強(qiáng)曉剛

摘 要：文章針對TRIZ基本理論體系進(jìn)行簡要介紹，并在該理論的指導(dǎo)下，對汽車線束制造工藝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，包括問題描述、矛盾分析、資源分析與解決方案等內(nèi)容。立足根本，通過研究，使線束制造中存在的技術(shù)瓶頸得到有效突破，在提高制造效率的基礎(chǔ)上，節(jié)約更多成本投入。

關(guān)鍵詞：TRIZ理論;汽車線束制造;工藝優(yōu)化

中圖分類號(hào)：U462.1? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1671-7988（2020）17-53-03

Analysis on the Application of TRIZ Theory in the Improvement of Automobile

Wire Harness Manufacturing Process

Qiang Xiaogang

（ Shaanxi Wanfang Tianyun Automobile Electrical Appliance Co.， Ltd.， Shaanxi Xi'an 710201 ）

Abstract： This paper briefly introduces the basic theoretical system of TRIZ， and under the guidance of this theory， optimizes and improves the manufacturing process of automotive wiring harness， including problem description， contradiction analysis， resource analysis and solutions. Based on0 the foundation and through the research in this paper， the technical bottleneck in harness manufacturing has been effectively broken through， and on the basis of improving manufacturing efficiency， more cost investment has been saved.

Keywords： TRIZ theoryMade; Automobile wiring harness manufacturing; Process optimization

CLC NO.： U462.1? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）17-53-03

引言

在汽車行業(yè)飛速發(fā)展之下，對其舒適性與智能性也提出了較高要求，車內(nèi)的功能電器數(shù)量不斷增加，使得各類電器線束導(dǎo)線回路量隨之增多，線束制造工藝也越發(fā)復(fù)雜，傳統(tǒng)的制造方式難以滿足現(xiàn)實(shí)需求，急需在TRIZ理論的引導(dǎo)下，促進(jìn)制造工藝的優(yōu)化和改進(jìn)，使技術(shù)問題得到有效解決。

1 TRIZ基本理論體系

該理論由前蘇聯(lián)發(fā)明家創(chuàng)立而成，主要由解決技術(shù)、各類方法與算法等組成的綜合理論體系。該體系中包括創(chuàng)新思維、問題分析、技術(shù)優(yōu)化、通用工程參數(shù)、物-場模型分析、沖突矩陣、工程知識(shí)庫等。該理論的應(yīng)用可有效轉(zhuǎn)變以往的慣性思維，促進(jìn)創(chuàng)新思維發(fā)展與能力提升，將其應(yīng)用到工程領(lǐng)域中，采用矛盾分析與創(chuàng)新相結(jié)合的方式，有助于工藝優(yōu)化、技術(shù)更新等工作開展，使以往遇到的技術(shù)瓶頸得到重大突破。現(xiàn)代TRIZ基本理論體系的主要內(nèi)容如下：

1.1 問題分析

在TRIZ理論中闡述解決問題的科學(xué)方法，如多屏幕法等等。在面對復(fù)雜問題時(shí)，可通過建模的方式把握核心，定位根本矛盾，解決問題。

1.2 矛盾解決原理

對于不同發(fā)明創(chuàng)造來說，所遵循的規(guī)律也不盡相同。在TRIZ理論中，可針對具體技術(shù)矛盾，運(yùn)用創(chuàng)新原理，結(jié)合工程實(shí)際尋找解決方法，達(dá)到最佳效果。

1.3 創(chuàng)新問題解法

根據(jù)實(shí)際問題的物-場模型特點(diǎn)，參考標(biāo)準(zhǔn)模型的處理方式，如修整、轉(zhuǎn)換、場添加等等，為技術(shù)創(chuàng)新提供解決方案[1]。

2 基于TRIZ理論的汽車線束制造工藝優(yōu)化

隨著汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，在汽車線束制造方面，以往的制造工藝逐漸難以滿足現(xiàn)實(shí)需求，可在TRIZ理論的指導(dǎo)下，采用矛盾分析與創(chuàng)新相結(jié)合的方式，有效攻克技術(shù)難關(guān)，實(shí)現(xiàn)更大的突破。

2.1 問題描述

線束制造的第一個(gè)步驟是開線，開線是指按照線束加工工藝的要求，將電線和防護(hù)材料裁剪為合適的尺寸，于此同時(shí)，當(dāng)前，國內(nèi)許多線束制造企業(yè)都未對合線（超聲波焊接）工序進(jìn)行科學(xué)合并，尚未開發(fā)出與之匹配的全自動(dòng)化設(shè)備，阻礙合線工序的開展。合線工序是指將一側(cè)壓接有端子的多種長度導(dǎo)線根據(jù)工藝設(shè)計(jì)的要求將其焊接起來，同時(shí)對焊接點(diǎn)進(jìn)行絕緣處理。合線壓接導(dǎo)線的多根接點(diǎn)利用絕緣膠帶或雙壁含膠熱縮管進(jìn)行密封處理后，直接到預(yù)裝工序或流水線裝配工序，但此環(huán)節(jié)不利于制造工藝的優(yōu)化，使預(yù)裝或裝配效率受到不良影響。[2]

2.2 矛盾分析

在生產(chǎn)過程中主要存在以下矛盾：

2.2.1 半成品等待時(shí)間較長

例如某種產(chǎn)品合線由5個(gè)單根導(dǎo)線共同組成，但各個(gè)導(dǎo)線的生產(chǎn)時(shí)間不同，無法同時(shí)生產(chǎn)出來進(jìn)行合線操作，導(dǎo)致半成品的等待時(shí)間過長。例如，根據(jù)半成品導(dǎo)線上道工序的制造流程，前4根導(dǎo)線已經(jīng)全部生產(chǎn)完畢，第5根導(dǎo)線還需要24小時(shí)才可生產(chǎn)完畢，因此前4根導(dǎo)線便需要等待24小時(shí)后，才可與第5根導(dǎo)線進(jìn)行組合，合線工序還需要2—4個(gè)小時(shí)才可完成，有時(shí)根據(jù)導(dǎo)線數(shù)量的不同要等待8—24小時(shí)后才可開展后續(xù)工序的操作。

2.2.2 設(shè)備自動(dòng)化水平較低

在開發(fā)過程中，要想實(shí)現(xiàn)多根導(dǎo)線同時(shí)完成，則對設(shè)備自動(dòng)化水平提出較高要求，該技術(shù)的難度相對較大，不易實(shí)現(xiàn)，成為阻礙企業(yè)發(fā)展的絆腳石。

2.2.3 半成品的庫存冗余，增加庫存成本

部分企業(yè)采用拉動(dòng)模式生產(chǎn)制造，將半成品線束中的部分備用量存儲(chǔ)在周轉(zhuǎn)架上，雖然可提高合線速度，但半成品存儲(chǔ)時(shí)間延長，增加了庫存成本。

2.2.4 線束生產(chǎn)節(jié)拍不同，無法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一生產(chǎn)

對于5根導(dǎo)線來說，在長度、端子型號(hào)等方面均不相同，需要防水栓、閉口防護(hù)材料等原材料的輔助，同時(shí)合線生產(chǎn)節(jié)拍與單根導(dǎo)線加工的工時(shí)也不同。例如，5個(gè)半成品中相同規(guī)格的導(dǎo)線下線和壓接最長一根的加工時(shí)間總和為每根5s，焊接一組的時(shí)間為10s，壓接一根的速度為1—2s。與之相比，帶有壓接設(shè)備的自動(dòng)裁線機(jī)，每根花費(fèi)的時(shí)間為1—2s，因此自動(dòng)設(shè)備應(yīng)用頻率較少。

2.3 資源分析

汽車線束的所有工序相對復(fù)雜，在傳統(tǒng)工藝各工序的銜接中，各工序之間的時(shí)間等待和資源浪費(fèi)比較嚴(yán)重[3]。在以往的生產(chǎn)制造中，采用拉動(dòng)式生產(chǎn)模式，使部分矛盾得以緩解，各工位等待時(shí)間普遍降低，但是導(dǎo)線的庫存成本卻隨之增加。在TRIZ理論的指導(dǎo)下，不考慮組件生產(chǎn)的各類限制，當(dāng)總線束需要組合線半成品時(shí)，車間內(nèi)部便存在半成品;在不需要半成品時(shí)，便以原材料的形式存在。在組合導(dǎo)線時(shí)，只需提前1—2h便可制造出來，與當(dāng)天的流水線需求相符，也可將導(dǎo)線生產(chǎn)地點(diǎn)設(shè)置在裝配線工位周圍，當(dāng)需要合線時(shí)可直接取來使用。

通過對上述不同生產(chǎn)階段存在的矛盾，對企業(yè)內(nèi)外的資源進(jìn)行分析，與線束生產(chǎn)制造工藝相結(jié)合，對工藝流程進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，依據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)線束組件的高效合并，既提高了生產(chǎn)效率，也解放了該工位的勞動(dòng)力，解放的勞動(dòng)力可安排至其它工位。以簡單裁線、壓接、合線、絕緣、抽盤等方式為例，隨著當(dāng)前線束制造的自動(dòng)化水平不斷增強(qiáng)，各個(gè)線束企業(yè)引入許多裁線壓接一體設(shè)備，加快了單根導(dǎo)線的生產(chǎn)速度，并對一些落后半自動(dòng)裁線機(jī)進(jìn)行淘汰，同時(shí)對于可以直接使用的成熟設(shè)備，進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。與裁線壓接一體設(shè)備相比，此類設(shè)備的生產(chǎn)效率較低，但接點(diǎn)合線的生產(chǎn)節(jié)拍卻相對較高，例如接點(diǎn)冷沖壓接機(jī)、焊接機(jī)、熱縮機(jī)等等，其作為企業(yè)內(nèi)部資產(chǎn)設(shè)備，可直接投入生產(chǎn)[4]。

2.4 解決方案

經(jīng)綜合分析，結(jié)合目前線束制造企業(yè)智能化的需求，制定以下解決方案。根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃，輸入工藝下線數(shù)據(jù)，依據(jù)智能化平臺(tái)信息，可利用多組半自動(dòng)裁線機(jī)同時(shí)下線，在結(jié)束的同時(shí)，利用機(jī)械手抓取導(dǎo)線A端進(jìn)行壓接，B端與其余導(dǎo)線保持一致，下一步傳送給接點(diǎn)壓接機(jī)或者超聲波焊接機(jī)，最后利用機(jī)械手運(yùn)送到絕緣包口機(jī)處，對其進(jìn)行包口，最后系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)線抽盤工作，由人工智能小車將其運(yùn)送到指定位置。在該系統(tǒng)應(yīng)用中，需要機(jī)械手、節(jié)拍控制、傳感器、導(dǎo)線傳送裝置等等，均可利用外部資源進(jìn)行制造和加工。根據(jù)對半成品的現(xiàn)實(shí)需求，加工人員只需設(shè)置單根導(dǎo)線裁線長度、壓接參數(shù)、絕緣方式等等，便可實(shí)現(xiàn)對半成品導(dǎo)線的加工，生產(chǎn)節(jié)拍與組合中的瓶頸工序節(jié)拍相同。初步計(jì)算的時(shí)間只需10—15s，便可完成一組導(dǎo)線的加工，與以往相比，提前0.5—1h便可完成當(dāng)前該工序計(jì)劃的生產(chǎn)目標(biāo)，系統(tǒng)可利用剩余時(shí)間完成一些類似的半成品加工工作，同時(shí)勞動(dòng)力也可以從中得到解放，大大的提高了生產(chǎn)的效率。

3 結(jié)論

綜上所述，在新時(shí)期背景下，企業(yè)智能化生產(chǎn)已迫在眉睫，作為創(chuàng)新工程師應(yīng)結(jié)合不同的技術(shù)問題，靈活高效的運(yùn)用TRIZ理論，在創(chuàng)新思維的指導(dǎo)下，具體問題具體分析，采取多種途徑解決問題。同時(shí)，針對當(dāng)前存在的線束制造工藝落后問題，應(yīng)從問題描述、矛盾分析、資源分析與解決方案等方面著手分析，利用創(chuàng)新思維突破技術(shù)瓶頸，促進(jìn)企業(yè)

更好更快的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳世杰.淺析線束制造工藝[J].工業(yè)與信息化，2019，（98）.

[2] 張震華，張玉平，李帥，等.汽車線束制造數(shù)字化與智能化的應(yīng)用研究[J].汽車電器，2019（9）.

[3] 張寧.中國設(shè)備工程[J].汽車線束工藝管理問題及改善分析，2017， （24）.

[4] 張玉平，楊三軍.基于TRIZ原理的汽車護(hù)套自鎖裝置改進(jìn)設(shè)計(jì)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019，（016）.