探析TRIZ理論在汽車線束制造工藝改進中的應用

強曉剛

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

關鍵詞：TRIZ理論;汽車線束制造;工藝優化

中圖分類號：U462.1? 文獻標識碼：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

在汽車行業飛速發展之下，對其舒適性與智能性也提出了較高要求，車內的功能電器數量不斷增加，使得各類電器線束導線回路量隨之增多，線束制造工藝也越發復雜，傳統的制造方式難以滿足現實需求，急需在TRIZ理論的引導下，促進制造工藝的優化和改進，使技術問題得到有效解決。

1 TRIZ基本理論體系

該理論由前蘇聯發明家創立而成，主要由解決技術、各類方法與算法等組成的綜合理論體系。該體系中包括創新思維、問題分析、技術優化、通用工程參數、物-場模型分析、沖突矩陣、工程知識庫等。該理論的應用可有效轉變以往的慣性思維，促進創新思維發展與能力提升，將其應用到工程領域中，采用矛盾分析與創新相結合的方式，有助于工藝優化、技術更新等工作開展，使以往遇到的技術瓶頸得到重大突破。現代TRIZ基本理論體系的主要內容如下：

1.1 問題分析

在TRIZ理論中闡述解決問題的科學方法，如多屏幕法等等。在面對復雜問題時，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

對于不同發明創造來說，所遵循的規律也不盡相同。在TRIZ理論中，可針對具體技術矛盾，運用創新原理，結合工程實際尋找解決方法，達到最佳效果。

1.3 創新問題解法

根據實際問題的物-場模型特點，參考標準模型的處理方式，如修整、轉換、場添加等等，為技術創新提供解決方案[1]。

2 基于TRIZ理論的汽車線束制造工藝優化

隨著汽車行業的飛速發展，在汽車線束制造方面，以往的制造工藝逐漸難以滿足現實需求，可在TRIZ理論的指導下，采用矛盾分析與創新相結合的方式，有效攻克技術難關，實現更大的突破。

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，當前，國內許多線束制造企業都未對合線（超聲波焊接）工序進行科學合并，尚未開發出與之匹配的全自動化設備，阻礙合線工序的開展。合線工序是指將一側壓接有端子的多種長度導線根據工藝設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，直接到預裝工序或流水線裝配工序，但此環節不利于制造工藝的優化，使預裝或裝配效率受到不良影響。[2]

2.2 矛盾分析

在生產過程中主要存在以下矛盾：

2.2.1 半成品等待時間較長

例如某種產品合線由5個單根導線共同組成，但各個導線的生產時間不同，無法同時生產出來進行合線操作，導致半成品的等待時間過長。例如，根據半成品導線上道工序的制造流程，前4根導線已經全部生產完畢，第5根導線還需要24小時才可生產完畢，因此前4根導線便需要等待24小時后，才可與第5根導線進行組合，合線工序還需要2—4個小時才可完成，有時根據導線數量的不同要等待8—24小時后才可開展后續工序的操作。

2.2.2 設備自動化水平較低

在開發過程中，要想實現多根導線同時完成，則對設備自動化水平提出較高要求，該技術的難度相對較大，不易實現，成為阻礙企業發展的絆腳石。

2.2.3 半成品的庫存冗余，增加庫存成本

部分企業采用拉動模式生產制造，將半成品線束中的部分備用量存儲在周轉架上，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 線束生產節拍不同，無法實現統一生產

對于5根導線來說，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，同時合線生產節拍與單根導線加工的工時也不同。例如，5個半成品中相同規格的導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，帶有壓接設備的自動裁線機，每根花費的時間為1—2s，因此自動設備應用頻率較少。

2.3 資源分析

汽車線束的所有工序相對復雜，在傳統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]。在以往的生產制造中，采用拉動式生產模式，使部分矛盾得以緩解，各工位等待時間普遍降低，但是導線的庫存成本卻隨之增加。在TRIZ理論的指導下，不考慮組件生產的各類限制，當總線束需要組合線半成品時，車間內部便存在半成品;在不需要半成品時，便以原材料的形式存在。在組合導線時，只需提前1—2h便可制造出來，與當天的流水線需求相符，也可將導線生產地點設置在裝配線工位周圍，當需要合線時可直接取來使用。

通過對上述不同生產階段存在的矛盾，對企業內外的資源進行分析，與線束生產制造工藝相結合，對工藝流程進行改進和創新，依據現有的生產模式，實現線束組件的高效合并，既提高了生產效率，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，隨著當前線束制造的自動化水平不斷增強，各個線束企業引入許多裁線壓接一體設備，加快了單根導線的生產速度，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備，進行維護保養。與裁線壓接一體設備相比，此類設備的生產效率較低，但接點合線的生產節拍卻相對較高，例如接點冷沖壓接機、焊接機、熱縮機等等，其作為企業內部資產設備，可直接投入生產[4]。

2.4 解決方案

經綜合分析，結合目前線束制造企業智能化的需求，制定以下解決方案。根據生產計劃，輸入工藝下線數據，依據智能化平臺信息，可利用多組半自動裁線機同時下線，在結束的同時，利用機械手抓取導線A端進行壓接，B端與其余導線保持一致，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，最后系統自動進行導線抽盤工作，由人工智能小車將其運送到指定位置。在該系統應用中，需要機械手、節拍控制、傳感器、導線傳送裝置等等，均可利用外部資源進行制造和加工。根據對半成品的現實需求，加工人員只需設置單根導線裁線長度、壓接參數、絕緣方式等等，便可實現對半成品導線的加工，生產節拍與組合中的瓶頸工序節拍相同。初步計算的時間只需10—15s，便可完成一組導線的加工，與以往相比，提前0.5—1h便可完成當前該工序計劃的生產目標，系統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，大大的提高了生產的效率。

3 結論

綜上所述，在新時期背景下，企業智能化生產已迫在眉睫，作為創新工程師應結合不同的技術問題，靈活高效的運用TRIZ理論，在創新思維的指導下，具體問題具體分析，采取多種途徑解決問題。同時，針對當前存在的線束制造工藝落后問題，應從問題描述、矛盾分析、資源分析與解決方案等方面著手分析，利用創新思維突破技術瓶頸，促進企業

更好更快的發展。

參考文獻

[1] 陳世杰.淺析線束制造工藝[J].工業與信息化，2019，（98）.

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

[3] 張寧.中國設備工程[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計[J].內燃機與配件，2019，（016）.