軌道車輛電線下料及線束生產作業模式研究

董力群 張善霞

軌道車輛電線下料及線束生產作業模式研究

董力群 張善霞

闡述軌道車輛電線自動下料及線束生產作業模式研究應用情況，并研究有效提升軌道車輛電氣施工工藝自動化、機械化、工程化水平的各種作業模式，以期有效提高生產效率，降低人員勞動強度。

軌道車輛；電線下料；線束組成；作業模式

1 概述

隨著軌道交通行業的高速發展，軌道車輛電氣化程度也越來越高，電氣系統功能越來越復雜，電氣線路、類型、種類也越來越多，對電氣施工工藝的技術要求、施工質量、工藝方法及裝備等要求也越來越高。

以往手工密集型作業的模式難以滿足軌道車輛技術性能、生產能力及產品質量的要求，因此需要針對軌道車輛電氣系統及結構特點，探討如何采用科學系統的方法規范和提升電氣下料作業的生產效率、施工質量及工藝裝備的機械化、自動化程度，使軌道車輛電氣下料及線束組成作業施工效率更高，質量更好。

2 國內外相關行業現狀分析

由于公路交通及航空業的高速發展，電線下料及線束組成作業模式及生產設備相對成熟而先進，特別是自動下料設備在切斷、噴印線號、剝線、壓接等性能方面達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、包裝完整的線束生產線，特別是國外設備及生產線在設備的功能及設備穩定性方面占有明顯優勢。但公路交通及航空業專業的下料設備和線束組成裝置不宜直接應用于軌道車輛，是因為自動設備的功能齊全，但多適用于規格、線型、長度、線號一致的短線型批量下料、標識噴涂、剝線、壓接作業。

3 軌道車輛電線下料及線束生產模式

3.1 行業總體情況

通過對軌道車輛行業及相關行業作業模式調研分析，對于電線及線束的加工，多數企業設置了專門的生產部門進行相對獨立的生產，部分企業將線束產品及相關裝置全部工序委外進行加工。由于各生產企業各自既有資源的配置，以及產品設計結構特點不同，具有各自的特點和優勢，但在生產作業方式及裝備配置方面并沒有根本性的差異，同時各企業在線纜加工方面都不同程度地嘗試進行自動下料作業裝備的研制及應用。但軌道車輛行業與汽車行業間最明顯的差異是：線束的生產多停留在單一工序作業模式，沒有形成系統完整的自動化、機械化的生產線。

3.2 國內外既有下料設備狀況

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

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

（2）線纜實現定長，下料的同時一次完成切斷、線號噴印、剝線及壓接等作業。

（3）考慮研發、生產成本、生產批量、市場需求等問題，多不接受專門研發和定制設備。

隨著軌道交通行業的高速發展及市場需求的增加，電線下料及線束組成作業將形成大批量自動化、機械化、工程化的生產作業趨勢。

3.3 同行業電線下料及線束生產模式分析

同行業軌道車輛裝備生產廠家借鑒了國外先進的作業模式，其作業模式與產品設計結構及制造工藝聯系緊密，產品穩定成熟，變更很少，形成穩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備相結合的方式，主要為小型自動下料設備結合線束預組的作業模式。

部分企業根據產品特點，人工下料仍較為普及，并根據結構特點大量采用圖板線束組裝作業。

4 軌道車輛電氣系統線路特點及下料作業分析

4.1 電氣配線系統特點

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

（2）配線及線束長度規格多。目前國內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，系統及設備間配線長度長短不一，下料和線束作業方式不同。

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

（4）需根據組裝結構順序，將配線的作業內容進行細致分工，同時根據不同部位、不同線型確定不同的作業方式。

4.2 軌道車輛電線下料及線束生產作業模式

軌道車輛電線下料及線束生產作業形成了相對成熟的工藝設計方法、工藝流程及工藝施工方法，在實際應用中，無論從施工工藝標準、作業內容及流程、作業方法、作業質量、施工該工藝要點、生產效率方面都具有一定優勢，但從整個軌道交通行業的發展來看，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、機械化、系統化等整個技術層面的提升空間。

4.2.1 基本作業模式

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

通過自動下料及線束生產線研究，以及大線自動下料系統級設備的應用，從根本上改變了以往人工手動作業的模式，并將小工序轉變為生產線，實現了動車組機械化和自動化方式，并為工藝技術的系統提升提供了新的模式和思路。

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

（3）散線作業。從線纜規格、作業方式固定單一、電纜數量多等方面來說，非常適合進行自動下料作業。

4.2.2 作業模式分析

通過對現有施工工藝模式的分析，將現有工藝模式中的優勢保留。其特點如下：

（1）工藝設計信息傳遞模式——良好的工序銜接。現有模式中，通過工藝設計圖表及標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，下工序可充分發現和控制上工序的錯誤或存在的問題，將配線問題在作業環節中即時發現和處理。

（2）下料作業方式的劃分——高效優化的組合形式。目前下料作業將作業屬性類似的工作內容，根據線束結構特點分為散線下料、大線下料、圖板作業和預組作業，并在作業圖表中進行了工序分割，統籌考慮了作業場地、工藝裝備（工裝、工具、工位器具等）、工具配置、人員配置、線束結構特點，將作業內容與資源配置較好地進行組合。

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

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

5 結束語

隨著世界軌道交通行業的蓬勃發展及市場需求的增加，必將帶動整個產業全面的技術提升，軌道車輛電線下料及線束組成模式的發展必然形成自動化、機械化、工程化的生產作業模式。各企業也會根據各自的產品設計結構、施工工藝、生產批量、產業模式，形成具有典型行業和專業特點的自動下料和線束生產線，提升軌道車輛生產制造水平。

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

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

責任編輯楊倩

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1672-061X（2014）04-0124-03