汽車線束探針選型數據庫建立與應用

關鍵詞：探針；失效模式；選型數據庫；數據庫應用

中圖分類號：TP392 文獻標識碼：A

0 引言

汽車線束由連接器、導線、扎帶、波紋管、熔斷器和熔絲盒等附件組成[1]。其中連接器是由端子和護套構成，將各個設備連接起來，保證信號傳輸和能源執行的可靠及穩定，對汽車電氣設備的正常運作有著至關重要的作用。為了保證汽車線束回路的通斷，線束廠在生產制造環節中通常使用電測臺對線束回路進行在線功能檢測（圖1），并使用探針對連接器端子退針、孔大和歪斜等缺陷進行識別和攔截，以保證汽車線束回路功能的正常。本文主要從探針選型、數據庫建立以及過程日常管理等方面進行管控。

1 線束探針功能及應用

線束電測探針也被稱為線束針，由針頭、針身和螺旋彈簧等主要部件組成（圖2）。探針是汽車線束電測臺回路通斷檢測的接觸載體，一端通過導線連接回路電測臺，另一端在回路電檢過程中與護套內的端子接觸，并且是具有伸縮性傳遞信號的金屬元件[2]。探針通常應用在汽車線束電路檢測及功能檢測中。

汽車線束由護套、端子、扣花、熔絲、熔斷器和橡膠件等附件組成。在線束的電檢過程中，通過線束端子與探針是否接觸來判斷線束的通斷，通過附件與探針是否接觸、壓縮回位，判斷附件是否漏裝和裝配不到底。

線束廠的經驗教訓在新產品開發中很難傳承，主要是因為不同車型的項目設計開發由不同人員負責。在探針選型方面，開發人員往往根據自己的經驗或其他線束廠選用，從而導致同一型號的端子選用不同型號的探針[3]，或同一型號的探針對應多種型號的端子。這就會產生一些問題：首先，增加了研發設計人員的工作量，使線束產品的開發周期延長；其次，由于探針型號的多樣化，使線束廠探針的制造成本、管理成本增加；最后，以往產品的經驗教訓很難得以傳承，導致問題重復發生，引起客戶抱怨。

線束探針數據庫是將端子、探針按照一一對應的關系，使用數字化的手段管理起來。開發人員在新產品開發過程中，可以迅速找到對應的探針；設備維保人員在電測臺日常運營及維保過程中，可以有效地檢驗探針的功能，并按型進行更換。質量人員在項目開發和日常質量問題處理過程中應用數據庫，可以提前識別缺陷并預防，也可以快速找到問題的根本原因進行糾錯，從而達到縮短項目開發周期、降低線束質量風險、提升人員專業技術能力以及促進探針的規?；l展的目標[4]。

2 探針失效模式

2.1 案例A

X車間反饋，批量某車型左右前照燈出現間歇性不亮。經現場分析，確認為儀表線束連接器26 號端子的插孔增大。查看電檢測臺，發現其對應探針使用的是普通探針，且螺旋彈簧失效不回位，電檢時探針深入到端子內部導致孔大。后更換螺紋探針后，徹底避免探針插入端子內導致端子孔大。

此案例充分說明，母端子探針選型時首先應當選取螺紋臺階探針，避免探針回彈性失效，導致電測過程中探針插入到端子內，以消除探針插入端子內風險。

2.2 案例B

Y 車間反饋，批量某車型左前門開指示燈不亮，左前門鎖止失效，尾門無法打開。經現場分析，確認為左前門連接儀表線束端子退針（限位筋損壞）。查看電檢測臺，發現其使用的是平頭探針，導致電檢時平頭探針將端子頂出。更換臺階探針后，徹底消除探針將端子頂出。

此案例充分說明，端子探針選型時應當盡可能選取臺階探針，以消除探針將端子頂出的風險。

2.3 案例C

Z 車間反饋，某車型儀表線束漏裝USB 一體線。經現場分析，確認為電測臺無USB 檢測模塊，導致漏裝USB 一體線這一缺陷無法有效識別。后在測臺上增加USB 檢查模塊探針，可有效識別USB 一體線漏裝問題。

此案例充分說明，線束電測臺設計時應當考慮附件的錯漏裝問題。檢測模塊上應增加附件探針，以識別和攔截附件錯漏裝故障。

2.4 案例D

Q 車間反饋，20 臺某車型多媒體顯示屏黑屏?，F場將端子重新裝配到位后故障消失。后經現場模擬分析，在端子未裝配到底這一模式下進行電檢，會出現電檢合格，無法有效識別該缺陷。后計算出端子裝配到位的尺寸容差，重新制造探針并更換后，將端子裝配不到底進行電檢，均可有效識別和攔截。

此案例充分說明，探針設計選型時，應當考慮端子裝配不到底這一故障的探測，以識別和攔截探針裝配不到底缺陷。

目前大多數線束廠在線束研發和生產的過程中，會根據自己以往的經驗教訓或同行線束廠的探針開發選型來選取探針，這會導致一些問題重復發生，好的經驗無法傳承。因此，線束廠有必要建立探針選型數據庫[5]，通過規范化、系統化的管理，使得探針的選型越來越標準化、精細化以及高效化，經驗教訓得以沉淀和傳遞。

這也能打破部門間的信息傳遞壁壘，從而提高線束項目開發質量，提升線束電檢效率，實現線束產品電檢缺陷攔截精準率。

3 探針選型數據庫

3.1 數據庫的建立

探針數據庫的建立通常包括以下幾個步驟。

（1）定義端子分類：根據端子頭部結構、端子插入護套內的顯示形式進行分類，便于實現探針的標準化管理。

（2）建立探針與端子的對應關系：基于端子頭部類別，可將探針對應進行分類，便于研發設計時可以快速對探針進行選型。

（3）建立探針標簽：賦予探針標簽，便于設計人員、制造人員、維修人員和質量人員可以快速檢索到所需要的探針信息。

（4）創建數據庫：應用新一代信息技術，建立線束探針全生命周期管理數據庫，實現探針的快速檢索、經驗教訓的沉淀。

（5）定期維護：創建探針數據庫后，建立專人對數據庫信息定期進行維護，如優化表結構、更新探針信息以及更新經驗教訓等，以保持數據庫的信息的及時性、完整性和有效性等。

3.2 建立探針數據庫的意義

假設在線束設計研發階段發現問題，規避解決此問題的成本設定為1，那么在生產制造過程中識別攔截此問題的成本則為10。而一旦問題流出至顧客端，需要糾正此問題的花費成本為100，這就是質量糾錯成本法則1：10：100。因此線束廠建立探針數據庫，助力汽車線束在設計研發階段識別電測過程中端子退針、端子孔大以及裝配部到底等缺陷，實現線束廠交付顧客的產品均符合產品的技術要求。

3.3 建立探針數據庫的首要任務

基于探針的外觀和功能可分為螺紋探針、普通探針、臺階探針、平頭探針、圓頭探針、花頭探針和凹頭探針等（圖3）[5]。探針數據庫建立的首要任務就是需要確認選入數據庫的端子類別和探針型號。在以往車型上已經使用過的端子和探針或正在使用的端子和探針的就比較簡單：首先，把同一型號端子對應使用的探針型號進行減少、統一（基于探針的規模化效應、人員操作的便捷化以及探針探測問題高效化等原則）；其次，把外觀輪廓相似的端子所使用的探針選出來進行對比，最終確定一種型號探針入庫。

首次使用的端子需要進行一系列的驗證工作：端子頭歸類—容差尺寸計算—試裝檢驗—小批量驗證—大批量使用。驗證后如質量穩定、性能可靠，則可以選入探針數據庫。首先，按照端子端頭使用情況分為扁型公端子、方型公端子、圓型公端子、圓型母端子、B 型母端子、Y 型母端子、方型母端子（從護套外可看到端子）以及方型母端子（從護套外看不到端子）。其次，根據端子、護套計算出端子在護套中的匹配容差，計算出所需探針的長度尺寸。最后，制作樣件進行試裝驗證后進行小批量、大批量驗證，驗證質量穩定、操作便捷便可入選探針數據庫。

3.3 探針數據庫包含的內容

探針數據庫的內容，應涵蓋端子型號、端子名稱、端子廠家、端子頭部類別、所匹配探針型號、探針名稱、探針廠家以及曾使用端子型號等信息。通過建立探針數據庫，使得線束端子探針的應用規范化。線束廠通過應用新一代信息技術，建立線束探針全生命周期管理系統，實現端子/ 探針標準化、系統化管理，進而縮短項目開發周期，提升產品過程質量，降低探針制造成本。

線束廠的研發設計人員、質量人員、工藝人員、設備管理人員以及生產制造人員等，可以對探針數據庫的數據進行新增、更新、刪除和檢索（端子型號、探針型號、關鍵詞及標簽）等操作（圖4），也可以將探針數據庫的信息推送至所需部門、人員知曉。信息化系統的數據庫打破了傳統的數據管理形式，實現了數據在部門間、人員間的信息共享，提高信息傳遞效率，使成功的經驗教訓得以沉淀和傳承。

4 數據庫應用

基于線束廠的探針數據庫應用，可以有效避免線束在電檢過程中，探針選型不當導致退針的故障模式[5]。螺紋針的應用可以防止探針前移，保證探針的突出量在設定的范圍內，避免探針突出量過長插入端子過深，進而導致端子損傷或端子孔大。臺階針的應用可以更好地防止端子被探針撐開導致接觸不良，同時還可以更好的形成接觸。花頭針的應用可以卡住端子，避免端子跑偏而出現不導通的現象。凹頭針具有更好的導向作用，可以形成更好的接觸，避免電檢過程中端子晃動變形。平臺針接觸端子壁較厚的一面，有效避免損傷或撐開端子口，同時也可以更好地形成接觸。

在日常使用中，應建立電測臺探針點檢規范，定期對探針的外觀（毛刺、歪斜和變形）、彈性進行點檢。點檢工具應使用平頭針工具，避免點檢過程導致探針歪斜、變形及不回彈等。線束廠應建立探針壽命管理規范，記錄探針的使用次數及時間，按規定要求進行維修更換，更換探針時需保證探針的型號必須一致。

5 數據庫的優勢

探針全生命周期數據管理庫的優勢有以下幾點。

（1）實現了探針的平臺化管理，進而降低了探針的制造和管理成本。

（2）研發設計人員選型效率得以提升，同時也縮短了線束的項目開發周期。

（3）實現了線束電測臺的生產制造的標準化，提高了產品缺陷的探測能力。

（4）提高了人員的專業技術能力，使得成功的經驗教訓得以沉淀，知識得以在部門內和部門間傳遞。針對現場及客戶端反饋的涉及探針類的問題，經過問題改善小組分析解決后，及時將問題總結歸類，并建立經驗教訓庫，為后續項目線束的開發制造提供借鑒。

6 結束語

本文對汽車線束常見的退針、孔大、錯漏裝以及裝配部到底等故障模式進行了深入的分析，闡述了探針選型數據庫建立的重要性，進而對探針的分類、數據庫的建立和應用進行了具體的研究。建立探針數據庫既為汽車線束設計開發過程探針的選型提供了大數據支持，又縮短了汽車線束測臺的設計制造周期，提升了客戶滿意度，進一步降低了線束檢測過程中缺陷逃逸的風險。

作者簡介：

唐瑞峰，本科，工程師，研究方向為供應鏈能力提升、企業數字化轉型管理。