在汽車(chē)行業(yè)等高產(chǎn)量行業(yè)中，通常使用旋轉(zhuǎn)輸送線進(jìn)行線束制造。圖 1 顯示了此類(lèi)旋轉(zhuǎn)輸送線。對(duì)于這些生產(chǎn)線，在旋轉(zhuǎn)式傳送帶上安裝多個(gè)木制或鋁制安裝板。

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整個(gè)旋轉(zhuǎn)生產(chǎn)線分成若干不同的工位，如圖 2 所示。線束設(shè)計(jì)通常記錄在無(wú)比例的二維產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙上。制造工程師使用該產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙（圖 3）創(chuàng)建全尺寸制造圖紙，稱(chēng)為 “工裝板圖紙”（圖 4）。

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圖 4. 工裝板圖紙

圖 1 中拍攝的各個(gè)安裝板都顯示相同的工裝板圖紙。這些工裝板圖紙是線束設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的一比一全尺寸表示，并且提供了額外的制造信息。除線束對(duì)象之外，與制造相關(guān)的所有對(duì)象，如線束叉、連接器支架、卡釘支架或膠帶位置指示器也都以圖形方式顯示在這些工裝板圖紙上，為操作員提供直觀幫助。這些工裝板圖紙可以是單獨(dú)線束或復(fù)合線束。在復(fù)合工裝板上，可以生產(chǎn)相同線束的不同衍生版本。

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根據(jù)線束設(shè)計(jì)的復(fù)雜性、預(yù)測(cè)產(chǎn)量、取料率和其他工廠因素（如空閑的設(shè)備和工廠空間），制造工程師決定生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)，其中包括工位的數(shù)量。

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所有這些活動(dòng)的目標(biāo)始終是設(shè)計(jì)出平衡的生產(chǎn)線，使其能夠以預(yù)測(cè)的取料率生產(chǎn)出預(yù)測(cè)數(shù)量的線束并盡快盈利。當(dāng)然，要開(kāi)始盈利總需要一段時(shí)間，特別是對(duì)于需要大量人工的復(fù)雜產(chǎn)品。操作員當(dāng)然也需要一定時(shí)間才能適應(yīng)他們必須執(zhí)行的任務(wù)并達(dá)到最佳效率。

通過(guò)使用合并工裝板，制造工程師可以設(shè)計(jì)出生產(chǎn)線并在同一生產(chǎn)線上生產(chǎn)不同但又極為相似的線束。也就是說(shuō)，一條合并的生產(chǎn)線可以取代多條生產(chǎn)線，從而騰出空閑的工廠空間和其他資源。在某些情況下，使用合并工裝板還可以提高單條生產(chǎn)線的產(chǎn)能和效率。在本白皮書(shū)后文中將列舉一個(gè)示例。因?yàn)樵诤喜⒐ぱb板圖紙上會(huì)顯示兩個(gè)或多個(gè)線束，通常的做法是使用不同的顏色來(lái)注明哪些元素屬于哪個(gè)線束。請(qǐng)注意下方圖 5 右側(cè)的三種顏色：

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線束在一定程度上存在共性，這些共性是確定能否采用合并流程的關(guān)鍵。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法則，通常達(dá)到 70% 到 80% 的共性即可。如果共性很少，則合并工裝板將非常復(fù)雜，難以看懂并理解。操作員將無(wú)法從復(fù)雜的工裝板圖紙中快速獲得所需信息，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下。

讓我們假設(shè)當(dāng)前正在生產(chǎn)柴油乘用車(chē)和汽油乘用車(chē)的前端線束。兩種線束之間的共性約為 80%。兩者的取料率極為接近，柴油車(chē)預(yù)計(jì)為 52%，汽油車(chē)預(yù)計(jì)為 48%。數(shù)量相當(dāng)高。根據(jù)這些信息和其他一些參數(shù)，我們決定在單獨(dú)的生產(chǎn)線上生產(chǎn)線束，一條用于柴油車(chē)，另一條用于汽油車(chē)。

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我們調(diào)整平衡了生產(chǎn)線，并完成了所有必要的準(zhǔn)備工作。最終設(shè)置預(yù)備了備用產(chǎn)能，使我們能夠應(yīng)對(duì)一定程度的增產(chǎn)要求。我們開(kāi)始生產(chǎn)。我們的操作員經(jīng)驗(yàn)豐富，能夠迅速掌握新的設(shè)計(jì)流程。我們很快開(kāi)始盈利。

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幾個(gè)月后，我們發(fā)現(xiàn)取料率發(fā)生顯著變動(dòng)。柴油車(chē)取料率在下降，而汽油車(chē)取料率則在上升。原因可能是一場(chǎng)極為公開(kāi)但頗受爭(zhēng)議的討論，這場(chǎng)討論圍繞據(jù)稱(chēng)的 “環(huán)?！?柴油機(jī)的缺點(diǎn)展開(kāi)并影響了消費(fèi)者的情緒。只要柴油機(jī)的未來(lái)仍不明朗，汽油機(jī)的需求就會(huì)激增，這一情況在德國(guó)市場(chǎng)已是人盡皆知。不管原因?yàn)楹危厔?shì)已經(jīng)很清楚，我們必須決定如何應(yīng)對(duì)。就這里的示例而言，其直接影響是我們的柴油車(chē)生產(chǎn)線不再高效。工廠空間和設(shè)備沒(méi)變，但生產(chǎn)的線束在減少。更加令人警覺(jué)的是，隨著汽油車(chē)線束取料率的提高，汽油車(chē)生產(chǎn)線的備用產(chǎn)能可能不敷使用。

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圖 6.兩條線束生產(chǎn)線的初始設(shè)置，一條用于汽油車(chē)

我們的選擇包括：

我們可以為汽油車(chē)前端線束再建立一條生產(chǎn)線，以滿(mǎn)足提高的取料率。然而，這將需要更多的工廠空間、設(shè)備和操作員，因此可能不是最佳選擇。

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一個(gè)更好的方法（圖 7）可能是重新設(shè)計(jì)柴油車(chē)生產(chǎn)線，以便可以在同一生產(chǎn)線上生產(chǎn)柴油車(chē)和汽油車(chē)線束。換言之，我們可以使用合并工裝板建立合并的生產(chǎn)線。

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建立高效且成本優(yōu)化的合并生產(chǎn)線需要將現(xiàn)有的工裝板設(shè)計(jì)合而為一，并確?？梢栽倮么蠖鄶?shù)的夾具和工具位置。也就是說(shuō)，工程師只需要調(diào)整線束的非通用部分，而不必重新鉆全部的孔和放置所有夾具。

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請(qǐng)注意，在圖 7 中，我們決定保留汽油車(chē)前端線束的生產(chǎn)線不變。憑借調(diào)整后的設(shè)置，我們現(xiàn)在可以應(yīng)對(duì)取料率的變動(dòng)并生產(chǎn)所需數(shù)量的前端線束，不需要在車(chē)間中做其他更改，例如安裝一條額外的生產(chǎn)線。事實(shí)上，安裝第三條生產(chǎn)線會(huì)降低效率和產(chǎn)量，因?yàn)椴裼蛙?chē)生產(chǎn)線和第二條汽油車(chē)生產(chǎn)線的利用率將遠(yuǎn)低于其產(chǎn)能。因此，最好使用兩條原有生產(chǎn)線應(yīng)對(duì)變動(dòng)。

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盡管上述示例說(shuō)明了潛在的好處，但由于以下原因， 即 便 是 考 慮 合 并 生 產(chǎn) 線 也 經(jīng) 常 會(huì) 遇 到 阻力：a) 初始合并復(fù)雜工裝板時(shí)的困難，以及 b) 此后復(fù)雜的更改管理。鑒于目前的方法和能力，企業(yè)必須非常慎重地考慮合并生產(chǎn)線而獲益的可行性，以及為實(shí)施和維護(hù)合并生產(chǎn)線而投入的時(shí)間和精力。有時(shí)，企業(yè)會(huì)嘗試并遭遇失??；但通常而言，企業(yè)根本不會(huì)嘗試以免冒失敗的風(fēng)險(xiǎn)。

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當(dāng)然，我們的示例只是簡(jiǎn)單描繪了該解決方案。在實(shí)際情況中，需要在決策過(guò)程中考慮許多因素。但主旨是相同的：合并工裝板通?？梢燥@著提高線束生產(chǎn)線的效率和產(chǎn)能。

一直以來(lái)，此類(lèi)合并工裝板是使用繪圖工具通過(guò)高度人工參與的流程制造的，這些工具不一定專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于重用和共享數(shù)據(jù)。就算是第一步，即決定兩個(gè)線束是否是可以在合并生產(chǎn)線中生產(chǎn)的合適備選，也是一項(xiàng)繁重、需要大量人力的任務(wù)。工程師需要手動(dòng)比較圖紙，并注意一系列參數(shù)，例如尺寸、布局、元件及其位置、所需的線束夾具以及元件夾持器。

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繪圖工具方面的主要工作完成后，合并流程本身又是一項(xiàng)繁瑣的工作。實(shí)際上，考慮到大多數(shù)繪圖工具的局限性，此步驟通常根本不考慮線束數(shù)據(jù)。因此，可能需要數(shù)天時(shí)間才能完成初始的合并工裝板設(shè)計(jì)，而對(duì)于大型線束，這甚至需要數(shù)周時(shí)間。

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完成合并工裝板的初始設(shè)計(jì)后，必須對(duì)其進(jìn)行維護(hù)。對(duì)原始線束設(shè)計(jì)所做的所有更改都必須落實(shí)，即更新合并工裝板。但同樣的問(wèn)題是，由于設(shè)計(jì)合并工裝板時(shí)使用的繪圖工具很可能沒(méi)有連通任何數(shù)據(jù)源，這會(huì)成為又一項(xiàng)耗時(shí)且容易出錯(cuò)的手動(dòng)任務(wù)。

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毫不令人意外，許多制造工程師都會(huì)拒絕通過(guò)合并工裝板來(lái)優(yōu)化生產(chǎn)線。對(duì)于發(fā)起者而言，通常很難找到合并工裝板的合適備選。即使兩條生產(chǎn)線之間存在顯著的共性，創(chuàng)建和維護(hù)合并工裝板仍是一項(xiàng)過(guò)于繁重的任務(wù)。如果工程師同意合并，由于目前繪圖工具存在許多不足（圖 8），這項(xiàng)工作也仍有改進(jìn)空間。

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好消息是，除了完全依賴(lài)?yán)L圖工具外還有其他選擇。Siemens Digital Industries Software 的 Capital 套件提供了以數(shù)據(jù)為中心的技術(shù)，可以支持整個(gè)設(shè)計(jì)和制造流。下表（圖 9）概述了 Capital 的一些主要優(yōu)勢(shì)。

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線束設(shè)計(jì)在 Capital 套件中首先是數(shù)據(jù)集，也可以表示為圖紙。每個(gè)圖紙都可以獨(dú)立設(shè)置樣式，方便工程師為每個(gè)用例創(chuàng)建合適的圖形表示。更改管理變得更加容易和可靠，因?yàn)檩斎氲臄?shù)據(jù)幾乎可以無(wú)限地重用，并且可以在整個(gè)流程中保持?jǐn)?shù)據(jù)和相應(yīng)圖紙之間的關(guān)聯(lián)。

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Capital 為創(chuàng)建和維護(hù)合并工裝板和生產(chǎn)線提供了完美的環(huán)境。制造工程師可以選擇并比較現(xiàn)有的工裝板，找出合適的成對(duì)備選工裝板。

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借助數(shù)據(jù)連續(xù)性，Capital 工裝板管理器可以為比較合并備選工裝板提供一系列支持。只需單擊一個(gè)按鈕就可以計(jì)算出通用內(nèi)容的實(shí)際量。自動(dòng)合并功能可以接管許多較低級(jí)別的 “默認(rèn)” 任務(wù)。該工具支持工程團(tuán)隊(duì)使用自然工作流程。在整個(gè)合并過(guò)程中，可以隨時(shí)應(yīng)用數(shù)據(jù)中存儲(chǔ)的線束相關(guān)信息。該工具可以當(dāng)場(chǎng)為工程師提供信息，這與缺乏數(shù)據(jù)連續(xù)性，需要大量時(shí)間來(lái)檢索信息的傳統(tǒng)流程形成鮮明對(duì)比。

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Capital 還大大縮短了創(chuàng)建合并工裝所需的時(shí)間。例如，該工具可以在合并過(guò)程中輕松保留實(shí)際工裝板上已有的夾具位置。實(shí)際上，由于在整個(gè)合并工裝板流程中始終保持與備選（源設(shè)計(jì)）的關(guān)聯(lián)，更改管理通常非?？旖荻奖?。圖 10 說(shuō)明了使用 Capital 工裝板管理器創(chuàng)建合并工裝板的若干優(yōu)勢(shì)，如上文所述。

組合工裝板提供了另一種方法，可以在線束工廠中盡可能高效地使用資源。不同之處在于，在組合工裝板中，不同的線束位于不同的位置。也就是說(shuō)，使用現(xiàn)有工裝板上的備用空間來(lái)生產(chǎn)明顯不同的線束。該方法通常用于小型線束以及取料率較低的線束。通過(guò)組合工裝板，可以使用相同的設(shè)備和工廠空間生產(chǎn)許多此類(lèi)的線束。Capital 工裝板管理器也可用于創(chuàng)建和維護(hù)這些類(lèi)型的工裝板。下面的圖 11 顯示了這樣一個(gè)組合工裝板。

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Capital 工裝板管理器提供了基于連續(xù)數(shù)據(jù)流的環(huán)境，可在該環(huán)境中創(chuàng)建和維護(hù)合并工裝板。通過(guò)該工具，制造工程部門(mén)可以輕松將生產(chǎn)線效率提至最高。從完全依賴(lài)于繪圖工具的純手工方法過(guò)渡到以互聯(lián)數(shù)據(jù)為中心的方法，大大減少合并和組合工裝板以及生產(chǎn)線所需的工作量。通過(guò) Capital，制造工程師可以專(zhuān)注做自己最擅長(zhǎng)的事情，例如快速完成各種生產(chǎn)線優(yōu)化方案，而不是操作繁瑣的繪圖軟件。對(duì)于線束制造商而言，這意味著能更好地制定車(chē)間決策，并最終在無(wú)法避免更改的情況下以更快的速度實(shí)現(xiàn)盈利。