汽車智能化趨勢下,車載射頻連接器/線束使用量也隨之增長,對自動化設備需求更盛。本期《對話》,圍繞FAKRA連接器/線束自動化相關的話題,邀請了FAKRA連接器/線束廠商及相關設備商共同對話。
汽車智能化趨勢下,ADAS(智能駕駛輔助系統)的滲透率快速提升,車載傳感器用量增加,數據傳輸要求(高速高頻大數據量)相應提高,車載射頻連接器使用量也隨之增長。FAKRA連接器是一種汽車行業通用標準的射頻信號連接器,目前已被業界廣泛應用。
在大量的市場需求下,為方便自動化生產,FAKRA連接器已從車削件改為沖壓件。那么國內的FAKRA連接器/線束的自動化生產程度如何?自動化生產面臨著哪些難點?在這過程中,哪些環節的自動化設備可實現國產化?在滿足哪些條件下,連接器/線束廠商愿意選擇國產設備、器件廠與設備廠在實際配合中存在哪些問題......本期《對話》邀請了FAKRA連接器/線束廠商及相關設備商共同探討以上問題。
以下是問題導覽:
1、目前FAKRA連接器/線束的市場發展空間及技術發展趨勢如何?
2、FAKRA連接器/線束的自動化生產特點及現狀是什么?有何難點?
3、目前FAKRA連接器的生產設備的國產化程度如何?是否有意愿推進國產設備的應用?
4、春源科技陳世杰:跳線生產部分,由于長度一變長理線問題很難克服,所以跳線長度超過一米就很難導入自動化。這一問題有何解決之策?
5、春源科技陳世杰:部分連接器廠商往往因訂單量不足滿足自動化產線需求, 只能被迫采用半自動制程生產,但采用人工生產效率差又不劃算。您認為有何解決措施?
6、在實際應用中,設備商和器件商之前的配合存在著哪些問題?您認為有何解決之策?在選擇設備商時,主要考察哪些指標?
7、目前國產的FAKRA連接器自動化設備與國外的還存在著哪些差距?應如何縮小這一差距?同時,國產設備品牌化是未來的必經之路,你認為應如何推動設備品牌化的形成?
1、目前FAKRA連接器/線束的市場發展空間及技術發展趨勢如何?
銀鋼智能楊太全:早期FAKRA連接器/線束的市場需求量確實不大,但是現在相關部門規定所有的車型都必須標配倒車影像,FAKRA連接器/線束的市場需求就直線上升了(例如:原來一套FAKRA線束僅需4條線,現在需要36條線,市場需求量高出了9倍)。同時隨著電動車越來越多,除倒車影像外,電動車還涉及到通訊方面的應用,這對FAKRA線束的需求已遠遠超出了36條線。
但是在FAKRA連接器上,因為羅森伯格、安費諾等國外連接器企業做得早且經驗充足,目前大部分FAKRA連接器的市場份額仍掌握在他們手中。但是因目前市場需求量大,國內的連接器企業也可以分到一杯羹。
敏匠智能吳鋒華:FAKRA一般采用同軸電纜,單線單芯,已廣泛應用在車載收音機,GPS和攝像頭端等高性能和安全要求的場合。主流生產商包括羅森博格,安費諾,TE,莫仕,JAE、ECT等,以外資品牌為主。目前本土廠商與歐美大廠之間還有一定差距,但是在交付周期及人力成本優勢的助攻下,相信差距會逐步縮小。
春源科技陳世杰:今后的技術發展方向主要有以下四點:①使用頻域 : 由現有的4GHz & 12GHz提升到28GHz以上的毫米波頻域;②輕薄短小化;③超低損秏:跳線長度越長損耗值越大,故會發展對應超低損線材的連接器;④防水耐震:車規連接器的安全規范相當高, 使用環境也相對惡劣。
FAKRA連接器因屬于車用連接器牽涉到生命安全問題,沒有一定規模廠商很難銷售。且從沖壓/射出/組裝/測試皆得符合16949規范,小廠很難落實相關要求。Rosenberger在主導規格制定的同時,也申請了專利形成系列技術障礙。
憶茗電子代華銀:FAKRA連接器未來方向是:1.高頻寬(如15GHz, 20GHz或者更高);2.低損耗;3.接線長度增加。使用制造工藝要求更加精細化,對全自動化生產設備更加依賴性。
2、FAKRA連接器/線束的自動化生產特點及現狀是什么?有何難點?
敏匠智能吳鋒華:一般連接器工藝比較單一,以插針為主,Insert Molding、點膠、熱熔、烘烤等輔助配套,但FAKRA連接器產品結構和生產工藝柔性,曲變更為復雜,包括剝線(內外皮,屏蔽纏繞層)鉚接,壓接等,其中核心工藝之一編織層的翻邊,鉚接。此外,兼顧時效監測可靠性在線反饋等數據閉環追溯。
春源科技陳世杰:最早的FAKRA連接器,無論是公母頭金屬件皆采用車削件,所以效率低又貴,這幾年FAKRA連接器,逐漸采用沖壓件取代車削件, 可降價并導入自動化。生產工藝及設備以現有的精密連接器設備可應對大部分的需求,然而連接器廠商所缺少的是高頻設計累積經驗、仿真驗證資源與產品特殊驗證資源。
FAKRA跳線依應用需求,可分成短線(約1米以內)與長線(最長到6米)。0.5米長以內的短線自動化較易實現,但長度一變長理線問題很難克服,超過1米跳線的自動化難度高,而意大利原廠設備長度達40米價格昂貴。FAKRA跳線自動化所需設備費用幾百萬,車用數量不夠難滿足投資效益。
其中,精密組裝、自動檢測、自動包裝方面最需要導入自動化。排除資金取得因素,自動化導入有以下幾個難點:①產品設變:開發中產品設變次數太多, 導致自動化設備得不斷更改設計。②溝通不足:連接器廠商與設備廠商間的溝通不夠, 導致開發案一改修正。③開發時限:自動機投入往往要4~6個月, 有設變問題的話交期得不斷延長。④訂單數量:往往自動機好不容易開好,訂單萎縮,重金投入設備就得閑置。
憶茗電子代華銀:目前FAKRA連接器已按照ISO 20860規范做到了標準化,FAKRA連接器可實現全自動化生產,FAKRA CABLE從裁線,剝皮,壓接中心端子,翻編制,壓接外導體,CCD全檢,O/S電測,絕緣/耐壓測試,實現全自動化生產,保證產品的一致性。在整個生產過程中滿足產品機械性能,電氣性能。
FAKRA CABLE裁線到壓接,到組裝整個生產環節實現自動化最為重要,全自動化生產能保證產品的一致性。終端客戶也希望連接器廠的產品能實現全自動化生產。目前國內也有一些設備廠商開發出來FAKRA全自動化設備,但是設備生產效率,自動化程度還不高,還需要不斷改進。
電連技術楊新國:FAKRA連接器要能滿ISO20860和USCAR行業標準,目前FAKRA連接器自動化生產已經實現了全自動,FAKRA跳線(線束)制程的80%以上實現全自動生產。
鈿威科技陳信機:目前有少部分大公司制作生產FAKRA是全自動化作業,中小型很多還是半自動狀態,因為全自動生產投入較高。FAKRA目前的應用仍然是以汽車行業為主,生產設備基本上可以互用,組裝設備上要全部重新投入。
銀鋼智能楊太全:實際上FAKRA線束自動化生產所存在的難點很多,主要有以下5方面:①線束自動剝皮,運用在汽車或工業上的FAKRA線束對精度要求很高,刀片在剝線時不允許讓導體有一丁點的刮傷,需要使用旋切刀才能將線皮剝標準。②屏蔽網處理的一致性。③鋁箔的處理。普通的刀片切割不容易切穿,且很難將屏蔽網剝掉或者剝整齊。我司在兩年前針對這一難點開發了旋轉激光切割頭,可把鋁箔金屬有效切斷且不傷內絕緣。④鉚壓。市面上很多端子機所采用的原材料不好,因此鉚壓的強度不夠,進而造成端子不穩定,但是FAKRA這類車用連接器,公差要求縮小到±0.02mm范圍以內。針對這一難點我們開發的高精密端子機有“保壓”的功能,可保證端子的一致性、不回彈。⑤殘留清理。自動旋轉切割時產生的大量粉末會導致顯示屏出現閃屏或者黑屏的現象,而單純的用風箱無法清理干凈,因此我們就加了一個等離子殘留清理機,可有效去除粉末。
3、目前FAKRA連接器的生產設備的國產化程度如何?是否有意愿推進國產設備的應用?
電連技術楊新國:沖壓,注塑,組裝,測試生產國產設備占比60%。沖壓和注塑自動化比較容易實現國產化,組裝和測試是國產設備需要提升,目前線束組裝和線束測試自動化是最具有挑戰性。
我們也希望設備廠商熟悉FAKRA產品制程和性能,提高設備零件的加工精度,配件使用大公司品牌,同時不斷進取,精益求精,我們有意愿和國內廠商一起配合把設備和產品做得更好。
憶茗電子代華銀:FAKRA連接器的生產,組裝設備基本上都是使用國內廠商設備,目前高頻測試TDR,NA還是要依靠美國是德科技的儀器,若國內有高頻測試設備,愿意推進國產化設備的應用。
鈿威科技陳信機:我司FAKRA的生產設備仍用國外品牌,組裝設備國產,測試儀器用國外的,國產設備主要能達到生產要和測試要求,用國產替代也是可以的。
4、春源科技陳世杰:跳線生產部分,由于長度一變長理線問題很難克服,所以跳線長度超過一米就很難導入自動化。(這一問題有何解決之策)?
眾耀自動化夏澤:現在成品組裝廠家確實有遇到這個問題, 線束需求長度不一,長的能有5米,10米,甚至更長,自動機在裁線打卷的時候,就會用掉大量的時間,導致后段組裝工站長時間等待。關于這個問題,我建議可以把裁線卷線的工站,跟后段組裝分離開,用專用裁線卷線設備,把線材裁成指定長度,打好卷,再上到自動機上加工,就可以很好的避免組裝工站的稼動率低的問題。也可以解決一些產品的兼容性問題。
銀鋼智能楊太全:目前我們暫時還沒遇到這種情況。但是短線短于0.55m需要在自動化上做一個掉頭的工站;長線可以通過繞線形成“u”字形同時進行加工。
5、春源科技陳世杰:部分連接器廠商往往因訂單量不足滿足自動化產線需求, 只能被迫采用半自動制程生產,但采用人工生產效率差又不劃算。(您認為有何解決措施)?
敏匠智能吳鋒華:對于制造企業來說,追求效益最大化才是終極目標,因此采用何種生產模式是靈活的。在批量生產方面,推行自動化能有效降低生產成本,的確有助于提升企業效益,但是訂單量不足的產線,則恰恰相反,采用自動化生產線才是真正的“不劃算”,半自動制程生產更為符合實際。當然,對于訂單量不足同時產品有高附加價值的情形,則往往適合推行智能制造——一種有別于自動化的適應“小批量、多品種”的生產模式。
銀鋼智能楊太全:首先,自動化是基于量大的情況下進行導入的,要解決這一問題我認為首先是要連接器的質量要好,因此在設計時多與自動化廠商進行溝通,這樣才會容易生產出高品質連接器,訂單量才會增多。其次連接器在設計和選材時,設計要參照自動化的技術進行設計,選材要選擇高品質的材料,否則后期生產容易造成變形,訂單量會因此減少。
眾耀自動化夏澤:目前市面上,大量的此類訂單,都掌握在外資企業手里,并且是長期供不應求的狀態。國內同類企業需要不斷的提升品質管控能力,提升產品的自動化程度,才有可能在市場上爭到屬于自己的一份蛋糕。
6、在實際應用中,設備商和器件商之前的配合存在著哪些問題?您認為有何解決之策?在選擇設備商時,主要考察哪些指標?
眾耀自動化夏澤:市場上大多數的生產企業,都希望自動化設備具有強大的通用性和共用性,而我們設備廠商,都是希望盡可能減少設備的共用,這樣可以減少很多產品端帶來的風險。
銀鋼智能楊太全:一些器件廠商在前期開模時,未考慮自動化是否可以實現,這就會給后期生產帶來一些系列的麻煩。其次是連接器材質的問題,如若材質選擇錯誤,后期自動化生產時就容易導致變形。目前很多國產FAKRA連接器也在做沖壓件,但是做出來的產品難以實現自動化,前后改進多次,導致設備交貨周期拉長,對于我們自動化廠商來說壓力也很大。
春源科技陳世杰:一臺好的連接器或跳線全自動機的制作, 需要連接器廠商與設備廠商不斷的磨合方有可能成功,而且一定得經歷過手工治具制程與半自動化制程,方能進入到全自動機設備的開發。
國內連接器廠商與設備廠商的互信基礎與互動模式皆不夠完善,連接器廠商一般不會將所有的制造經驗值完全告知設備廠商,設備廠商又為了接單刻意隱瞞實力不足與經驗缺乏,這樣先天不足條件下所做出的全自動化設備肯定是問題一堆,往往造成自動化設備無法如期導入。
要實現全自動化制程是有其必要條件的,連接器廠商總是誤認將制程需求給設備廠商就能全自動化生產,忘了所有投入零件的尺寸得嚴格管控才能滿足全自動化生產條件一事;相對設備廠商也是不斷吹噓自動化設備是萬能的, 認知不足加上原料零件精度不足問題,終會導致自動化設備不斷設變甚至開發失敗。
對國內設備廠商而言,要跟客戶說明清楚機器可達到的目標。在充分了解客戶的原物料制造精度水平,客戶的現有制程問題點與改善目標,確實做完治具制程與半自動化制程后,再來設計自動化設備。
憶茗電子代華銀:目前設備廠商與連接器廠商配合方面,主要存在以下問題:1.廠商設備新技術沒有經過長期批量驗證,設備穩定性方面連接器廠還在觀望;2.設備廠商配件還沒有實現標準模塊化,很多零件都是定制化,對設備維修帶來一定不便。連接器廠在選擇設備廠商時,主要考量設備的生產精度,是否有經過批量的驗證,設備的穩定性,設備的生產效率等等。
電連技術楊新國:針對于一些技術壁壘,我們也會使用一些國外設備,國內設備商和器件商配合服務會比國外廠商要好,采購設備主要會考慮:1)設備廠商資質;2)是否有經驗,有成熟方案;3)成本;4)后期服務;
7、目前國產的FAKRA連接器自動化設備與國外的還存在著哪些差距?應如何縮小這一差距?同時,國產設備品牌化是未來的必經之路,你認為應如何推動設備品牌化的形成?
憶茗電子代華銀:目前國產設備精度,使用壽命等跟國外設備相比還是有一定差距。期望國產設備技術方面,制造加工方面能力繼續提升。
敏匠智能吳鋒華:國內FAKRA連接器自動化設備水平與國外同行比較,客觀地說,還存在一定的差距。比如在實現編織層,鉚接,測試等工藝可靠性的數據追溯等在線生產能力方面,我們和國外知名公司在技術上都能夠做到,但他們的良率和追溯的嚴謹性數據會有不一樣的反饋。另一方面,國內自動化設備技術水平也在逐漸提升,這種差距正在隨著國內廠商在核心工藝自動化的不斷突破而逐漸縮小。
我司自2018年開始研發FAKRA連接器自動化設備,截至目前已成功開發多條全自動生產線,從連接器的上料到最后成品實現全自動生產,稼動率,良率,數據追溯等在線資料收集論證取得了一定的原始積累。相比同行競爭對手,我司的自動化設備在集成和智能追溯上實現了突破,獲得合作客戶的高度認可。
銀鋼智能楊太全:目前國產設備和國外的設備在用材、零配件及使用年限上存在一定的差異。但是我們國產設備的實用性較好,我們根據客戶實際使用的便利性做了很多簡化,且配置齊全。且我們15年前剛生產的FAKRA半自動化設備,到目前來看,最多只是更換耗材,設備壽命和國外的差異不大。
推動品牌建設很重要的一點就是為客戶解決問題,即使是一些國外的大廠在設計出來的產品實物在自動化的應用上也會存在著很大的難點,但去年年底我們恰恰解決了某款難度很大的FAKRA連接器在自動化上的所存在的問題,這對我們的產品在市場上的推動起了很大的作用。
眾耀自動化夏澤:我們成立已有13年,長期專注連接器設備和線束設備的研發制造,在FAKRA線端連接器/板端連接器/線束自動化生產設備有著非常豐富的經驗和大量的成功案例,這些設備已經成功在國內國外知名公司生產應用,整機國產化程度90%以上。
目前國內自動化廠家經過多年的經驗積累,在制造能力和品質管控方面,已經和進口設備不相上下,在售前售后服務方面,已經全面超過國外設備廠商。在國產設備全面替代進口設備之際,更多的國內的生產企業,需要堅定信心,相信國內的自動化廠商,有能力,向國內的制造業提供優質,且高效的自動化設備。
結語
近年來,在智能汽車的發展之下,FAKRA連接器/線束迎來了一波新的增量,給連接器及相關設備廠商都帶來了新的發展機遇,也因此FAKRA連接器在設計之初也會將后期的自動化納入設計范圍之中。
設備方面,國產設備在精度、穩定性、可靠性和附件的配套性等方面與國外先進設備仍存在一定差距,部分環節的自動化生產設備(尤其是測試環節)仍依賴于進口。
此外,目前FAKRA連接器市場份額大部分仍占據在國外廠商手中,對于部分中小連接器廠商來說,設備價格昂貴投資效益不足,因此中小企業難以投入全自動化產線。同時,國產FAKRA連接器在前期設計和選材有所不足,進而也使得在導入自動化設備并使用時存在一定問題。值得注意的是,目前FAKRA連接器/線束廠商與設備廠商之間溝通尚不完善,不利于雙方共同開發出高品質的產品,因此需迫切形成一套完善的互動模式。
但我國連接器與設備行業經過多年的發展,工藝技術水平已有大幅提升,部分國內設備廠商已經能夠提供成套的較高精度加工設備。連接器廠商也表示在精度、穩定性、一致性達標的情況下,有意愿推進國產設備的使用。
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