式中的優(yōu)勢保留。其特點如下：

（1）工藝設(shè)計信息傳遞模式——良好的工序銜接?，F(xiàn)有模式中，通過工藝設(shè)計圖表及標(biāo)識將整個電氣施工工序高效銜接，通過工序間信息的逐層傳遞，下工序可充分發(fā)現(xiàn)和控制上工序的錯誤或存在的問題，將配線問題在作業(yè)環(huán)節(jié)中即時發(fā)現(xiàn)和處理。

（2）下料作業(yè)方式的劃分——高效優(yōu)化的組合形式。目前下料作業(yè)將作業(yè)屬性類似的工作內(nèi)容，根據(jù)線束結(jié)構(gòu)特點分為散線下料、大線下料、圖板作業(yè)和預(yù)組作業(yè)，并在作業(yè)圖表中進(jìn)行了工序分割，統(tǒng)籌考慮了作業(yè)場地、工藝裝備（工裝、工具、工位器具等）、工具配置、人員配置、線束結(jié)構(gòu)特點，將作業(yè)內(nèi)容與資源配置較好地進(jìn)行組合。

（3）工藝圖表的應(yīng)用——線束模塊化。工藝圖表將線束根據(jù)車型、部位、施工班組進(jìn)行分類，實現(xiàn)了線束的模塊化，在系統(tǒng)設(shè)備配置時，特別是軟件控制系統(tǒng)，應(yīng)充分考慮工藝圖表信息的讀入和使用，更好地提升設(shè)備的使用效率。

（4）自動下料及線束生產(chǎn)模式——系統(tǒng)效率提升。建立適合工程化應(yīng)用的電線自動下料系統(tǒng)，除主設(shè)備實現(xiàn)自動化、機(jī)械化外，規(guī)劃的側(cè)重點是整個原材料到線束成品工序的系統(tǒng)效率的提升。即以更好地實施軌道車輛電氣施工工藝過程為規(guī)劃目的，從電纜原材料配送、線輥存放、多線型高效合理規(guī)劃取用、線纜信息（下料、配線、接線等多工序信息）流轉(zhuǎn)和傳遞、電纜自動下料、自動收集、線束成品配臺、存放及運(yùn)送裝車的整個備料過程。

5 結(jié)束語

隨著世界軌道交通行業(yè)的蓬勃發(fā)展及市場需求的增加，必將帶動整個產(chǎn)業(yè)全面的技術(shù)提升，軌道車輛電線下料及線束組成模式的發(fā)展必然形成自動化、機(jī)械化、工程化的生產(chǎn)作業(yè)模式。各企業(yè)也會根據(jù)各自的產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)、施工工藝、生產(chǎn)批量、產(chǎn)業(yè)模式，形成具有典型行業(yè)和專業(yè)特點的自動下料和線束生產(chǎn)線，提升軌道車輛生產(chǎn)制造水平。

董力群：南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司技術(shù)工程?部，高級工程師，山東?青島，266111

張善霞：南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司技術(shù)工程?部，工程師，山東?青島，266111

責(zé)任編輯楊倩

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1672-061X（2014）04-0124-03