可制造性設計在汽車線束開發中的應用

聶波琳

摘要：在汽車線束開發中，應用可制造性設計可以有效降低汽車線束設計制造的復雜度，節約制造成本。對此，就可制造性設計在汽車線束中的應用展開論述。

關鍵詞：汽車；線束；可制造性；DFM

中圖分類號：U46；TN402 文獻標識碼：A 文章編號：2095－6835（2014）09－0016－02

復雜工藝的產品制造流程通常需要事先設計。要做到敏捷化制造，就需要在前期的設計中考慮諸如制造設備能力和人機工程等諸多運營要求，進行可制造性設計DFM（Design For Manufacturability）。

1可制造性設計發展概述

20世紀80年代初期，由于可制造性設計使得設計到制造的轉變更為順利，所以其工具和方法盛行。有了可制造性設計，對汽車線束設計方案的評估就不再僅僅是產品性能和客戶需求這些實用標準，還會考慮它們對制造流程的影響。可制造性設計從本質上說就是一系列必須被遵守的有關產品設計的規則（比如壓接導線要求截面積≥3 mm），它確保產品的設計和已有的生產制造能力互相兼容。此外，可制造性設計也用于降低汽車線束設計制造的復雜度。例如，盡量消除彎曲環繞，以節省材料和勞動力；評估盡量使用更寬的膠帶或更窄的膠帶設計，以減少勞動力和材料成本或在生產中不會有棘手的實施角度等。

為了使可制造性設計方法發揮作用，必須詳細了解產品設計和實施生產（或服務）方法之間的關系，結合全球線束制造指導，來減少潛在的問題和結構成本（勞動力和材料成本）。實踐證明，這一投資產出回報高于1∶10.同時，公司要詳細了解流程，并制作詳細的產品說明書，專注于簡化產品生產流程的研究。

2可制造性設計在汽車線束設計中的應用原理

線束設計時，盡量消除彎曲環繞，以節省材料和勞動力。雖然有時做起來比較困難，但我們依然應當設法減少導線規格。當有多種規格的線連到同一塑件時，我們要考慮能不能減少線的規格，最好選用同一規格；盡量使用壓接，并頭壓接線的規格相同，減少總裝混線的危險。雖然對較大截面積的線來說，同一規格會產生較大的成本，但相對于減少預設置成本和避免潛在的混線成本來說，總的成本優勢還是比較明顯的。該原理同樣適用于鍍金和非鍍金端子。

圖1A方案和B方案示例

選擇合適的壓接點，以減少線的用量和輸送，列舉A，B兩種方案，如圖1所示。A方案選用了5 000 mm線，而B方案只用了3 000 mm線。同時，A方案需要更多的人力，會產生服務和材料處理的問題；而B則較少。雖然采用相同的材料，但按B方案生產的成本要比A方案低。

在某些情況下，根據分支的長度，超聲波壓接要比雙線壓接更經濟。如果效果不明顯，需要對雙線壓接點進行人工和材料方面的經濟性評估。當選擇雙線壓接時，要考慮端子打結的問題。如果一個雙線壓接有兩個不易打結端子和一個易打結端子，那么盡可能選擇易打結端，以減少看板放在流水線旁的刀片型物料架上的打結問題，節省材料用量。盡可能消除導線上的條紋和標示，因為這些標示會增加材料成本。在相同的板上，不同的零件號盡量用相同的線。

對于線束覆蓋部分，盡可能選用間隔纏繞代替覆蓋纏繞。評估使用的覆蓋主要有波紋管覆蓋和膠帶覆蓋。一般情況下，如果指定使用波紋管且不需要耐磨保護時，膠帶覆蓋較便宜。對分支出口較多或短波紋管要求較多時，選用小管徑的波紋管，保證不露線，但由于管徑太小會增加操作難度，進而抵消了因此節省的材料費。用點膠帶代替覆蓋纏繞，評估用卡釘條代替單個卡釘的可行性（此時分支必須在板上布置成直線）。盡可能使標識性膠帶起到某些功能性的作用，比如代替點膠帶等。當點膠帶只用于地址標識時，考慮在導線上做標識點來代替點膠帶，膠帶種類要盡量小。為了減少勞動力和材料成本，評估盡量使用更寬的膠帶或更窄的膠帶，盡量讓分支出口為開放式，避免封閉式，以節省材料和人工。此外，考慮用卡環或點膠帶代替波紋管鎖。

對其他通用部分，合并出口。對有問題的元件，盡可能尋找替換件或從設計上進行改善。與車體上的設備連接的塑件替換的難度較大，可以替換內部連接件。

3結束語

以上論述可作為我們尋找潛在的汽車線束產品設計改善的指南，從產品成本和功能的角度來看，線束設計的改善空間還很大，工業工程師正不斷地尋找機會。在某些情況下，我們要求更改并得到客戶同意的能力有限，但我們要盡量尋找節省的機會。由于有一定的經濟利益，有些更改即使目前不能得到客戶的同意，將來也有可能獲得客戶的同意。當然，有些改善是不用更新圖紙或得到客戶同意的。

參考文獻

［1］鮮飛.面向電子裝聯的PCB可制造性設計［J］.電子測試，2008（01）.

［2］王凡，劉春艷.可制造性規則的數字化描述和規則庫構建［J］.電子工藝技術，2011（01）.

〔編輯：李玨〕

Design for Manufacturing in the Automotive Wiring Harness Development Application

Nie Bolin

Abstract: In the automotive wiring harness development, application design for manufacturing automotive wiring harness design can effectively reduce manufacturing complexity, saving manufacturing costs. In this regard, we can design for manufacturing applications in the automotive wiring harness to start on.

Key words: auto; harness; manufacturability; DFM