探析TRIZ理论在汽车线束制造工艺改进中的应用

强晓刚

摘 要：文章针对TRIZ基本理论体系进行简要介绍，并在该理论的指导下，对汽车线束制造工艺进行优化改进，包括问题描述、矛盾分析、资源分析与解决方案等内容。立足根本，通过研究，使线束制造中存在的技术瓶颈得到有效突破，在提高制造效率的基础上，节约更多成本投入。

关键词：TRIZ理论;汽车线束制造;工艺优化

中图分类号：U462.1  文献标识码：A  文章编号：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

在汽车行业飞速发展之下，对其舒适性与智能性也提出了较高要求，车内的功能电器数量不断增加，使得各类电器线束导线回路量随之增多，线束制造工艺也越发复杂，传统的制造方式难以满足现实需求，急需在TRIZ理论的引导下，促进制造工艺的优化和改进，使技术问题得到有效解决。

1 TRIZ基本理论体系

该理论由前苏联发明家创立而成，主要由解决技术、各类方法与算法等组成的综合理论体系。该体系中包括创新思维、问题分析、技术优化、通用工程参数、物-场模型分析、冲突矩阵、工程知识库等。该理论的应用可有效转变以往的惯性思维，促进创新思维发展与能力提升，将其应用到工程领域中，采用矛盾分析与创新相结合的方式，有助于工艺优化、技术更新等工作开展，使以往遇到的技术瓶颈得到重大突破。现代TRIZ基本理论体系的主要内容如下：

1.1 問题分析

在TRIZ理论中阐述解决问题的科学方法，如多屏幕法等等。在面对复杂问题时，可通过建模的方式把握核心，定位根本矛盾，解决问题。

1.2 矛盾解决原理

对于不同发明创造来说，所遵循的规律也不尽相同。在TRIZ理论中，可针对具体技术矛盾，运用创新原理，结合工程实际寻找解决方法，达到最佳效果。

1.3 创新问题解法

根据实际问题的物-场模型特点，参考标准模型的处理方式，如修整、转换、场添加等等，为技术创新提供解决方案[1]。

2 基于TRIZ理论的汽车线束制造工艺优化

随着汽车行业的飞速发展，在汽车线束制造方面，以往的制造工艺逐渐难以满足现实需求，可在TRIZ理论的指导下，采用矛盾分析与创新相结合的方式，有效攻克技术难关，实现更大的突破。

2.1 问题描述

线束制造的第一个步骤是开线，开线是指按照线束加工工艺的要求，将电线和防护材料裁剪为合适的尺寸，于此同时，当前，国内许多线束制造企业都未对合线（超声波焊接）工序进行科学合并，尚未开发出与之匹配的全自动化设备，阻碍合线工序的开展。合线工序是指将一侧压接有端子的多种长度导线根据工艺设计的要求将其焊接起来，同时对焊接点进行绝缘处理。合线压接导线的多根接点利用绝缘胶带或双壁含胶热缩管进行密封处理后，直接到预装工序或流水线装配工序，但此环节不利于制造工艺的优化，使预装或装配效率受到不良影响。[2]

2.2 矛盾分析

在生产过程中主要存在以下矛盾：

2.2.1 半成品等待时间较长

例如某种产品合线由5个单根导线共同组成，但各个导线的生产时间不同，无法同时生产出来进行合线操作，导致半成品的等待时间过长。例如，根据半成品导线上道工序的制造流程，前4根导线已经全部生产完毕，第5根导线还需要24小时才可生产完毕，因此前4根导线便需要等待24小时后，才可与第5根导线进行组合，合线工序还需要2—4个小时才可完成，有时根据导线数量的不同要等待8—24小时后才可开展后续工序的操作。

2.2.2 设备自动化水平较低

在开发过程中，要想实现多根导线同时完成，则对设备自动化水平提出较高要求，该技术的难度相对较大，不易实现，成为阻碍企业发展的绊脚石。

2.2.3 半成品的库存冗余，增加库存成本

部分企业采用拉动模式生产制造，将半成品线束中的部分备用量存储在周转架上，虽然可提高合线速度，但半成品存储时间延长，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

对于5根导线来说，在长度、端子型号等方面均不相同，需要防水栓、闭口防护材料等原材料的辅助，同时合线生产节拍与单根导线加工的工时也不同。例如，5个半成品中相同规格的导线下线和压接最长一根的加工时间总和为每根5s，焊接一组的时间为10s，压接一根的速度为1—2s。与之相比，带有压接设备的自动裁线机，每根花费的时间为1—2s，因此自动设备应用频率较少。

2.3 资源分析

汽车线束的所有工序相对复杂，在传统工艺各工序的衔接中，各工序之间的时间等待和资源浪费比较严重[3]。在以往的生产制造中，采用拉动式生产模式，使部分矛盾得以缓解，各工位等待时间普遍降低，但是导线的库存成本却随之增加。在TRIZ理论的指导下，不考虑组件生产的各类限制，当总线束需要组合线半成品时，车间内部便存在半成品;在不需要半成品时，便以原材料的形式存在。在组合导线时，只需提前1—2h便可制造出来，与当天的流水线需求相符，也可将导线生产地点设置在装配线工位周围，当需要合线时可直接取来使用。

通过对上述不同生产阶段存在的矛盾，对企业内外的资源进行分析，与线束生产制造工艺相结合，对工艺流程进行改进和创新，依据现有的生产模式，实现线束组件的高效合并，既提高了生产效率，也解放了该工位的劳动力，解放的劳动力可安排至其它工位。以简单裁线、压接、合线、绝缘、抽盘等方式为例，随着当前线束制造的自动化水平不断增强，各个线束企业引入许多裁线压接一体设备，加快了单根导线的生产速度，并对一些落后半自动裁线机进行淘汰，同时对于可以直接使用的成熟设备，进行维护保养。与裁线压接一体设备相比，此类设备的生产效率较低，但接点合线的生产节拍却相对较高，例如接点冷冲压接机、焊接机、热缩机等等，其作为企业内部资产设备，可直接投入生产[4]。

2.4 解决方案

经综合分析，结合目前线束制造企业智能化的需求，制定以下解决方案。根据生产计划，输入工艺下线数据，依据智能化平台信息，可利用多组半自动裁线机同时下线，在结束的同时，利用机械手抓取导线A端进行压接，B端与其余导线保持一致，下一步传送给接点压接机或者超声波焊接机，最后利用机械手运送到绝缘包口机处，对其进行包口，最后系统自动进行导线抽盘工作，由人工智能小车将其运送到指定位置。在该系统应用中，需要机械手、节拍控制、传感器、导线传送装置等等，均可利用外部资源进行制造和加工。根据对半成品的现实需求，加工人员只需设置单根导线裁线长度、压接参数、绝缘方式等等，便可实现对半成品导线的加工，生产节拍与组合中的瓶颈工序节拍相同。初步计算的时间只需10—15s，便可完成一组导线的加工，与以往相比，提前0.5—1h便可完成当前该工序计划的生产目标，系统可利用剩余时间完成一些类似的半成品加工工作，同时劳动力也可以从中得到解放，大大的提高了生产的效率。

3 结论

综上所述，在新时期背景下，企业智能化生产已迫在眉睫，作为创新工程师应结合不同的技术问题，灵活高效的运用TRIZ理论，在创新思维的指导下，具体问题具体分析，采取多种途径解决问题。同时，针对当前存在的线束制造工艺落后问题，应从问题描述、矛盾分析、资源分析与解决方案等方面着手分析，利用创新思维突破技术瓶颈，促进企业

更好更快的发展。

参考文献

[1] 陈世杰.浅析线束制造工艺[J].工业与信息化，2019，（98）.

[2] 张震华，张玉平，李帅，等.汽车线束制造数字化与智能化的应用研究[J].汽车电器，2019（9）.

[3] 张宁.中国设备工程[J].汽车线束工艺管理问题及改善分析，2017， （24）.

[4] 张玉平，杨三军.基于TRIZ原理的汽车护套自锁装置改进设计[J].內燃机与配件，2019，（016）.