TRIZ理论在汽车线束制造工艺改进中的价值及实践

TRIZ理论在汽车线束制造工艺改进中的价值及实践

王召祥 丁明艳

青岛悠进电装有限公司    山东省青岛市    266106

摘要：本文主要围绕问题的描述、矛盾分析、资源分析以及解决方案等方面进行阐述。通过对根本问题的研究和解决，有效地突破了线束制造中的技术瓶颈。这不仅提高了制造效率，而且实现了成本的进一步节约。该研究对于理论和实践均有重要意义，旨在通过创新的方法和策略，推动汽车线束制造技术的发展。

关键词：TRIZ理论；汽车线束制造；工艺优化

汽车线束的生产工艺涵盖了裁线、辅助、压接、合线、预装配、总装配、检测、包装等多个环节。在传统工艺中，各工序间存在较多的移动和等待时间，导致效率低下，半成品存储增加，以及资源浪费，如等工待料现象普遍，从而拉长了生产制造周期，难以满足快速交付的需求。然而，随着技术的进步，部分汽车线束设备制造企业推出了集裁线、压接、辅助以及绞线为一体的自动化设备，并且有些企业实现了两根导线单端并压端子的自动化设备制造。

1 TRIZ基本理论体系

TRIZ是由苏联工程师阿尔图尔·盖尔所提出的创新理论和方法，建立了一套系统化的问题解决方法和创新原则。TRIZ的基本理论体系包括以下几个方面：

1.1 矛盾理论

  认为创新的核心是解决矛盾。矛盾是指在解决问题过程中，存在着互相制约的两个或多个要素。TRIZ提出了解决矛盾的原则和方法，如通过技术矛盾和物质矛盾的解决，实现技术的进步和产品的优化。

1.2 创新原理

  TRIZ总结了大量的创新原理，用于指导解决问题和产生创新思路。这些原理包括利用资源、减少能耗、改变结构、引入新技术等，帮助工程师发现解决问题的新途径。

1.3 系统演化理论

  TRIZ认为技术和系统是不断演化的，从简单到复杂，从不完善到完善。通过对系统演化的认识，可以预测技术的未来发展方向，并为创新提供指导。

1.4 前沿科技分析

  TRIZ强调对前沿科技的分析和应用。通过研究新的科技发展趋势和趋势的规律，可以提前预测未来技术的需求和方向，从而指导创新。

1.5 创新工具和方法

  TRIZ提供了一系列的工具和方法，如功能分析、矛盾矩阵、资源分析等，帮助工程师识别问题、分析问题，并提供解决问题的指导。

2基于TRIZ理论的汽车线束制造工艺优化

2.1问题描述

线束制造的首个步骤是开线，该过程主要涉及根据线束加工工艺的要求，将电线和防护材料裁剪至合适尺寸。然而，目前国内许多线束制造企业在合线（超声波焊接）工序方面尚未实现科学合并，缺乏与之匹配的全自动化设备，这在一定程度上阻碍了合线工序的高效开展。合线工序的核心是将一侧已压接端子的不同长度导线按照工艺设计要求进行焊接，并对焊接点进行绝缘处理。在这一过程中，使用绝缘胶带或双壁含胶热缩管对多根接点进行密封处理，然后进入预装工序或流水线装配工序。但此环节存在的问题在于，不利于制造工艺的优化，可能对预装或装配工序的效率产生不良影响。

2.2矛盾分析

2.2.1半成品等待时间较长

例如，在某种产品的合线过程中，5个单根导线需要组合在一起，但由于各导线的生产时间不同，无法同时完成生产以进行合线操作，这导致了半成品的长时间等待。具体来说，当4根导线已经生产完毕时，第5根导线仍需24小时才能完成。这意味着前4根导线需等待24小时才能与第5根导线组合。此外，合线工序本身还需额外的2至4小时完成，有时由于导线数量的不同，这一等待时间可能延长至8至24小时。这样的生产流程显著增加了整体的制造时间，影响了生产效率。因此，优化这一环节对于提升制造效率、缩短生产周期至关重要。

2.2.2设备自动化水平较低

在开发过程中，若要实现多根导线的同步完成，这就对设备的自动化水平提出了较高的要求。这项技术面临的挑战相对较大，实现难度较高，成为制约企业发展的一个主要障碍。

2.2.3半成品的库存冗余，增加库存成本

一些企业采取拉动模式进行生产，通过在周转架上存储线束半成品的备用量来提高合线速度。尽管这种做法能加快生产进程，但同时也导致了半成品的存储时间增加，进而增加了库存成本。

2.2.4线束生产节拍不同，无法实现统一生产

在五根导线的合线生产中，由于其长度、端子型号等方面的不同，需要配合防水栓、闭口防护材料等原材料。同时，合线的生产节拍与单根导线的加工时间也存在差异。以5个半成品中规格相同的导线为例，下线和压接最长一根的总加工时间为每根5秒，而焊接一组所需时间约为10秒，单根压接的速度则在1至2秒之间。相较之下，带有压接功能的自动裁线机为每根导线的加工时间仅需1至2秒。然而，由于各种原因，这些自动化设备的应用频率并不高。这反映出在生产效率与设备利用之间存在一定的矛盾，需要进一步的技术创新和工艺优化来解决。

2.3资源分析

在汽车线束制造工艺中，资源的分配和利用是非常重要的一环。TRIZ理论提出了一种资源分析的方法，可以帮助优化汽车线束的制造工艺。资源分析是指通过对现有资源的分析和分类，找到可以被利用的资源，并将它们应用到问题解决中。在汽车线束制造过程中，资源可以包括设备、材料、人力等。通过对这些资源进行分析，可以找到潜在的问题，并提供解决方案。例如，在汽车线束制造过程中，我们发现某些设备的利用率比较低，或者某些材料的浪费比较严重。通过资源分析，我们可以找到这些问题的原因，并寻找改进的方法。例如，可以使用更加高效的设备或者改善工艺流程，以减少设备闲置时间和材料浪费。另外，资源分析还可以帮助制造企业在资源匮乏的情况下仍能够保持生产的稳定性和效率。通过对资源的充分利用和优化，可以减少成本和浪费，提高生产效率和产品质量。因此，在汽车线束制造工艺优化中，资源分析是一个非常重要的环节。通过应用TRIZ理论中的资源分析方法，可以找到潜在的问题，并提供解决方案，以优化制造工艺，提高生产效率和降低成本。

2.4解决方案

经在汽车线束制造工艺优化中，TRIZ理论提供了一些解决方案的原则和方法，可以帮助改进现有的制造工艺，提高生产效率和产品质量。通过资源分析，我们可以确定哪些资源可以被更好地利用，从而优化制造工艺。例如，可以考虑使用更加高效的设备或工具，以及改善物料的存储和运输方式，以减少浪费和提高生产效率。在汽车线束制造过程中，常常存在着矛盾，例如生产速度与产品质量之间的矛盾。TRIZ提供了一系列解决矛盾的原则和方法，如引入新技术、改变结构、调整工艺参数等。通过解决这些矛盾，可以实现制造工艺的优化。通过对系统演化的认识，可以预测技术的未来发展方向，并为创新提供指导。在汽车线束制造工艺优化中，可以通过研究前沿科技的发展趋势，引入新的材料、工艺或技术，以提高制造工艺的效率和质量。TRIZ提供了一系列创新工具和方法，如功能分析、矛盾矩阵等，可以帮助工程师识别问题、分析问题，并提供解决问题的指导。这些工具和方法可以应用于汽车线束制造工艺的优化中，帮助发现问题并寻找创新的解决方案。

3 结束语

通过运用TRIZ理论对汽车线束制造工艺进行改进，可显著提高生产效率并缩短订单周期，实现成本节约。这种方法不仅为解决传统自动化设备和生产方式中存在的矛盾提供了有效途径，还推动了工艺创新和技术进步。随着企业对TRIZ理论认识的深化和实践能力的增强，未来汽车线束制造将更加智能化，更好地适应快速变化的市场需求。

参考文献：

[1]陈志新,曲白雪,张荣辉等.DCT电控系统硬件在环自动化测试平台研究与应用[J].汽车技术,2017(07).

[2]成铭.永磁同步电机驱动系统硬件在环半实物仿真平台研究[D].北京交通大学,2016.

[3]林潜.永磁同步电机驱动系统的硬件在环半实物仿真平台研究[D].北京交通大学,2014.