探析TRIZ理論在汽車線束制造工藝改進中的應(yīng)用

強曉剛

摘 要：文章針對TRIZ基本理論體系進行簡要介紹，并在該理論的指導(dǎo)下，對汽車線束制造工藝進行優(yōu)化改進，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：U462.1? 文獻標(biāo)識碼：A? 文章編號：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)實需求，急需在TRIZ理論的引導(dǎo)下，促進制造工藝的優(yōu)化和改進，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、工程知識庫等。該理論的應(yīng)用可有效轉(zhuǎn)變以往的慣性思維，促進創(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?，F(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，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，運用創(chuàng)新原理，結(jié)合工程實際尋找解決方法，達到最佳效果。

1.3 創(chuàng)新問題解法

根據(jù)實際問題的物-場模型特點，參考標(biāo)準模型的處理方式，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)，實現(xiàn)更大的突破。

2.1 問題描述

線束制造的第一個步驟是開線，開線是指按照線束加工工藝的要求，將電線和防護材料裁剪為合適的尺寸，于此同時，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）工序進行科學(xué)合并，尚未開發(fā)出與之匹配的全自動化設(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)計的要求將其焊接起來，同時對焊接點進行絕緣處理。合線壓接導(dǎo)線的多根接點利用絕緣膠帶或雙壁含膠熱縮管進行密封處理后，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 半成品等待時間較長

例如某種產(chǎn)品合線由5個單根導(dǎo)線共同組成，但各個導(dǎo)線的生產(chǎn)時間不同，無法同時生產(chǎn)出來進行合線操作，導(dǎo)致半成品的等待時間過長。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小時才可生產(chǎn)完畢，因此前4根導(dǎo)線便需要等待24小時后，才可與第5根導(dǎo)線進行組合，合線工序還需要2—4個小時才可完成，有時根據(jù)導(dǎo)線數(shù)量的不同要等待8—24小時后才可開展后續(xù)工序的操作。

2.2.2 設(shè)備自動化水平較低

在開發(fā)過程中，要想實現(xiàn)多根導(dǎo)線同時完成，則對設(shè)備自動化水平提出較高要求，該技術(shù)的難度相對較大，不易實現(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)采用拉動模式生產(chǎn)制造，將半成品線束中的部分備用量存儲在周轉(zhuǎn)架上，雖然可提高合線速度，但半成品存儲時間延長，增加了庫存成本。

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

對于5根導(dǎo)線來說，在長度、端子型號等方面均不相同，需要防水栓、閉口防護材料等原材料的輔助，同時合線生產(chǎn)節(jié)拍與單根導(dǎo)線加工的工時也不同。例如，5個半成品中相同規(guī)格的導(dǎo)線下線和壓接最長一根的加工時間總和為每根5s，焊接一組的時間為10s，壓接一根的速度為1—2s。與之相比，帶有壓接設(shè)備的自動裁線機，每根花費的時間為1—2s，因此自動設(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，各工序之間的時間等待和資源浪費比較嚴重[3]。在以往的生產(chǎn)制造中，采用拉動式生產(chǎn)模式，使部分矛盾得以緩解，各工位等待時間普遍降低，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，車間內(nèi)部便存在半成品;在不需要半成品時，便以原材料的形式存在。在組合導(dǎo)線時，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)地點設(shè)置在裝配線工位周圍，當(dāng)需要合線時可直接取來使用。

通過對上述不同生產(chǎn)階段存在的矛盾，對企業(yè)內(nèi)外的資源進行分析，與線束生產(chǎn)制造工藝相結(jié)合，對工藝流程進行改進和創(chuàng)新，依據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)模式，實現(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力，解放的勞動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)前線束制造的自動化水平不斷增強，各個線束企業(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裁線機進行淘汰，同時對于可以直接使用的成熟設(shè)備，進行維護保養(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，但接點合線的生產(chǎn)節(jié)拍卻相對較高，例如接點冷沖壓接機、焊接機、熱縮機等等，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)計劃，輸入工藝下線數(shù)據(jù)，依據(jù)智能化平臺信息，可利用多組半自動裁線機同時下線，在結(jié)束的同時，利用機械手抓取導(dǎo)線A端進行壓接，B端與其余導(dǎo)線保持一致，下一步傳送給接點壓接機或者超聲波焊接機，最后利用機械手運送到絕緣包口機處，對其進行包口，最后系統(tǒng)自動進行導(dǎo)線抽盤工作，由人工智能小車將其運送到指定位置。在該系統(tǒng)應(yīng)用中，需要機械手、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行制造和加工。根據(jù)對半成品的現(xiàn)實需求，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。初步計算的時間只需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)前該工序計劃的生產(chǎn)目標(biāo)，系統(tǒng)可利用剩余時間完成一些類似的半成品加工工作，同時勞動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，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，促進企業(yè)

更好更快的發(fā)展。

參考文獻

[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原理的汽車護套自鎖裝置改進設(shè)計[J].內(nèi)燃機與配件，2019，（016）.