城轨车辆预配线工艺的研究与设计

城轨车辆预配线工艺的研究与设计

赵子明 ,傅扬 ,曲承彬

中车大连机车车辆有限公司  辽宁大连 116000

摘要：近年来，随着时代的进步和科学技术水平的提高，地铁这项交通工具早已经成为人们日常生活中不可缺少的一部分。随着城轨车辆市场需求量与日俱增，生产单位提升生产效率和生产质量会为自身在激烈的市场竞争中增加更多筹码。因此，可以提高产量、提升效率的制造工艺也就变得尤为重要。本论文将就城轨车辆预配线工艺的相关问题作出研究讨论。

关键词：地铁车辆；预配线工艺；精益生产

企业经营的目的是制造利润。在计划经济时，成本上升要保持原有利润要提高售价，市场经济时，市场竞争非常激烈，产品越来越便宜，为了保持目标利润不变，追求成本越来越低，以抢占市场份额。因此，精益思想和理念成为如今轨道交通装备制造企业的重点。为了切实做好精益生产工作，针对目前制约城轨车辆正常工位制节拍化生产的瓶颈问题之一的布线与配线，根据精益指导思想对其进行研究。

1. 原布线与配线工艺简述

城轨车辆制造原来的布线工艺是延续了法国ALSTOM的手工下线、预布线的模式。这种模式本身具有模块化的形式，依据车顶、侧墙线槽、端墙线槽、底架、司机室的车体结构，布线分为客室布线、司机室布线、底架布线、车端电器柜布线等。

电气线路的相关工序作业，由下线、成束、布线、分线、剥线、端子压接、校线、耐压、配线恢复等工序。电器柜可单独作为一个模块化单元，由于其具备线缆长度较短、路径简单等特点，可单独完成以上所有工序后再随电器柜一同安装到车体上。客室布线、底架布线、司机室布线的线缆长度较长，路径相对复杂，需要等待车体进入组装车间后再进行这些作业，但由于手工下线、成束，需要较多的人力资源，且出现误差的可能性较大，需要人为管控，下线电缆长度的精确度不高，为了减少布线作业的误差导致的线缆长度不足，在制作下线工艺文件时，工艺师往往会预留较大的长度，因为线缆过长可以剪到合适长度，线缆一旦长度不足，重新布线又是一种极大的时间浪费。因此这种情况在一定程度上造成了物料的浪费。

在布线、分线工序结束后，配线工序可以开始作业。但生产作业空间只有一个车厢或一个底架，同时作业的还会有客室内装、车门系统、制动系统等相关工序的各种作业人员，势必会产生干扰，经常会发生在几平米的空间内，多人同时作业的情况，非常影响生产效率。

以上的情况就很难保证生产节拍的达成，因此，急需一些工艺方法上的创新来改善这种窘境。

2. 精益生产模式下的预配线工艺

2.1 预布线工装的设计

按照城轨车辆车型结构特点，常规6编组车型的客室设备布局，每个项目基本可分为TC车和中间车两种类型，中间车虽然包含了Mp、M、T车三种车型，但客室车门、广播、电器柜、照明、空调等系统的设备位置基本保持一致，只需要制作两种固定各设备尺寸的工作台，即可完成客室线缆在车辆台位以外位置的布线工作。再根据各设备连接器接口位置，在各项目首列车时，将线缆接磨问题、线缆弯曲半径问题全部解决后，测量从连接器接口到线槽分线点位的线缆长度，制作各设备预留长度表，由此可将具备预配线条件的线缆全部在线缆整备工位提前成束、配线、防护完毕。待车体进入生产车间后，布线工位人员可直接将预配完毕的线缆敷入线槽内，按照各分线位置对应相应电气设备，预留的线缆长度可以按照首列车时定好的长度刚好接入连接器内。在项目设计时，线槽空间留部分余量，可以避免由于车体误差或布线误差导致的线长不足的情况，避免返工。

对于车辆底架的布线，大致分为铝管、线槽、型腔三种类型。由于车下铝管不可分离成两个半圆形，且部分长铝管需要在焊接作业结束前穿入主横梁开孔中，因此无法实现预布线，型腔的结构也同样决定他无法拆卸和分离，同样无法预布线。但是在全线槽结构的车型上，具备实现底架预布线、预配线的条件。通常车型的底架线槽分为高压线槽和低压线槽，线槽设置出线孔，通常使用电缆加紧接头或尼龙软管接头提升出线孔的防水、防尘能力。在原车下布线工艺中，由于线槽安装在底架之后是盖板朝向地面，线缆需要从下方敷入线槽内。但是为了给线槽电缆预布线工序创造足够的作业空间，需要设计线槽翻转工装。该工装可将敷线完毕的线槽整体翻转180°后放置在升降平台上，方便线槽安装工序进行下一步作业。在进行线槽电缆预布线工序时，线槽的开口面需要朝向上方，操作者可直接拿起线缆敷入线槽内，并根据线缆的始末端，在正确的出线孔进行分线作业，避免在架车台位作业时需要将重量很大的线缆高高擎起的动作，大大降低敷设线缆的劳动强度。如果可以提前在试制车中准确测量每一个出线孔处尼龙软管和电缆的长度，甚至可以在有限的生产台位以外额外开设整备工位进行车下电缆的提前配线工作，该工艺方法可节省大量敷线时间，且将车下线槽布线变为模块化工作，为车下制动管路、牵引制动设备安装等工序创造了大量的时间和空间，将繁多复杂的配线工序变为一个个小模块作业，整体线槽安装后即可直接进行软管打卡、连接器试装的工序。该工艺方法使得车下布线、配线的工作在节拍化如此紧张的形势下，更快更好的完成生产任务，节省人力成本，提高生产质量。

2.2 电器柜预配工艺方法

在进行客室设备侧线缆预配的同时，可执行同位侧电器柜线缆的预配。比如客室一位侧的线缆，首先在设备预配线工位完成设备侧线缆的配线，该批线缆的另一端终点在一位侧的客室控制柜，虽然走线路径较长，但没有过多拐点，因此可以将该电器柜放入预配工位旁，模拟车厢内环境，对电器柜侧的主机设备的连接器线缆进行预配，配线结束后，该线束捆扎在电器柜框架上，做好防护即可随电器柜一同吊运安装上车，同理也适用于二位侧设备到二位侧客室综合柜的线缆。但是，从一位侧控制柜到二位侧电气设备的线缆，由于经过端墙线槽，有一个高度方向的升降，且线缆在折弯后的长度容易出现较大误差，在台柜外进入台柜内线缆预配完毕的情况下，不建议对二位侧线缆的电气设备端进行预配，因为一旦线缆两端都压接完接线端头，布线作业时跨端墙折弯处产生的较大误差可能导致线缆长度不足，势必会造成人力及物料的浪费。

客室电器柜的配线是车上配线中配线数量最多、操作空间最小的工序，半自动驾驶车辆的台柜配线大约为2000-3000根接线端子/节，不包含台柜内部配线也会有1000-1500根接线端子/节。使用电器柜预配线工艺可以大幅缩短车上配线时间，提高生产效率，且操作者不用再因为长时间蹲坐姿势配线而腰酸背痛，对职工的身体健康也是一种保障。

2.3 精益模式下的物料配送

生产单位根据设计部门的图纸文件编制物料明细，按照工位、工序的划分依次将各工序所需物料整合再筛选入生产物料明细中，物流配送部门依据物料明细，提前一个节拍将所需物料配送至该工序操作者，以此可实现物料的精准配送，减少浪费，在此预配线工艺下，将可预配的线缆所使用的的连接器及端子提前拆分好，放入对应的工位物料明细中，剩余不可预配的线缆所需的各种连接器及端子，放入其所属的工位物料明细中。

结语：综上所述，基于精益理念的城轨车辆线缆预布、预配工艺改善，解决了当前制约正常工位制节拍化生产的瓶颈问题,减少浪费，提高产能。

参考文献：

[1]何玲、杨柳.精益生产模式下的城轨车辆预布线工艺设计[J].工业技术

[2]TB/T 1507--1993.机车电气设备布局规划.