轨道车辆电线下料及线束生产作业模式研究

董力群 张善霞

轨道车辆电线下料及线束生产作业模式研究

董力群 张善霞

阐述轨道车辆电线自动下料及线束生产作业模式研究应用情况，并研究有效提升轨道车辆电气施工工艺自动化、机械化、工程化水平的各种作业模式，以期有效提高生产效率，降低人员劳动强度。

轨道车辆；电线下料；线束组成；作业模式

1 概述

随着轨道交通行业的高速发展，轨道车辆电气化程度也越来越高，电气系统功能越来越复杂，电气线路、类型、种类也越来越多，对电气施工工艺的技术要求、施工质量、工艺方法及装备等要求也越来越高。

以往手工密集型作业的模式难以满足轨道车辆技术性能、生产能力及产品质量的要求，因此需要针对轨道车辆电气系统及结构特点，探讨如何采用科学系统的方法规范和提升电气下料作业的生产效率、施工质量及工艺装备的机械化、自动化程度，使轨道车辆电气下料及线束组成作业施工效率更高，质量更好。

2 国内外相关行业现状分析

由于公路交通及航空业的高速发展，电线下料及线束组成作业模式及生产设备相对成熟而先进，特别是自动下料设备在切断、喷印线号、剥线、压接等性能方面达到较高的自动化水平，基本上形成了独立的，从原材料到集束、压接、测试、防护、包装完整的线束生产线，特别是国外设备及生产线在设备的功能及设备稳定性方面占有明显优势。但公路交通及航空业专业的下料设备和线束组成装置不宜直接应用于轨道车辆，是因为自动设备的功能齐全，但多适用于规格、线型、长度、线号一致的短线型批量下料、标识喷涂、剥线、压接作业。

3 轨道车辆电线下料及线束生产模式

3.1 行业总体情况

通过对轨道车辆行业及相关行业作业模式调研分析，对于电线及线束的加工，多数企业设置了专门的生产部门进行相对独立的生产，部分企业将线束产品及相关装置全部工序委外进行加工。由于各生产企业各自既有资源的配置，以及产品设计结构特点不同，具有各自的特点和优势，但在生产作业方式及装备配置方面并没有根本性的差异，同时各企业在线缆加工方面都不同程度地尝试进行自动下料作业装备的研制及应用。但轨道车辆行业与汽车行业间最明显的差异是：线束的生产多停留在单一工序作业模式，没有形成系统完整的自动化、机械化的生产线。

3.2 国内外既有下料设备状况

由于汽车及航空业的高速发展，国内外设备相对成熟，在切断、喷印线号、剥线、压接等性能方面均可满足市场要求，并达到较高的水平，在设备的功能及设备稳定性方面，国外设备仍占有优势，但专业的下料设备不适于直接应用于轨道车辆。主要原因是：

（1）设备的功能齐全，但多适用于规格、线型、长度、线号一致的短线型批量制作。

（2）线缆实现定长，下料的同时一次完成切断、线号喷印、剥线及压接等作业。

（3）考虑研发、生产成本、生产批量、市场需求等问题，多不接受专门研发和定制设备。

随着轨道交通行业的高速发展及市场需求的增加，电线下料及线束组成作业将形成大批量自动化、机械化、工程化的生产作业趋势。

3.3 同行业电线下料及线束生产模式分析

同行业轨道车辆装备生产厂家借鉴了国外先进的作业模式，其作业模式与产品设计结构及制造工艺联系紧密，产品稳定成熟，变更很少，形成稳定的工艺方法及工艺装备配置，采用手动下料和自动下料设备相结合的方式，主要为小型自动下料设备结合线束预组的作业模式。

部分企业根据产品特点，人工下料仍较为普及，并根据结构特点大量采用图板线束组装作业。

4 轨道车辆电气系统线路特点及下料作业分析

4.1 电气配线系统特点

（1）电气系统多、配线量大。轨道车辆电气系统基本组成包括特高压系统、主牵引系统、制动系统、辅助供电系统、列车信息控制系统、旅客信息系统、照明、播音、影视、给水卫生等辅助系统等，相应系统配线量也很大，接线电气设备也非常多。

（2）配线及线束长度规格多。目前国内轨道客车的制造基本分为动车组和地铁车辆，动车车辆长度在25．5 m左右，地铁车辆在17～22 m，系统及设备间配线长度长短不一，下料和线束作业方式不同。

（3）电线规格种类多。因项目、车型多，选用的电缆应用的标准有国标、欧洲、美国军标、日本、行业、专业等各类标准，供货商及线缆规格很多，仅不同截面积的控制电缆到大线径的动力电缆，其下料作业方式也不同。

（4）需根据组装结构顺序，将配线的作业内容进行细致分工，同时根据不同部位、不同线型确定不同的作业方式。

4.2 轨道车辆电线下料及线束生产作业模式

轨道车辆电线下料及线束生产作业形成了相对成熟的工艺设计方法、工艺流程及工艺施工方法，在实际应用中，无论从施工工艺标准、作业内容及流程、作业方法、作业质量、施工该工艺要点、生产效率方面都具有一定优势，但从整个轨道交通行业的发展来看，电气施工工艺在下料、配线、接线等电气施工工艺中仍存在在自动化、机械化、系统化等整个技术层面的提升空间。

4.2.1 基本作业模式

（1）大线下料作业模式。通过对国内外同行业和电缆线束生产制造行业作业模式的调研和分析，快速高效切断电缆的设备应用广泛，但缺乏对多品种多规格电缆更换这一造成系统效率低的瓶颈问题进行优化处理。通过大线自动下料设备及配套设施研究，充分结合轨道车辆电缆作业的线型多、线径粗、长度多变等特点，同时兼顾生产需求和材料配套等生产因素影响，优化选型配置形成大线自动下料系统。

通过自动下料及线束生产线研究，以及大线自动下料系统级设备的应用，从根本上改变了以往人工手动作业的模式，并将小工序转变为生产线，实现了动车组机械化和自动化方式，并为工艺技术的系统提升提供了新的模式和思路。

（2）线束图板作业模式。一次完成下料、布线、集束及校线作业，从作业效率、生产稳定性和线束质量等方面综合评定，是非常流畅合理的作业模式，通过工艺装备和流程的优化，还有较大的提升空间。

（3）散线作业。从线缆规格、作业方式固定单一、电缆数量多等方面来说，非常适合进行自动下料作业。

4.2.2 作业模式分析

通过对现有施工工艺模式的分析，将现有工艺模式中的优势保留。其特点如下：

（1）工艺设计信息传递模式——良好的工序衔接。现有模式中，通过工艺设计图表及标识将整个电气施工工序高效衔接，通过工序间信息的逐层传递，下工序可充分发现和控制上工序的错误或存在的问题，将配线问题在作业环节中即时发现和处理。

（2）下料作业方式的划分——高效优化的组合形式。目前下料作业将作业属性类似的工作内容，根据线束结构特点分为散线下料、大线下料、图板作业和预组作业，并在作业图表中进行了工序分割，统筹考虑了作业场地、工艺装备（工装、工具、工位器具等）、工具配置、人员配置、线束结构特点，将作业内容与资源配置较好地进行组合。

（3）工艺图表的应用——线束模块化。工艺图表将线束根据车型、部位、施工班组进行分类，实现了线束的模块化，在系统设备配置时，特别是软件控制系统，应充分考虑工艺图表信息的读入和使用，更好地提升设备的使用效率。

（4）自动下料及线束生产模式——系统效率提升。建立适合工程化应用的电线自动下料系统，除主设备实现自动化、机械化外，规划的侧重点是整个原材料到线束成品工序的系统效率的提升。即以更好地实施轨道车辆电气施工工艺过程为规划目的，从电缆原材料配送、线辊存放、多线型高效合理规划取用、线缆信息（下料、配线、接线等多工序信息）流转和传递、电缆自动下料、自动收集、线束成品配台、存放及运送装车的整个备料过程。

5 结束语

随着世界轨道交通行业的蓬勃发展及市场需求的增加，必将带动整个产业全面的技术提升，轨道车辆电线下料及线束组成模式的发展必然形成自动化、机械化、工程化的生产作业模式。各企业也会根据各自的产品设计结构、施工工艺、生产批量、产业模式，形成具有典型行业和专业特点的自动下料和线束生产线，提升轨道车辆生产制造水平。

董力群：南车青岛四方机车车辆股份有限公司技术工程 部，高级工程师，山东 青岛，266111

张善霞：南车青岛四方机车车辆股份有限公司技术工程 部，工程师，山东 青岛，266111

责任编辑杨倩

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