引言:航空电缆具有复杂程度相对较高、导线数量大、规格多样等特性，并且受产量等原因限制，现阶段国内暂时没有形成大规模航空电缆制造产业，各主机单位电缆制造专业发展水平不一，但整体与汽车行业电缆大批量数字化制造存在一定差距。近几年，已有部分主机厂开展了先进技术探索，包括电缆图版投影、AR智能识别、自动铺线等技术，但是据了解，目前未建成一条完整的柔性数字化生产线，距离全过程数字化制造还有一定的差距。本文根据实际生产现状，分析航空电缆制造的基本环节，提出数字化解决方案，以期为建设数字化航空电缆生产线提供一些思路。
一、航空电缆制造现状
传统的航空电缆制造过程，从原材料准备到电缆交付以工作类型可分为5个环节，分别为：线号打印和裁剪、导线识别与分类、电缆成束、端子压接和接插件安装、导通测试。除线号打印和剪裁环节主要依赖专用设备的自动化程度变化外，其他4个环节均属于人工操作密级环节，人工依赖程度大，工艺手段先进性不足，本文主要从这四个环节探讨电缆数字化制造。
二、数字化制造改进方向
针对制造过程中人工操作密集环节，以问题为导向，主要参考汽车生产线引进新技术、新工艺，逐个环节实现数字化制造。并尽可能的将前后环节使用的同一要素，或者需求的上一环节要素作为生产线的关键技术点，利用数字化手段突出其应用价值，提高各环节的关联性，减少反复重复性工作，提高工作效率。
三、各制造环节改进内容
（一）导线识别与分类
导线经线号打印和裁剪之后，会由人工转运至固定工位，由专人负责对照收头表（多数为纸质）识别线号并单根导线标识分类。由于导线线径普遍较细（根据国军标要求，常用的22#导线线径为0.35mm2），线号标识字体较小，长期人工辨识容易疲劳，而且使用纸质收头表逐行核对查找对应接线关系时，可能出现识别错误，费时费力。
针对导线识别与分类环节，最主要的问题是如何实现线号的快速辨识，替代纸质收头表。近几年行业内也正积极探索新技术解决办法，但攻关方向主要集中在如何使用数字化手段，实现线号快速识别的层面上。经了解应用效果未能达到预期，一方面原因是线径过细自动识别困难，技术难度大；另一方面是会增加附带设备，工人使用不方便。
经反复研究分析，笔者认为要实现数字化自动化制造，不应该被原有人工操作形式的思想束缚，新的数字化制造形式不能只是原有人工操作的复制。从这个角度思考，要首先服务于目标“电缆成束”（下一道工序），引进数字化手段，实现导线自动化分类，省略手工导线分类过程，主要思路如下：
1.同类导线集中打印：由于同一图版上两个插头代号之间的导线是点对点方向，没有分支且长度一致，所以从电缆敷设角度出发对电缆线号进行分类，确定打印裁剪顺序，将打印程序设置为同一点对点的导线集中打印；
2.增加自动化分类环节：建立与导线打印设备打印程序匹配的自动化标识系统，在同类导线打印完毕后，由机械手臂统一收集整理，自动成捆，做好标识。根据下一道工序情况，设置具体的标识信息，可以是直接显示两端电气代号，也可以是二维码或条形码，标识代表的信息可以包括所属图版编号、导线两端电气代号、导线数量等，根据使用情况确定。
3.快速应用：电缆成束环节能够直接使用带有标识的分类导线，无论是扫码自动识别还是人工直接观察，都不需要再次按照收头表进行单根导线的识别分类。通过自动化导线分类标识的方式，极大程度上减少了该环节上的人工参与，根据工作量可以将导线识别与电缆成束两个环节合并，提高电缆制造的整体质量和效率。
（二）电缆成束
电缆成束环节是将同类导线按照图版对应走向敷设，捆扎成束的过程。标准的电缆图版一般由工作台、背板、1:1电缆图图纸、挂载板和其他固定零件组成，规格由电缆实际占用面积或同批次最大面积确定。部分主机厂电缆图纸为纸质图纸，在更换制造机型或图纸升版更改时，需要拆下挂载板进行手工替换，不能实现电缆图图纸的快速变化。应对机型研制初期设计改动或者工艺优化导致的频繁变换比较乏力，同时在操作过程中缺少关键信息提示功能和数字化动态管控能力。
针对电缆成束环节，行业内已经出现了电子化图版替代纸质图版的技术探索。将图版信息上传至电子图版系统平台，由平台控制直接显示到电子屏幕上，在不移动在制电缆的前提下实现快速切换，能够满足经常性优化和频繁改动的需求，提高图版呈现效率，除了能够实时显示电缆图版中线束走向外，还能够显示电缆成束的关键控制点、基本制造要求和常规操作规范等信息。但这从原理上只是实现了图版的电子化显示，丰富了制造细节，没有根本改变制造环节，所以在环节内要增加数字化手段，将电子化图版编程成束系统，将导线裁剪信息作为基础库，利用上一环节输出的标识，进行自动识别，可以在屏幕上以闪亮等方式进行提示，取消人工寻找端点的过程，提高工作效率。
另外，除了在显示方面进行改进外，在导线敷设方面，可以尝试自动化敷设，与导线识别与分类甚至是导线的裁打环节联动，利用机械手臂或其他自动化方法实现导线敷设路径的自动化识别，通过全自由度覆盖的图版敷设系统，完成导线的自动敷设。目前国内已有成功案例，实现了导线的快速精准化敷设，但由于航空电缆分叉多，交联复杂，线束状态多样，如果大范围使用需要综合考虑成本等因素。
（三）端子压接和接插件安装
电缆成束后，工人使用压线钳手工压接端子，并将导线安装到接插件对应位置。由于飞机航电系统功能多样、数据交互关系复杂，单机导线压接端子数量多，人工工作量大，是电缆制造过程中时间占比相对较长的环节，同时也是质量控制难点。
由于航空接插件种类多样，内部装配孔位定位难度大，很难实现同一束电缆的接插件的自动装配，但是通过考察发现自动压端子技术在汽车领域普遍应用，在少数航空制造企业也存在实际应用案例。航空端子压接技术可分为半自动和全自动压接两种方式：
1.半自动方式，导线的剥线和压接分两种操作平台或同一平台两个操作位置进行，人工参与程度高，不能完全贴合数字化电缆生产线建设理念；
2.全自动方式，导线剥线和压接在一个操作平台上一次性完成，简单便捷。从数字化产线角度出发，倾向于自动压接方式，保障端子压接质量的统一性的同时，能够大幅提高工作效率。但是目前存在两个技术难点，一是航空导线线径较细，如何实现精准剥线和送线，二是不同线径需要选择不同压膜，不同导线压接需要更换不同操作平台，如何实现同一平台快速切换不同压膜适配不同导线。
（四）导通测试
电缆接插件安装完成后，需要进行导通测试，对前期环节的质量和正确性进行检验。当前电缆自动导通测试技术成熟，行业内已经广泛应用，可以直接引用数字化手段进行测试，根据实际应用情况研制检测系统，实现自动化测试，精准输出错误点位，提高生产效率。
但是在设计地面电缆自动化导通测试系统时，要注意与机上导通差异，机上导通会按照系统布局设计导通的位置，但是地面情况下为压缩空间，所有接插件会在同一平面进行，这时要充分考虑接插件布局间距，预留空间域度，避免接插件与接插件安装过程中出现干涉，以及电缆安装之后的线束与线束之间的遮挡情况。
（五）物流配送系统
主机厂电缆制造随飞机产量变化，不同时期的面积需求不断变化，有可能存在电缆制造环节不在同一空间，或者不能组成一个封闭的产线，需要多个转运环节，并且在导线裁剪和成束之后，也需要运送到不同工位上开展下一环节工作，以传统的人工手段费时费力。引入AGV自动配送系统，实现导线裁线前、裁线后、成束后、电缆装配后的自动配送，加快产线运行速度，减少人工协调过程。
（六）数字化管控系统
按照前文的探讨的建设思路，航空电缆各制造环节已经有了一定的数字化基础，如果进行统一的升级改造，为了更好的实现电缆产线管控，需要建设生产线数字化管控系统，建立统一的生产数据采集体制，自动收集电缆制作过程中的剪裁、布线、端接、检测等工作状态信息，并将这些信息整合。利用管控系统实现对生产计划、制造进度、人员信息、材料消耗程度、物流运行以及验收交付记录等数据状态实时监控与分析，掌握生产线运行情况，实现透明化管理。同时，可以根据生产线运行周期内的情况反馈，不断迭代优化资源配置、人员调度等管理内容，提升管理水平，实现电缆制造的精益化生产。
四、总结
如果采用数字化手段，消除或优化部分人工密级操作环节，降低劳动强度，实现全面提质提效，将标志着电缆数字化生产线已初步建成。本文只是基于现阶段了解的航空电缆制造现状提出一些解决办法，随电缆数字化生产线运行，将会有新的问题出现，比如人机交互、协同作业等，在此不做讨论。另外因为航空电缆需求不足以支撑大规模生产，所以在电缆制造生产线时，确实要综合考虑成本、质量、效率等因素，有选择性的开展技术升级改造，并且在设计阶段尽可能的考虑柔性制造理念，实现不同需求的快速切换。
参考文献：
[1]刘贵春,杨峰,滕熙伟等.汽车线束智能制造基础(一)——端子压接控制[J].汽车电器,2017,No.351(11):83-87.
[2]刘贵春,杨峰,滕熙伟等.汽车线束智能制造基础(二)——组装过程控制[J].汽车电器,2017,No.352(12):25-28.