李福祿　杜連濤　郭培斌

摘要：模塊化思想貫穿于產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，模塊化作為先進(jìn)的設(shè)計(jì)與制造方法在高速動(dòng)車組上得到了廣泛的應(yīng)用。文章以典型的車下管路模塊和車上布線模塊化安裝為例，介紹了一種不改變?cè)O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模塊化安裝的工藝方法。

關(guān)鍵詞：模塊化；高速動(dòng)車組；安裝工藝；管路模塊；車上布線模塊 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U291 文章編號(hào)：1009-2374（2016）16-0060-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.16.029

1 概述

模塊化思想是將復(fù)雜龐大的系統(tǒng)分解成多個(gè)規(guī)模較小的、相互間耦合性很小的模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。模塊化思想貫穿于產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，從設(shè)計(jì)到工藝到制造，甚至延伸到市場(chǎng)開(kāi)拓和售后服務(wù)階段。其每一個(gè)環(huán)節(jié)都可以通過(guò)模塊化思想來(lái)避免重復(fù)勞動(dòng)，同時(shí)便于每個(gè)功能的標(biāo)準(zhǔn)化，最終達(dá)到降低成本、提高效率、便于維護(hù)和升級(jí)的目的。模塊化技術(shù)通過(guò)將一個(gè)復(fù)雜的工程產(chǎn)品優(yōu)化分解成合理層次的簡(jiǎn)化系列化單元模塊，并利用這些單元模塊組合成更多更新的通用功能和結(jié)構(gòu)模塊。模塊化設(shè)計(jì)的思想萌芽于二戰(zhàn)期間的美國(guó)，形成于20世紀(jì)60年代日本造船業(yè)。目前模塊化設(shè)計(jì)已經(jīng)在世界上多個(gè)國(guó)家、多個(gè)領(lǐng)域上取得了廣泛應(yīng)用和巨大成就。軌道交通行業(yè)尤其是高速動(dòng)車組是高端制造業(yè)，更應(yīng)該推廣使用快捷、高效的模塊化設(shè)計(jì)方法。

高速動(dòng)車組是一個(gè)集機(jī)、電、氣等為一體的復(fù)雜系統(tǒng)，設(shè)計(jì)和安裝均采用了高度集成的模塊化結(jié)構(gòu)，如吊裝結(jié)構(gòu)模塊化、管路模塊化、布線模塊化等。管路和線路是貫穿全列并連接不同零部件結(jié)構(gòu)之間的紐帶，通過(guò)模塊化的設(shè)計(jì)不僅能提高工作效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短生產(chǎn)周期，還能提高產(chǎn)品質(zhì)量，便于檢修維護(hù)。

2 車下管路模塊化安裝介紹

車下空氣管路是承載和傳輸壓力空氣的一系列不銹鋼管的總稱，主要用于為各用風(fēng)設(shè)備提高清潔干凈的壓縮空氣和傳遞壓力變化信號(hào)。動(dòng)車組車下管路通過(guò)支架與車體底架C型槽連接，可分為端部空氣管路、中部管路安裝和車上管路安裝。其中端部空氣管路主要位于車體兩端轉(zhuǎn)向架上方，中部空氣管路主要位于車體隔墻之間，車上管路主要位于客室內(nèi)木地板之下或車頂上。管路模塊化需要管路的安裝排布相對(duì)集中，安裝環(huán)境無(wú)阻擋，因此中部空氣關(guān)系比較適合模塊化安裝，典型的模塊化安裝如圖1所示。

管路采用薄壁不銹鋼管，滿足EN10216-5-2004標(biāo)準(zhǔn)，管路之間使用卡套連接，不同管路之間用不銹鋼支架組成管排固定在車體鋁地板下面的C型槽上。如圖2所示：

圖2 管固定結(jié)構(gòu)示意圖

在使用尼龍管卡固定不銹鋼管時(shí)的螺栓較多且操作者抬頭作業(yè)不便于操作，容易造成疲勞。采用模塊化安裝時(shí)，先將管路在工裝上組裝成管排模塊，然后再翻轉(zhuǎn)整體安裝在底架上，這樣就縮短了整車組裝周期，并且提高效率。為了模擬車下安裝環(huán)境，使用鋁型材制作模擬C型槽的小車，將支架固定在小車上，用鋁板切割V型缺口定位管排寬度方向（如圖3），用木塊定位長(zhǎng)度方向，有彎管定位的制作不銹鋼支架進(jìn)行彎管定位。由于車輛鋁地板的C型槽是型材拉伸出來(lái)的，尺寸固定，因此管排模塊小車的C槽尺寸也是固定的，不同模塊只需要更換不同橫、縱向定位模板即可。制作管排以后將車輛車下制動(dòng)管路安裝周期從2天縮短到0.5天，極大地縮短了整車生產(chǎn)周期。通過(guò)這種車下制作管排、車上整體安裝的方式，不僅減少了占用組裝臺(tái)位的時(shí)間，而且提高了布管的工藝性，便于調(diào)整管路的直線度，使管路安裝后無(wú)抗勁現(xiàn)象，同時(shí)也保證了管路的密封性能要求。

3 車上布線模塊化安裝介紹

高速列車整車電氣布線規(guī)劃設(shè)計(jì)是一項(xiàng)繁瑣而復(fù)雜的工作，電氣布線所遵循的線纜路徑走向設(shè)計(jì)文件對(duì)整車線纜的合理布局起著至關(guān)重要的作用。電纜線束路徑走向表是線纜路徑走向設(shè)計(jì)文件的具體表現(xiàn)形式。線束化避免了布線前期工作與車體制造、初期裝配等工作之間的影響，同時(shí)也避免了不同功能區(qū)域之間布線的相互影響。

動(dòng)車組車內(nèi)天花板布線時(shí)要按照布線表將線束布置于線槽內(nèi)，其中有許多線束路徑重合或只是末端出口路徑不同，需要多次走線，布線時(shí)線束拿起一束線就放導(dǎo)致的線束交叉，在過(guò)渡處交叉會(huì)導(dǎo)致后續(xù)工作進(jìn)行返工，因?yàn)榫€束交叉會(huì)使以后做防護(hù)不能將線束防護(hù)到位而必須將交叉線束拽回再重新放到終止位置，這樣會(huì)浪費(fèi)大量時(shí)間，基于此我們將線束進(jìn)行歸類統(tǒng)一，將相同路徑的線束合并到一起進(jìn)行布線，這樣就大大節(jié)省了布線時(shí)間。需要把布線表中的線束進(jìn)行歸類，將線纜按照相同電壓等級(jí)、相同起始位置/終止位置，布線路徑一致的線束合并為一束進(jìn)行放線，并對(duì)線束進(jìn)行整體防護(hù)。布線工作的規(guī)范化，使線束出現(xiàn)交叉的現(xiàn)象降低，形成端部模塊化布線表。以變壓器車1位端部線槽為例，將其中一個(gè)線槽的線束進(jìn)行統(tǒng)計(jì)以后得到相同走線路徑的變壓器車1位端部線槽線束統(tǒng)計(jì)表。按照線束表將線束打開(kāi)放于地板上，標(biāo)記線束長(zhǎng)度以后將線束布置在線槽內(nèi)。如圖5所示：

使用改進(jìn)后布線表由4人一天的工作時(shí)間縮短到4人半天順利完成。而采用分線表不僅避免了線束的交叉，最重要的是這樣做節(jié)省了時(shí)間，比如說(shuō)有兩束相同路經(jīng)的線束一根一根的放和兩根一起放來(lái)比較，后者就省去了許多時(shí)間，提高了生產(chǎn)速度。

采用電氣布線模塊化的工藝方法，具有如下優(yōu)點(diǎn)：可以在車輛總裝配之前將各個(gè)零部件的電氣布線模塊制作完成，模塊的制作相對(duì)獨(dú)立，可同時(shí)進(jìn)行，節(jié)省裝配時(shí)間，提供勞動(dòng)效率；在車輛進(jìn)行總裝配時(shí)只需將各電氣模塊與車輛指定的接口安裝連接即可，簡(jiǎn)化安裝過(guò)程，降低人為差錯(cuò)，確保產(chǎn)品質(zhì)量；在車下進(jìn)行電氣布線模塊的準(zhǔn)備和制作，不僅操作現(xiàn)場(chǎng)整潔有序，而且能降低勞動(dòng)強(qiáng)度，便于操作和管理。

4 結(jié)語(yǔ)

模塊化安裝在生產(chǎn)過(guò)程中的探索始終是循序漸進(jìn)的，在積累了一定的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)以后都可以摸索出結(jié)構(gòu)規(guī)律，并且根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，根據(jù)零部件的接口形式、排布方式以及安裝工序進(jìn)行模塊化工藝設(shè)計(jì)，通過(guò)模塊化的工藝設(shè)計(jì)，不僅能增強(qiáng)對(duì)不同產(chǎn)品的適應(yīng)性，而且能減少組裝臺(tái)位的占用時(shí)間，降低零部件組裝的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效地控制裝配質(zhì)量，是提高產(chǎn)品性能、保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)非常有效的方法。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉云虎，梁軍，楊浩.地鐵車輛管線模塊化設(shè)計(jì)[J].機(jī)車電傳動(dòng)，2009，（3）.