MES制造执行系统的原理与实现

1、前言近些年来，我国已经涌现了大量的制造型企业，随着竞争的发展，对产品质量的要求越来越高，特别是在电子制造型的企业里，对于制造流程控制的要求不断提升。许多企业为了增强竞争力，不惜重金实施ERP 系统，以求缩减成本控制、缩短供货周期。但在内部生产控制上，却没有一个完善成熟的平台。MES 制造执行系统就是在这种背景上，受到大家越来越多的关注，越来越多的企业在考虑啊或实施自己的MES系统。 本书系统地介绍了MES 的功能模块和实现的逻辑。本人在国内大型的电子产品制造企业担任多年的工艺工程师和工厂控制系统业务分析师，对制造的流程非常熟悉，参与设计了所在企业的MES 系统。本书是作者多年经验的总结。 希望

2、本书有助于大家理解MES 系统，有助于国内制造企业的流程控制和质量提升。 第一章 什么是制造执行系统1.1MES 的功能 在传统的加工生产企业中，往往用流程卡来进行生产的跟踪控制。在流程卡上印刷工序列表，每经过一个工位，则由作业人员打勾、签名、标注日期。这样产品在生产线上流转时，我们可以检查产品是否经过了所有的必须工序。 MES 全称Manufacturing Execution System制造执行系统，它的核心功能与流程卡类似，即通过流水号控制生产工序。MES 通过创建产品的序列号来取代流程卡号，生产过程中的任何一个工序通过序列号访问数据库，得到所有相关的控制信息。 流程卡在生产完成之后即

3、作废，而序列号却一直保存在企业的数据库中，所以可以作为产品今后的跟踪依据，方便质量管理。简单地说，MES 有两大核心功能：根据序列号进行工序的控制，根据序列号进行历史数据的跟踪。其它功能还有装配、包装、物料跟踪，我们在具体的模块中详细介绍。 1.2MES 与ERP 的关系 ERP即Enterprise Resource Planning 企业资源计划，是生产企业的核心模块，其主要功能是物料管理和成本控制。所有的生产都是由ERP(通过工单)发起、由ERP(通过发货单)结束的。一些ERP 系统也包含了简单的生产模块。我们可以把MES 看成ERP 生产模块的专业化。因此MES 与ERP的接口应保持逻

4、辑上的一致性。第二章 产品、工单、序列号2.1产品(Product) MES的流程通常是由ERP系统发起的，因此对于产品的定义必须与ERP保持一致。 通常，用item_no(产品编或者item_no和item_revision(产品版本)的组合来定义一个产品(product)。从ERP的角度而言，产品等同于物编码。 一个完整的产品周期可能包含以下环节，这些环节都与产品相关，如图2-1所示：对于MES而言，产品除了物料属性以外，还有一些其它与生产密切相关的属性，如工艺流程、装配结构、测试规范等。我们在后面的章节中将陆续展开。 2.2工单(WorkOrder)工单又称任务单、计划单。一个工单定义了

5、一次加工作业，包含以下信息：待加工产品、数量、加工起点、原材料输出仓库、成品输入仓库，以及工单状态、计划完成时间等辅助信息。一个标准的MES系统是由工单驱动的。首先由计划员在ERP中定义工单，然后将此工单刷新到MES，车间的主管将工单落实到具体的产品工艺路线，操作人员按照工艺路线进行作业。如图2-2： 2.3序列号(SerialNumber)在传统的生产过程中，我们往往用流程卡来指导产品的生产。在MES系统中，我们用序列号来代表一个具体的产品。序列号代表系统里唯一的一个产品，它具有item_no属性(ERP物料号)，此外，它必须与工单关联，这样才能够用工单进行驱动。对于制造件和装配件，它们的序

6、列号规则是不一样的。对于制造件，其序列号可以全部由MES系统分配产生，而采购件的序列号是供应商产生的，只能作为外来数据导入MES，同时赋予其item_no属性。在一些情况下，序列号是企业的重要资源。如对于网卡MAC地址，其前6位是企业代号，后6位是企业内部的MAC流水号，MAC地址的申请需要向相关组织缴纳费用。另如中国GSM手机的IMEI号码，是由政府信息产业部分配的。 在某些情况下，序列号并不代表ERP中明确定义的产品。如有一款手机产品G10，其ERP物料号为10010，MES系统会为其分配一序列号20061100001(item_no属性为10010)，然而在ERP的BOM中并没有定义IM

7、EI，为了保持序列号格式的一致，我们为IMEI定义一个“虚拟”(ERP中没有此物料号)的item_no：IMEI。这样此手机在生产完成之后，至少有2个序列号，1个是10010对应的序列号，1个是IMEI对应的序列号。 车间的操作人员在作业时，将序列号与工单建立关联关系，这样工艺路线就落实到每一个具体的序列号了。产品、工单、序列号三者之间的关系如图2-3所示，序列号继承自产品，工单通过与序列号关联的方式驱动产品。2.4条形码为了提高序列号输入的效率，MES系统采用条形码(以下简称条码)来记录序列号。条码是用条码打印设备，把序列号打印在尺寸裁切好的不干胶贴纸上，然后用激光扫描设备识别。常用的条码打

8、印设备有zebra公司的系列条码打印机。常用的激光扫描识别设备有symbol公司的手持激光扫描枪系列。常用的条码编码规范有39码和128码，在一些包装工厂，还用二维码来记录大量数据信息。(E-WORKS)第三章工艺路线 3.1工位(Step) 在现代化生产中，批量生产多采用流水作业，流水线由若干个独立作业的工位组成。工位是产品生产周期中的一个点，或者说一次作业。工位是一个逻辑概念，一个工位可以对应若干个实际的工作台，比如电脑的主板装配工位，可以由4个工人、在4个工作台上做相同的装配作业，那么我们说这4个工作台对应于同一个工位。在MES系统中，工位的定义可以和实际的作业有一定的出入。还是举主板装

9、配工位为例，在实际生产中可能作进一步的细化，分成定位、焊接、固定3个工位，但在MES系统中只定义一个工艺路线控制点，那么我们可以看作是一个工位。 3.2工艺路线(Route) 工艺路线是指产品的生产方法。通常我们用流程图来表示工艺路线，流程图由当前工位、结果、下一工位组合而成，如图3-1。 工艺路线表达了产品完整的生产周期。一个产品可以定义若干个工艺路线，如试生产工艺路线、量产工艺路线、返工工艺路线等。但是一个工单只能驱动一条工艺路线，因此工单从ERP刷新到MES后，在生产之前，必须由车间主管或生产线组长指定工单到某一工艺路线。简单地说，工艺路线是产品的一种属性，由工位组成，受工单驱动。 3.

10、3当前工艺状态(RouteStatus) 生产控制的目的，是为了实现“在指定的工位，做指定的产品”。我们在工艺路线里已经定义了当前工位、结果、下一工位的组合关系，因此我们只要再记录某个序列号对应的产品当前的工位和结果，就可以得到下一工位，由此可以进行工艺检查和工艺记录。对当前工位的定义方法有两种。第一种定义刚刚结束的工位是当前工位。这样在工艺状态表里记录了序列号、当前工位名、当前工位结果。第二种定义下一工位是当前工位。这样在工艺状态表里记录了序列号、当前工位名。 3.4工艺检查(RouteCheck) 工艺检查是判断序列号是否出现在正确的工位。方法如下： 按第一种定义，前台录入工单、序列号、作

11、业工位。 后台根据工单得到工艺路线；根据序列号得到当前工位和结果；然后根据工艺路线和当前工位、结果，得到下一工位；比较下一工位和作业工位，得到工艺检查的结果。如图3-2所示： 按第二种定义，前台录入序列号、作业工位。后台根据序列号得到当前工位；比较当前工位和作业工位，得到工艺检查的结果。如图3-3所示： 3.5工艺记录(RouteUpdate) 工艺记录是指工位作业完成后，对工艺的状态进行更新。按第一种定义，前台录入序列号、作业工位、结果，后台直接将此数据更新到工艺状态表。如图3-4所示： 按第二种定义，前台录入工单、序列号、作业工位、结果；后台根据工单得到工艺路线；根据工艺路线、作业工位、结

12、果，得到下一工位；根据序列号、下一工位更新工艺状态。如图3-5所示： 我们可以看出，两种方法的区别是：第一种方法在routecheck时引用工艺路线，第二种方法在routeupdate时引用工艺路线。第一种方法在routecheck时较为繁琐，但是适合以下这种特殊情况，即当前工位和结果的组合，对应的下一工位有多条记录，如图3-6： 3.6工艺历史(RouteHistory) 在进行RouteUpdate的时候，同时产生一条log记录，包括作业时间、作业人员、作业工单、序列号、当前工位、结果。当生产结束的时候，一个序列号有多条routelog记录，这些记录就构成了一个序列号的工艺历史RouteH

13、istory，也就是一个完整的生产周期的记录。3.7工艺初始化(RouteInitial) 工艺的起始点比较特殊，因为有了它之后才能进行工艺检查。为了设计的方便，我们在所有的工艺路线中，均设计其起始点为工艺初始化点，此点之后的工位就可以使用routecheck和routeupdate方法了。 初始化的方法有两种。 第一种是在序列号创建之时就进行初始化。 第二种是在routecheck时检查是否有routestatus记录，如果没有，则先进行初始化。 初始化是一种特殊的routeupdate，其工位名是initial。 3.8工艺结束(RouteClose)与工单关闭 工艺结束点也是较为特殊的一

14、个工位，它是所有工艺路线的最后一个工位。按照routeupdate的第二种方法，则系统通过routeupdate自动产生close工位。关闭工单时，系统得到此工单驱动的所有序列号；然后routecheck其当前工位是否都是close；如果全部close则允许关闭工单，否则需强行关闭工单。 按照routeupdate的第一种方法，则routehistory里不包括close工位，所以必须手动关闭。关闭工单时，系统得到此工单驱动的所有序列号；然后routecheck其当前工位是否都是close；如果全部close则允许关闭工单，否则需强行关闭工单。可以在关闭工单时，将其驱动的序列号routeupd

15、ate到close工位。 3.9故障与维修 故障工位与维修工位是较为特殊的route工位，因为它们在routeupdate的同时，还要记录相应的故障与维修记录。故障与维修信息可以看成routeupdate的扩展信息，每一次的故障与维修记录，都通过外键关联到一条routelog历史记录，因此route与故障、维修的动作就接合在一起，可以通过序列号找到它们之间的关联。 3.10自动测试 在现代企业的生产中，为保证产品的质量，往往在生产周期中设置若干个测试点，在大批量的生产中，这些点往往采用自动测试完成。具体的操作是：首先根据产品与工位定义testprofile测试模板，然后输入实测数据，生成测试数

16、据文件，并关联到序列号。由于测试文件与测试模板是关联的，因而能够根据testprofile进行分类统计。自动测试是一个特殊的route工位，操作前需要routecheck，完成后进行routeupdate并生成routelog。测试数据与routelog进行关联，因而可以根据routehistory直接定位测试数据。 3.11产品、工单与工艺路线 产品、工单与工艺路线的关系，见图3-7，装配结构、包装结构、材料跟踪的定义参见后面的章节。第四章装配 4.1装配(assembly)与子装配(sub-assembly) ERP中的产品不仅是物料，它同时还是一个装配件，通过BOM表达它的装配结构。 一

17、个装配件由若干个子装配件组成。 比如一台PC，包含的子装配件有主板、CPU、显卡、硬盘、显示器等，其BOM的结构如图4-1： 这个结构表示一台PC由1件主板、1件CPU、1件显卡、2件硬盘、1件显示器、1件机箱组成。这种结构可以看成PC这种产品的一个属性。在MES系统中，这种结构通过产品工艺路线的若干个工位体现，如图4-2： 图4-2表示PC的装配工艺共分散在4个工位中。 为了记录产品与其子装配之间的关系，我们需要将产品的序列号与子装配的序列号进行关联。具体的操作如表4-3： 关联完成之后，MES数据库里就保留了产品与其装配件之间序列号的关联关系，如图4-4： 从技术的角度而言，有两种方法记录

18、序列号的关联关系。第一种方法是在数据库里保存产品的结构，然后各相关序列号指向这种结构。第二种方法是直接记录各序列号之间的关联关系，形成一棵“树”。比较而言，第一种方法方便形成批量数据关联关系的报表，而第二种方法隔离了序列号数据与产品结构，所以产品的结构变了也不会影响历史数据。 我们更倾向于采用第二种方法，因为这对于后面要说到的序列号关联替换、注销等操作更为方便。 4.2序列号关联表的设计 考虑到关联的结构，用父-子节点来定义树状结构是非常方便的，效率也比较高。如图4-5所示的结构： ID字段是序列号所在的节点，SN是序列号，father_id是序列号的父节点，如为负数则表示此父节点并没有对应的

19、序列号存在，也就是说此SN是该节点数上的根节点，为方便，我们称负数的节点为虚节点。 4.3新增序列号关联 按照节点的设计，任何一次关联动作可以看成把某一节点设置为另一节点的父节点，为方便叙述，我们统一称为把SN1的节点设置为SN2的父节点，或者把SN2关联到SN1上。 新增序列号关联的方法为：更新序列号关联表，设置SN2的父节点等于SN1的节点。 为避免逻辑上的混乱，我们在关联之前必须进行检查，规则为： 1)SN2的父节点必须为虚节点，也就是说SN2是根节点，这样做是为了保证任何一个SN只能有一个父节点。 2)SN2的父节点不能是SN1所在树上的根节点。 例如，将2221关联到1116上，如图

20、4-7 则2221必须没有父节点，这样不会造成大于1个父节点。而且2221必须不等于1116树上的根节点(1111)。4.4序列号关联替换 输入旧序列号SN_old、新序列号SN_new，以进行替换。替换的前提条件： 1)SN_new的父节点必须是虚节点，也就是说，SN_new必须是根节点。 2)SN_new不能等于SN_old所在树上的根节点。 替换的方法为： 1)设置sn_new的父节点等于sn_old的父节点。 2)设置sn_old的父节点为一个新的虚节点，这样sn_old仍可以看成以sn_old为根的一棵树。 如图4-8的已有关联： 以6666替换3333的结果如图4-9： 4.5序列

21、号关联注销 对于在序列号关联表中已有记录的序列号，它不仅有自己的节点，而且也可能是其它序列号的父节点，因此在注销时可能对其它序列号产生影响。 序列号关联注销的动作为： 1)定义该序列号的父节点为一新的虚节点； 2)更新所有该序列号的子节点，分别定义其父节点为新的虚节点。 例如：注销1113，如图4-10所示： 4.6序列号关联查询 输入单个序列号进行关联查询的方法为： 1)追溯至此序列号的根节点。 2)以根节点做递归查询，列出所有树状结构的子节点。 3)在每个节点上，通过关联表得到序列号的相关信息。 这种方法很容易还原生成序列号关联关系的树，而且也不存在效率的问题。 但是在实际的生产中，经常需

22、要做大批量的查询，并且生成格式统一的报表，比如根据工单输出所有的关联序列号。象这种情况，如果还要逐个序列号进行迭代查询的话那么效率就会有很大的影响。解决方法是，在查询之前，系统定期对关联数据进行后台处理，把树表展成平表，这样查询时就无需迭代，一条SQL就可以跑出所有的数据。具体的实现方面，需要数据库设计方面的技巧，也可以参考数据仓库的原理。第五章包装 5.1包装的概念 在MES系统中，我们定义包装的概念为，将一个产品放在某一个不能代表此产品的容器中的动作。 举个例子，将手机放入礼品盒的动作不是包装，因为礼品盒序列号与手机的序列号是一一对应的，可以用礼品盒的序列号来描述此手机，因此两者之间是序列

23、号关联关系。而将多件手机礼品盒打包到托运箱的动作是包装， 因为一个包装箱里包含了若干只手机，因此不能用包装盒来代表某一件具体的手机产品。我们可以将包装理解为在产品生产完成之后，为发货而准备的一个动作。图5-1是一个典型的包装例子： 5.2包装的实现 就技术的角度而言，包装和关联实现的方法基本一致，都是用数据库储存树状的结构。但是由于包装箱和产品的属性还是有较大的差异，因此我们有必要分别处理。具体的来说，首先我们定义包装箱的属性，如尺寸、重量、物料号等，然后建立产品序列号与包装箱序号的引用关系。图5-1的包装箱属性，如表5-2所示： 包装的基本动作是装箱与拆箱，对应于数据库层面的新增引用关系和删

24、除引用关系。5.3包装与发货 发货意味着产品生产周期的结束，在许多企业里，往往有一个独立于ERP与MES的发货管理系统。 在执行发货的动作时，作业人员录入箱号，然后从MES系统里得到此箱所有产品的序列号，以及按照物料汇总的统计信息；然后将序列号信息录入到发货管理系统，将物料汇总信息录入到ERP。为了发货的方便，通常将一些发货的信息反映到包装箱上，如张贴A4报表，或者贴二维条码，以及反映相应的发货单号等。由于许多信息是从MES系统中取的，为了提高效率，往往将这些动作提前放在包装时进行。 也就是说，在包装时就预先记录了部分发货信息。MES与ERP、发货系统的关系，如图5-4所示：图5-4 第六章材

25、料跟踪 6.1为什么需要跟踪材料 在许多情况下，我们需要对生产过程中用到的材料进行跟踪，特别是针对一些关键的采购件。 比如PC生产商发现一批CPU有严重质量缺陷，那么必须知道这批CPU已经被应用到哪些产品中，也就是说必须根据CPU的批次信息，找到与之关联的产品序列号。MES中的材料跟踪模块，就是为实现这个功能而设计的。 6.2定义材料 这里所说的材料，是指产品BOM中要跟踪的零部件列表，通常分散在若干个工位中。要跟踪的零部件列表是产品的一种属性，定义方式如图6-1：6.3定义物料 材料跟踪与装配的不同之处在于，子装配件都有独立的序列号，而待跟踪材料没有独立的序列号，只有物料和批次信息。 比如对

26、于常用的电阻电容，由于同一批次内的产品差异性不大，我们不会追踪到每一个独立的物料。通常对物料的定义建立在最小包装单位上的，如对于盘状包装的贴片元器件，其最小包装单位是盘，也就是说每一个单独的包装盘，都有一个唯一的最小包装物料编号，在此包装单位的所有物料具有完全的可替代性。 最小包装序列号包含以下属性：ERP物料号、单位、数量、供应商信息、进料日期、失效日期。 6.4关联 物料的关联通过一个特殊的route工位进行，具体的操作是关联产品序列号与最小包装物料号。关联的实现方法与装配的方法较为类似，区别在于，装配的时候，所有的序列号之间是一一对应的，而物料关联时，一个最小包装物料号允许关联到多个产品

27、中。如图6-2： 由图可以看出，最小包装1被应用到产品1、产品2中，最小包装4被应用到产品2、产品3中。假设产品1应用到的物料1数量等于2，那么这个物料有可能是在同一个最小包装里的，也有可能是在不同的包装里的，那么怎么区分定义呢？ 在贴片加工的工艺中，除了要定义物料的编号外，还要定义物料的位置，相同物料在同一位置出现的数量只能是1，因此在跟踪时只要记录产品关联的最小包装物料号与位置即可。 而在非贴片加工的工艺中，往往对位置的信息并不敏感，因此在关联时只要记录产品序列号，以及与之关联的最小包装物料号和数量即可。 6.5跟踪 通常有两种跟踪方式。 第一种是根据序列号跟踪物料。根据工单或其它产品信息

28、，得到产品序列号的集合，然后根据序列号集合得到物料的批次信息。 第二种是根据物料跟踪序列号。跟踪的依据都是最小包装物料号和序列号的关联关系。第七章架构 7.1模块 MES主要由资源管理、流程控制、报表查询3个大的模块组成，如图7-1所示： MES中的资源包括工单、产品、序列号。工单从ERP导入，产品的基本信息也在ERP中定义。序列号根据工单和产品信息，在MES系统本地产生。流程控制模块包括工艺路线控制、装配控制、包装控制、材料跟踪控制。这些控制模块都根据产品定义，然后基于序列号进行控制。尽管工单、产品、序列号几乎贯穿于所有流程控制模块，但是我们会将它们的扩展属性与基本属性分离，并拆分到各相应的

29、控制模块中，这样就保证了各控制模块的逻辑分闭。 数据中心模块包括数据整理和数据查询。此模块将资源管理和流程控制中的数据，定期在后台按照一定的规则进行整理归类，然后提供统一的接口进行分析查询。由于MES中的数量非常庞大，各类数据之间的引用关系又较为复杂，数据不整理的话，进行统计查询的效率会非常低。 7.2角色 表7-2列出了MES系统中的基本角色及其功能。 7.3数据库 由于MES系统的数据量庞大，连接数和并发量都比一般的系统大得多，所以必须采用支持这种特性的数据库，如oracle和sqlserver。7.4服务器 从逻辑上来说，MES系统应包含以下3种服务台：http服务器、ftp服务器、em

30、ail服务器。http服务器提供以下服务：webservice、权限管理、报表查询、其它后台数据处理。 ftp服务器提供以下服务：文件存储、版本更新。 email服务器提供以下服务：与外界接口、系统消息发送。 7.5客户端 系统采用三层架构，客户端通过webservice进行事务处理。 客户端根据角色的不同，提供不同的功能。对于制造工程师，客户端提供的功能是定义产品的工艺路线。工艺路线由工位组成，而装配结构、包装结构、物料跟踪结构、测试模板均定义在工位上，因此客户端的核心功能是对工位的定义。 对于生产主管而言，客户端提供的功能是激活工单，即将工单关联到具体的序列号。对于生产作业人员而言，客户端

31、提供的功能是产生序列号和实现各工位的具体操作，因此其核心功能是解析系统对工位的定义，并展现相应的结构，实现数据录入和流程控制。 第八章外部数据管理 8.1外部数据 目前生产外包的现象已经非常普遍。为了方便生产数据的综合分析，必须将外部数据集中到企业的中央数据库。图8-1是一个典型的外部数据管理流程。 由图8-1可以看出，OEM控制系统是一个逻辑封闭的系统，与MES的中央数据库通过接口进行数据交换。 OEM的数据经过整理之后进入数据中心，就可以象本地的数据一样，采用统一的报表进行查询分析。 8.2数据分类 为了方便对OEM数据的统一管理，应该分析数据的特性，按照数据类型进行分类，经过分类的数据类

32、型适用于所有的OEM厂商。OEM最基本的数据类型有：序列号基础信息、装配信息、包装信息、测试信息等。对于已定义的数据类型，所有的OEM厂商都以相同的格式存储数据。 8.3数据传输 最方便的数据传输方式是通过FTP传输。 OEM的数据首先在本地汇集到一台PC上，然后通过FTP上传到企业的FTP服务器上。可以在FTP上，根据数据类型的不同，创建若干个子目录，以方便数据的后续处理。 由于数据类型和OEM厂商无关，所以所有的OEM厂商都可以用同一个数据传输程序进行数据上传，有助于数据安全和控制。 8.4数据处理 MES的程序从FTP服务器上取数据，经过整理之后导入数据中心。由于数据已经按照特性进行了分

33、类，所以可以很方便地编写导入程序，定期在后台运行。数据一旦进入MES数据库，就和本地产生的数据没有本质的差别，可以应用相同的规则进行数据整理，因此不需要开发额外的报表。附录资料：不需要的可以自行删除电气设备系统布线规范1目的和分类 1.1 合适的布线（包括线缆选择与布敷、屏蔽连接与工艺）可以有效地减少外部环境对信号的干扰以及各种线缆之间的相互干扰，提高设备运行的可靠性。同时，也便于查找故障原因和维护工作，提高产品的可用性。 1.2线缆大致分成以下几种类型： A类：敏感信号线缆 B类：低压信号线缆 D类：辅助电路配电电缆 E类：主电路配电电缆 1.3 A类 指各种串行通信（如以太网、RS485等

34、）电缆、数据传输总线、ATC天线和通信电缆，无线电、以及各类毫伏级（如热电偶、应变信号等）信号线。 1.4 B类 指5V、15V、24V、010mA、420mA等低压信号线（如各种传感器信号、同步电压等）以及广播音频、对讲音频电缆。 1.5 D类 指220/400V、连接各种辅助电机、辅助逆变器的电缆。 1.6 E类 指额定电压3kV（最大3600V）以下，500V以上的电力电缆。1.7 这4类信号中，就易被干扰而言，按AE的顺序排列，A类线最易被干扰；就发射的电磁骚扰而言，按EA的顺序排列，E类发射的骚扰最强。 2线缆选择的基本原则 2.1 应选择阻燃、无卤（或低卤）、无毒的绝缘线缆，线缆应

35、具备良好的拉伸强度、耐磨损性和柔软性，以适应振动冲击的环境。 2.2 根据信号的电压等级、额定电流、预期短路电流、频率、环境条件、电磁兼容性要求及预期寿命来选择电缆的型号和规格。线缆应符合TB/T 1484的要求。 2.3 配电电缆截面积按发热条件选择，负载电流必须小于允许载流量（安全载流量）。 2.4 电缆以线芯长期允许工作温度分成：A组（不超过100）和B组（不超过125）。 2.5 交流系统中，电缆的额定电压至少应等于系统的标称电压；直流系统中，该系统的标称电压应不大于该电缆额定电压的1.5倍。 2.6 T同轴电缆的抗干扰性能较好，传输距离长，可用作视频、射频信号的电缆。2.7 铜母线一

36、般应根据GB 5584.2及GB5585.2，选择采用TBY、TBR型扁铜线及TMY、TMR型铜母线。 2.8 对于A类和B类应采用双绞屏蔽电缆，A类中的通信线必要时可采用光纤。 2.9 T配电电缆宜用屏蔽电缆，以防止对外部的辐射干扰。 3布线的基本要求 3.1 电气设备的布线应符合设计规定的电路图及装置布线图要求。 4电子装置的布线 4.1 布线原则 4.1.1机车电子装置内两接线端子间电线不允许剪接。 4.1.2导线穿过金属板（管）孔时，应在板（管）孔上装有绝缘护套（出线环或出线套）。 4.1.3导线弯曲时，过渡半径应为导线直径的3倍以上，导线束弯曲时也应符合该要求，并圆滑过渡。 4.1.

37、4电线和各接线端子、电气设备及插头插座连接时，要留一定的弧度，以利于解连和重新连接。 4.1.5 导线连接原则上应通过接头，视具体情况采用压接、焊接、插接、绕接等方式。 4.1.6除绕接线外，每根导线两端必须有清晰牢固的线号，线号套管在导线上不易移动，视看方便，至少要保持一个大修期。 4.1.7电线槽安装应牢固，导线要用扎线带、线卡等以适当间隔可靠固定，防止振动造成损伤。 4.1.8电线电缆出入线槽、线管时必须加以保护，管口应加绝缘套（有油处应耐油）或用绝缘物包扎。 4.1.9对外有一定干扰或自身需防止干扰的信号，在对外布线及装置内部布线时需采用屏蔽线，屏蔽层应接至机箱外部的专用接地母排或通过

38、连接器外壳接至机箱箱体上。 4.1.10 T插体箱内部各电路板间的连接宜采用绕接或插接布线。在布线密度过高时宜采用背板工艺方式。 4.1.11所有绕接布线起码应符合IEC 60352-1规定的改进型。同一位置不能既有焊接又有绕 接。绕接线应适合于选定的绕接工序，且至少应紧绕3匝以上。 4.1.12设计绕接布线时应考虑同一针上最多绕接3根导线。 4.1.13在插件箱布线时，对A、B、C三类信号要分区走线，尽量减少C类对A、B类的干扰。C类中的电源线宜用双绞线插接布线，脉冲信号线应用双绞线绕接。A类应用双绞线最后绕接并避开C类导线。 4.1.14多芯电缆应留有10%或至少2根备用绝缘线芯。连接器中

39、应留有相应数量的备用接点。 4.1.15 T蓄电池供电电缆的分支应尽可能地靠近蓄电池。 4.2电子装置中使用的接头应符合TB/T 1507-93中第7章的要求。插头及插座应符合TB/T15082005中5.6条的规定。 4.3 线槽的出口边缘必须光滑，不得有尖角和毛刺。 4.4电线绑扎及固定 4.4.1在金属扎线杆、板的所有长度上，应用绝缘带半叠绕一层后再扎线。叠绕方向由下至上（水平方向叠绕除外）。 4.4.2电子装置中的电线和线束，在扎线杆、板端部、分岔线束根部及线束拐弯处均应有束带紧固。其它区段视情况可以连续包扎，也可以分段绑扎，但分段间隔不超过200mm。 4.4.3 线卡或绑扎带应有足

40、够的电气强度和机械强度。 4.4.4 T电源滤波器的进线宜单独走线，不宜与出线绑扎在一束中。 4.5线号 4.5.1 线号标记可采用下列形式之一： 线号的数字； 连接处的电气设备项目代号与端子代号的组合。 4.5.2 线号的标注为机械制图标注法，具体见TB/T 15082005第5.4.8款。 4.5.3 线号应固定在线适当位置，不得因振动而丢失。 5E类、D类的布线 5.1安全措施 5.1.1 电气设备外壳必须有良好的接地。 5.1.2 电气设备应具有GB 4208规定的IP 32级以上的防护等级。 5.1.3 带有插座输出的电路应有防止相关人员接近的安全保护措施。 5.1.4 对有大电容器

41、的设备必须有在电容放完电后才允许接近的措施。 5.2铜母线及其连接 5.2.1 母线落料、钻孔和冲孔后，应去毛刺。 5.2.2铜母线、扁铜线平弯时，弯曲内半径不小于窄边宽度；扁弯时弯曲内半径不小于母线宽边宽度。 5.2.3 母线焊接处的焊缝必须牢固、均匀、无虚焊、裂纹、气泡和夹渣等现象。 5.2.4 母线应平整、调直，表面不得有高于1mm的折皱。母线弯制后不应有裂纹或裂口。 5.2.5母线和母线连接处，母线与电器端子连接处的连接长度不小于铜排的宽度，并应采用镀（搪）锡、镀银等防电化腐蚀措施。对铜母线的其余部分可以采用镀（搪）锡、刷油漆、包扎绝缘等防护措施。 5.2.6 母线和母线、母线和电器端

42、子连接处应平整、密贴。必要时可采用接合电阻等方法检查。 5.2.7 母线和母线间的电气间隙和爬电距离应符合TB/T 1508的规定。 5.2.8 连接应做到安全和接触可靠，在容易接触到雾滴的连接处，要有可靠的防水措施。 5.3 电线电缆的弯曲半径应满足以下要求且应圆滑过渡： 当电缆直径小于或等于10mm时，不小于电缆外径的2倍； 当电缆直径大于10mm而小于20mm时，不小于电缆外径的4倍； 当电缆直径大于20mm时，不小于电缆外径的6倍。 5.4 电缆接头应按照TB/T 1507中7.17.4条的规定，根据电缆的截面选用。 5.5布线原则 5.5.1 E类电缆应远离A、B类电缆至少0.5m，

43、离C类电缆0.4m，离D类电缆0.3m。各类电缆应分束、分槽布线。 5.5.2 T如果不同类的电缆发生交叉，电缆与电缆之间宜成直角。 5.5.3应注意使电缆尽量远离发热器件。 发热温度在100以内的发热器件，电线与之距离需20mm； 发热温度在100300的发热器件，电线与之距离需30mm； 发热在300以上，如无隔热、防火措施者，电线与之距离需80mm；如有隔热、防火措施，则以实际可能的温度考虑。达不到此距离时，允许穿瓷套来解决。 5.5.4电缆可以采用线槽、线管，也可以裸露布线。线槽管的端部以及电线引出口不得浸漏油、水。裸露布置的电线必须充分注意不得浸入油、水。 5.5.5 电缆布线经过设

44、备柜体上金属隔板的孔应不影响柜体的强度。 5.5.6 穿入线管的高压电缆，外径面积之和不应超过线管内孔截面积的60%（一根电线的可以例外） 5.5.7 高压电缆两端接线应采用接头压接（与接插件相连者除外），符合TB/T 1507中7.5条的规定。 5.5.8 T干线与支线连接宜采用接线座，4mm2以下电线电缆可采用焊接形式。 5.5.9 每个螺栓接线座（端子）上接线数： 用于供电连接时，不应超过2根； 用于控制和接地连接时，不应超过4根。 5.5.10导体标称截面积16mm2的单芯或多芯电缆敷设在机车车辆上时，备用长度不宜太长，但在每一端留有的备用长度应允许进行至少3次的重新端接。 5.6布线

45、工艺 5.6.1 两接线端子间电缆不允许剪接，电缆应在接线端子或电器接线处连接。 5.6.2 与接线端子相连的电线电缆，剥线长度按TB/T 15071993的规定，剥线时线芯不应有损伤、断股现象。 5.6.3 电线管、槽安装应牢固、电缆要用扎线带、线卡等以适当间隔可靠固定，防止振动造成损伤。 5.6.4电线电缆出入线槽、线管及穿过金属隔板的孔、口时，必须加以防护。所有各孔、管口应加绝缘套（有油处应耐油）或用绝缘物包扎。 5.6.5在金属扎线杆的所有长度上，应用塑料带或绝缘带叠绕，叠绕方向应由下至上（水平方向叠绕除外） 5.6.6 电缆绑扎应紧固整齐、横平竖直、外形美观。 5.6.7电缆束中，各

46、电缆应平整，电缆（束）在扎线杆（板）端部、分岔电缆束根部、电缆束拐弯处均应有束带紧固。其它区段可用束带进行连续或分段绑扎，但分段间隔不超过200mm。 5.6.8电缆与接线端采用螺纹式接线座连接时，接线柱对电线电缆的最低保持力应符合工艺文件的规定。 5.7线号标记 5.7.1每根电缆两端必须有牢固的线号，每个插头、座，每个接线座（端子）上或安装装置处必须有清晰牢固的代号标记；铜母线要打钢印号码。导线标记至少要保持一个大修期。 5.7.2线号套管或线号标牌在电缆上应不易移动、视看方便，线号标注方法为机械制图标注法，详见TB/T 15082005第5.4.8款。 6A、B类的布线 6.1 A、B类

47、布线除下面特殊要求外，其余可参照第4章电子装置的布线。 6.2 A类中通信线的选择 6.2.1各种专用于通信的通信线，如总线RS485、RS422、CAN 、RS232C等，应符合TB/T 1484.3通信网络用电缆的规定。 20.75mm2双绞屏蔽电缆（带护套） 120.5mm210.5mm2三芯屏蔽电缆（带护套） 其它通信线可根据频率来选择各种双绞屏蔽电缆或同轴电缆。 6.2布线原则 6.2.1 A、B类电缆至少离C类0.1m、离D类0.2m、离E类0.5m。对于个别确有困难达到上述要求时，必须用普列卡钢质软管、金属管、线槽或其它措施加强屏蔽，隔离体要单独接地，接地线长度应小于1m。 6.

48、2.2 T如果不同类的电缆发生交叉，电缆与电缆之间宜成直角。 6.2.3 A类线应尽量布置在单独的线槽或钢管内，它不得与60V以上的控制线敷设在同一管道内，钢管两端应接地。 6.2.4 通信线的弯曲半径不得小于5倍电缆外径。 6.2.5 通信线应采用压接工艺通过插头插座连接。 6.2.6在两个插头（座）之间通信线必须连续，禁止任何中间的连接，以减少通信信号的损失。 6.2.7 通信线的最末两端应接端接器，其阻值必须与通信线的特性阻抗匹配。 6.4 WTB列车总线 6.3光纤布线 6.3.1光缆布放前，其两端应贴有标签，标明起始和终端位置，标签应书写清晰、端正和正确。 6.3.2布放光缆应平直，

49、不得产生扭绞、打圈现象，不应受到外力挤压和损伤。布放中应手持电缆以免光纤受力。 6.3.3 光纤弯曲半径不小于100mm。 6.3.4 光纤的长度是预估的，对于长了的光纤，可在适当地方束起来，但要注意弯曲半径。 6.3.5光纤的插头及星耦器，插件上的插座都有保护盖，以防光路污染。连接时应取下保护盖，并保存好保护盖，以便以后拆卸时仍可以保护。 技术要求（一）、操作面板1、操作面板的位置要合适，便于操作及操作者观察设备运行情况。2、指示灯要求设置齐全，不同功能的指示灯，使用不同颜色。具体要求为：电源指示灯绿色，状态灯黄色，故障灯红色。3、按钮开关设置齐全，能够独立运行的部件，都应有相应的手动操作按钮。4、急停按钮采用红色蘑菇头自锁按钮，连接常闭点。5、操作面板上的指示灯、按钮开关等，要有明确的名称指示标牌,并要可靠固定。标牌采用金属刻字标牌。6、设备自动运行时，在任何位置，按停止键设备停止后，都能用手动操作恢复到初始状态，并继续自动运行。7、设备急停后，必须进行复位，才能进行手动操作；恢复