多联空调外机线束的研究与应用

多联空调外机线束的研究与应用

张巧歌 路小倩 陈文琼

珠海格力电器股份有限公司    广东珠海 519000

摘要：多联空调外机的走线和理线工序生产效率低下，已成为总装生产的主要瓶颈点，走线和理线的准确性依靠人工画线、人工互检、运转测试等检测手段，存在效率低下、出错率高、检测成本高等问题。产品项目组借鉴汽车的线束部件方案，首先对多联空调外机的线束进行定义、对实行线束的可行性进行全面的分析；然后对线束部件设计方案进行研究，对产品评审试制阶段开始对线束的绘图、测量、问题记录反馈、方案评审验证等流程做出规范；最后设计辅助工装提高线束部件的制作效率，并借助自动线扎机提高线扎的捆扎效率。以此实现了生产效率的提高，防错技术的提升，质量成本的降低，为线束部件在空调行业的应用提供借鉴经验。

关键词：多联空调外机；线束；设计

中图分类号：TB6

Research and application of wire harness for multiple air

onditioning external units

ZHANGQiaoGe LUXiaoQian CHENWenQiong

Gree Electric Appliances, Inc.of Zhuhai Zhuhai Guangdong 519000

Abstract: The low production efficiency of the wiring and management process of the multi-connected air conditioning external unit has become the main bottleneck point of final assembly production. The accuracy of wiring and management relies on manual drawing, manual mutual inspection, operation testing and other detection methods, which has problems of low efficiency, high error rate, and high detection cost. The product project team drew inspiration from the wiring harness component scheme of automobiles, first defining the wiring harness of the multi unit air conditioning external unit and conducting a comprehensive analysis of the feasibility of implementing the wiring harness; Then conduct research on the design scheme of the harness components, and standardize the process of drawing, measuring, problem recording and feedback, scheme review and verification of the harness starting from the product review and trial production stage;Finally, design auxiliary tooling to improve the production efficiency of wire harness components, and use automatic wire tying machines to improve the binding efficiency of wire tying. This has achieved the improvement of production efficiency, the improvement of error prevention technology, and the reduction of quality costs, providing reference experience for the application of wire harness components in the air conditioning industry.

Keywords: Multiple air conditioning external unit；Wire harness；Design

引言

空调线束素有空调内部神经之称, 其主要作用是通过其连接器与导体将电气元器与电气元器连接起来、起导通电源、传递信号的作用，以达到电气元件顺利工作，完成空调各种功能如制冷、制热、扫风、显示等目的【1】。电气系统作为空调控制逻辑的神经网络，在设计中属于配套开发的从属地位，往往需为其它系统的开发让步【2】。目前空调多联外机总装的插接线操作普遍是先逐根电气元件导线接线，再进行整体的理线操作，生产效率低下。接线的正确性主要依靠人工检验和整机运转测试。其中人工检验方式包含手工画线做记号核对、工序互检，确率低，效率慢；运转测试则是通过对比电气元件输出参数与标准值的差异来判断接线的正确性，判断结果准确但具有滞后性，一旦发现接错线异常，须对产品返包处理，导致不良质量成本增加，且返包过程还可能对机子造成二次损坏。

为解决以上难题，产品项目组认为非常有必要对多联空调外机线束进行研究与分析。通过对汽车行业的先进技术的调研，认为多联空调外机装配线束的生产瓶颈，可参考汽车行业线束工艺的解决方案，达到提高生产效率、提升防错手段、降低质量成本的目的。

1多联空调外机线束系统的开发方案

1.1多联空调外机线束的定义

联空调外机的线束是指电器盒外部的所有电气元件导线的集合。常见的电气元件导线有电子膨胀阀线、电磁阀线、压缩机电线、电机线、压缩机电加热带线、底盘电加热带线、感温包线、高压开关线、压力传感器线、环境感温包线等。

梳理各电气元件导线整合成为线束系统的可行性，首先对现有预装部件包含的电气元件导线进行分析，预装部件包含电机部件和底盘部件，电机部件由电机和电机支架组成，其支架结构占空间大，只可作为独立的电机线束单元，不适合再做线束集成；底盘部件由底盘和底盘电加热带线组成，底盘占空间大，电加热带绕线复杂，同样不适合再做线束集成。再对其余电气元件导线的结构进行分析，其电气元件导线两端均为小体积的端子及电子元器件，评估有集成大线束系统的可能。

1.2线束的设计方案

产品项目组跨界参考汽车线束生产工艺，对多联空调外机线束实现成本进行初步核算【3】，因委外加工方案会大幅度增加产品的制造成本而被放弃，因此必须结合空调的行业的特点开发适用于公司产品的线束设计方案。

多联空调外机的试制大致可分为初版三维阶段、匹配试制阶段和评审试制阶段，线束系统的设计开发工作应贯穿其中，与整机的试制同步开展，不可独立或晚于整机系统的开发，避免整机设计更改导致线束设计不匹配【4】。

在设计整机初版三维阶段，工艺技术人员需及时介入与设计开发人员共同制定管路系统负载的布局，利用三维布线软件完成初版的布线、线扎的模拟工作。以“集中布置”为理念，将线束系统划分为上部负载、中部负载和下部负载三大板块，如图1所示，以此达到减少理线固定使用的线扎数量，提高线束的生产效率的目的。

图1 机型线束系统复杂分布图                   图2  机型实物线束系统

在匹配试制阶段，依据三维布线软件模拟的布线方案，完成实际的插接线和走线固定并确认符合要求后，再按将线束系统取下整理，如图2所示。完成线束装配图纸绘制的准备工作：确认路径的过程，需同步核实固定工装是否满足使用需求、是否需要新开发；确认公共扎线节点过程，需核实上部、中部、下部负载划分的合理性和可优化性；丈量尺寸和问题记录则是对电气元件的线长问题进行记录，为后续推动线长的标准化工作提供数据；线束装配图纸的绘制则为工装的制作、作业指导书的编制奠定基础。

在评审试制阶段，会完成线束制作评审到线束图纸的受控下发的整个过程。线束制作评审主要对线扎点数量、位置的合理性，制作效率，工装的有效性等进行评审；线束装机过程评审和装配状态确认评审则对线束的转运合理性，线长的合理性，装配过程的防错性，装配效率等进行综合评估；同时将评审过程的问题记录反馈，整改方案须二次验证确认最终闭环落地；最后，对线束装配图纸进行修改并完成系统受控下发，做到图文变更的可追溯。

1.3 线束图纸工装的应用

线束系统的制作过程中涉及多款工装的应用，具体如下：

（1）定位工装：导线的两端端子和中间的路径过程均需要工装进行定位和固定，从而保证线束制作质量的一致性。定位工装有三大功能：支撑、夹持和仿形。支撑是指工装起到支撑导线的作用，使其在线束加工过程中能保持在指定高度的平面上，支撑柱尺寸需要将通过此处的不同线径规格的导线汇集在一起；夹持是指工装在线束系统制作过程中起到固定导线长度的作用，需考虑线径、导线数量、夹持点距离端子的距离尺寸等影响；仿形是指根据导线端子的形状进行定制的固定结构，起到物理防错的功能。

（2）快速扎线工装：用来提高线束固定点的捆扎效率，常用的有自动缠胶带机和自动线扎机两种方案：

自动缠胶带机，核心零部件是手持式枪头，使用的耗材是胶带，特点是耗材成本低，但是其枪头需要的活动旋转半径较大，对线束的摆放空间位置要求高，便捷性较差。枪头的重量较重，使用过程需要的劳动强度相对较大。

自动线扎机，核心零部件是手持式枪头，设备的耗材是线扎，线扎的使用成本相对胶带偏高，但枪头的活动空间需求小，更轻便快捷，且剪除后的线扎会自动回收。枪头重量较轻，易拿取易移动，使用过程需要的劳动强度较低。

2  线束的应用与优势

 实践表明，线束方案在多联空调外机这种电气系统复杂的机型中实施应用，对提高效率和降低成本优势非常明显。以一台有8根负载线的机型为案例，在未实行线束方案时，总装共分配3个工位3名员工完成8根负载线的装配，如图3所示，每一名员工都会有往返取料的重复动作，这些往返动作存在巨大浪费，与精益生产理念相悖。总装共分配4个工位4名员工完成理线工作，如图4所示，工作过程同样存在不断往返走动、重复扎线扎、等待等浪费行为。统计整个装配理线过程共使用的辅助材料为54根线扎和20个保温海绵，负载线的装配到理线完成总时间约800s。

    图3  总装工位装负载线图                      图4 总装工位理线图

方案实施后，总装共分配4个工位4名员工完成线束部件的装配，如图5所示，4名员工分工合作，在各自岗位上流水操作即可完成整个线束的装配及理线过程，避免了动作浪费，物料浪费和等待浪费，统计整个装配理线过程共使用的辅助材料为30根线扎和10个保温海绵，负载线的装配到理线完成总时间约300s。

图5 线束部件装配图 

线束方案的应用前后效果对比如表1所示，物料数量节省率45.9%，人员数量节省率42.9%，总装效率提升62.5%。在防错手段上，预装线束过程中对导线长度的标准化，导线端子的仿形识别，以物理防错的方式保证总装插接线的正确性，增强了产品的可靠性。

表1  线束方案的优势

3  结束语

装线、理线为多联空调外机总装生产的瓶颈工序，通过对线束系统的应用，实现了生产效率的提高，防错技术的提升，质量成本的降低，达到预期的效果。但多联空调外机的线束一体化方案在行业中还处于起步阶段，未来需更多地融合信息化、平台化、仿真应用等先进技术，从而进一步提高一体化线束方案的标准化、通用化生产水平。

参考文献

【1】高鹏, 杨守武, 张成成, 熊克勇, 何强, 常绍亚.关于空调器用线束生产过程质量管控的研究及推广[J].家电科技，2016(01):37-41

【2】李松原.整车线束平台化设计研究与应用[J].汽车零部件，2020(01)：21-26

【3】黄江涛, 刘广浩, 李凯, 王国冰, 王登科, 焦东坡.汽车线束设计阶段降成本的研究与应用[J].汽车零部件，2020(11)：54-57

【4】李继德,赵士杰,吴成哲.满足 C2B 配置需求的线束模块化设计[J].时代汽车,2020(06):70-71