Wire Processing and Testing for Data Center Equipment Manufacturers

Data Centers

数据中心热潮席卷生产车间
由于每个数据中心都需要使用数英里的加工电线，自动化电线加工和测试将不断增长的需求转化为扩大规模的机会。
  • 高功率密度和先进冷却技术
    数据中心基础设施的巨大电力需求和高热负荷推动了更强大的配电系统和日益复杂的冷却系统的应用。自动化和集成测试有助于在时间紧迫的情况下满足这些需求。
  • 小批量生产的高复杂性
    定制的配电单元 (PDU)、开关柜和冷却系统意味着数千种独特的电线配置。从 ECAD 到电线加工和测试的数字化工作流程使生产更灵活、更高效、更具成本效益。
  • 100% 测试实现端到端质量
    从配电到冷却，每根加工过的多股线都必须进行测试和记录，尤其是在将数据中心连接在一起的高速联网层。自动化测试能够大规模验证每个连接，而不仅仅是抽样检测。
  • 技术人员短缺和时间压力
    数据中心供应商面临着严峻的挑战，例如技术熟练人员短缺，同时还需应对紧迫的交付期限。这些挑战可以通过渐进式自动化来克服，同时不忽视 ROI。

配电

每个数据中心的电力核心

配电系统覆盖数据中心的每个角落，从中压开关设备和不间断电源 (UPS) 系统，到低压开关设备、PDU 和母线槽分接头。涉及的多股线种类繁多，从小型的单芯控制电线到重型多芯电力多股线。制造此设备是一个高度定制化的过程：这些电线密集型面板通常按订单小批量生产，每个系统包含数千个连接点，而在技术熟练人员稀缺且工期紧迫的当下，其接线工作仍主要依靠手工完成。

控制柜和开关设备接线

低压开关设备和控制柜可容纳最高密度的离散单芯导线，通常在 0.5 至 6 mm²（20 至 10 AWG）范围内。单个控制柜可容纳数千根电线和数千个独立连接点，由于布线、标记和压接均根据电气原理图手工完成，即使是技术娴熟的技师处理一根复杂电线也可能耗时长达 20 分钟。

这正是 Komax 集团展现显著优势的地方，因为数据正成为生产力的关键要素。无需手动重新输入电线列表，而是将 ECAD 中生成的工程数据转换为可生产且经过优化的线束。WIRE Mind 平台自动化数据准备，在必要时协助确定电线长度，并管理 Zeta 工作负载，而 Zeta 在一个周期内切割、标记、剥线和压接电线，并按安装顺序进行交付。WIRE Mind 和 Zeta 作为一个系统协同工作，正是这种组合使最高产出成为可能。通过我们在 Omega 机器上实现的全自动预装配工艺，可将连接器和端子排直接进行布线，从而达到更高的自动化水平。

同一工艺和机器同样适用于低压开关设备、PDU以及母线槽分接头。由于几乎每个系统都具有独特的配置，这种数据驱动方法通常是最快获得回报的自动化投资。

用于中压开关设备、UPS 和发电机的重型电力电缆

中压开关设备、UPS 系统、发电机和一次配电系统依赖于更粗的单芯电力电缆和更大的端子，这些设备全天候承载负载。在这方面，Komax 同样提供久经考验的解决方案：我们的自动压接生产线可生产高达 95 mm²（3/0 AWG）的端接电力组件，质量稳定且可重复；而我们的半自动机器则可对截面积高达 300 mm²（MCM 600）的电线或电缆进行切割和剥线。

另一方面，多芯电源线束在大多数工厂仍主要依靠手工组装。没有单一供应商能够自动化每一步，因此真正的价值在于在产生最大差异的地方应用自动化。

无论横截面大小如何，电源连接必须符合 IPC/WHMA-A-620 等标准，具备压接力监控和完整的文档记录，相关内容详见“测试和质量保证”部分。

冷却系统

多芯接线是热管理的核心

冷却系统是数据中心中电气电缆使用最密集的部分之一。在典型的冷水机组中，大约 60% 的电气连接采用单芯线，40% 采用多芯电缆，通常为无屏蔽的 3G1.5（3x14AWG）规格，连接至风扇、风门、阀门和其他执行器或传感器。在加工方面，这种多芯电缆的制备与控制柜接线非常相似，因此适用同样的自动化工艺。手动将电缆铺设到每个单元中，在需求增长速度快于团队扩展速度的情况下，为单一系统准备和装配接线可能需要一个生产团队长达两周的时间。

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网络互联

大规模高速数据

网络是数据中心连接成倍增加的地方。从互联网服务提供商（ISP）开始，经过防火墙、交换机和主干网，一直延伸到服务器机架，数据通过铜缆、同轴电缆和光纤传输，其中铜缆负责短距离连接，光纤则承担长距离、高速传输的任务。人工智能改变了规模：传统云流量呈南北向流动，受互联网连接速度限制，而人工智能工作负载则在叶脊网络中产生东西向流量，这是因为图形处理单元（GPU）之间需要相互通信。这将使连接数量呈指数倍增，并将速度提高到 800G 及更高，使网络成为任何数据中心中连接密集度最高的部分。从 DAC 和 twinax 链路到完整的 NVLink 主干，许多这些高速组件由专业互连制造商制造，其工艺与传统的电线加工大相径庭。

加工网络背后的电缆

在如此速度下，绝不容许任何偏差。在单个设施中拥有数百万个连接，可靠的网络构建始于精确的多股线和电线加工。光纤和 RJ45 电缆是加工要求各不相同的两个典型例子：根据电缆结构的不同，准备工作可能包括切割和剥线以及护套、屏蔽层和多层结构的加工。

这正是 Komax 发挥作用之处。对于光纤应用，可以在 WIRE Flow 软件中将所需光纤长度规划为生产订单，并直接发送至 E300 进行加工。这将数字化生产规划与机器相连接，减少了生产准备中的手动接触点，使不同光纤长度更易于管理。对于 RJ45 加工，不同的多股线结构要求生产过程具有灵活性。komax 集团的切割剥线和电线剥线解决方案覆盖这些不断变化的需求，而快速的设置功能则使设备能够更轻松地在不同应用之间切换。其结果是，在保持一致加工质量的同时，能够灵活应对不断变化的线缆要求，这正是网络层在规模化生产中所需的。

测试和质量保证

符合严格的零缺陷公差和 100% 电气测试

数据中心的每个电气系统，无论是开关柜、冷水机组控制面板还是高速铜链，都需要进行 100% 电气和安全测试，并提供完整的文档记录。IPC/WHMA-A-620 Class 3 等高可靠性标准不会留下任何采样空间。每个连接都必须经过测试，每个结果都必须以符合审计要求的方式进行记录。每个系统有数千个连接，手动检查根本无法跟上。

它是否正常工作？您能证明吗？

每个数据中心运营商都需要回答这两个问题。因为数据中心对零故障容差的执行是不可协商的，要符合这一要求，意味着要将质量构建到三个阶段中，而非在最后检查。

生产过程中的测试
质量始于生产过程内部，在组件离开机器之前，通过压接力监控、横截面分析和拉脱测试确认每个端接的完整性。
测试成品组件
连续性测试可确认每个连接是否均存在、正确且在其电阻限值内，而功能测试可验证成品机柜是否实际上按预期运行。线束和电缆组件添加高压（hipot）测试。测试对象为所有连接点而非进行抽样，从而消除了操作人员操作差异带来的影响。
完整的可审计文档
良好的质量控制以文档记录为终点。每个结果都被记录并与其组件相关联，以实现完全可追溯性，为操作人员和总承包商提供他们所需的可审计文档。

在同类开关柜上，过去手动需要近四小时的功能测试在 adaptronic NT 600 上不到三分钟即可完成。对于数据中心所需的庞大处理量而言，正是这一点将 100% 测试从瓶颈转变为标准流程。以下测试系统涵盖了从连续性和功能测试到完整机架最终测试的每个阶段。

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常见问题

您是否有任何疑问？

您是否对自动化电线加工、处理重型电力电缆、冷却系统接线，或数据中心组件的测试与可追溯性有疑问？在这里，您可以找到制造此设备的制造商最常见问题的答案。

数据中心使用哪些多股线、线束和连接？

现代化数据中心依靠三大领域布线：配电、冷却和网络。多股线种类繁多，从厚壁电力多股线和单芯控制多股线，到多芯冷却多股线，以及高速铜缆和光纤多股线。

配电

使用的多股线包括单芯控制多股线（在美国通常为 SIS 和 MTW 类型）、规格范围从 6 AWG 到 500 MCM 的厚壁电源多股线、母线，以及 PDU 多股线和电源连接多股线。连接使用压接连接器和线端套管，这些部件通过 Zeta 640、 Alpha 560 和 MegaStrip 9680 等机器上进行加工。

冷却系统

布线由控制面板内的单芯控制多股线和通向风扇、泵和传感器的多芯多股线混合组成，这些多股线通常用印刷热缩管标记和线端套管进行终端处理。这些加工操作由 PowerStrip 9580 和 Zeta 产品完成。

网络和服务器基础设施

铜缆、同轴多股线和双轴多股线组件，包括用于短距离高速连接的 DAC（直接连接铜缆）和 ACC（全铝导体），用于机架内及机架间服务器连接；而光纤多股线组件则用于覆盖更长距离并提供更高带宽，而 Cat6A 则为管理网络供电。无论是哪种类型的连接，都必须使用 Cirris 8250 和 adaptronic NT 700 等系统对每个连接进行电气测试和记录。

在布线和配电方面，人工智能数据中心与传统数据中心有何不同？

人工智能数据中心不仅比传统数据中心更大，而且需要大量并行计算、更高功率密度、更先进的冷却系统、超快的内部通信以及专为特定用途设计的基础设施。

对于供应商来说，这一转变带来了三个实际影响：

  • 电力多股线变得更重，横截面积增大至 500 MCM，端接必须在持续负载下保持一致。

  • 液体冷却取代了大部分空气冷却，为泵、风扇和传感器增加了更多多芯多股线布线。

  • 而且，庞大的多股线数量加上对故障的零容忍度，提高了对 100% 电气测试和可审计文档的要求。

电缆束或机柜制造商如何成为数据中心供应商？

我们有个好消息：数据中心热潮正好需要电缆束和机柜制造商已经具备的技能。拥有电线加工和面板制造经验的公司，包括那些从汽车或机械制造行业多元化发展的公司，都具备进军开关设备、配电和冷却设备领域的良好条件。

在供应数据中心方面，三件事至关重要：提供所需的性能（尽管人力短缺），满足紧迫的交付期限，最重要的是，满足数据中心运营商期望的质量要求（根据 IPC/WHMA-A-620 和 UL 规定，进行 100% 检验以及提供可接受审计的文档记录）。自动化和集成测试程序可帮助避免数据中心供应瓶颈。

自动化如何帮助数据中心供应商应对技术人员短缺？

技术人员短缺是数据中心供应商面临的最大限制之一。自动化帮助的方式不是取代经验丰富的员工，而是通过将重复且体力要求高的步骤从他们手中接过来，从而让他们的专业知识能够发挥在最重要的地方。

其作用体现在多个方面：

  • 无论操作员或班次如何，自动化加工都能交付始终如一的质量，这在当今手动压接每根复杂电线可能需要长达 20 分钟，或者为单个冷却单元接线需要团队两周时间的情况下至关重要。

  • 连续的数据路径将数字电线清单直接馈送到机器，减少了对稀缺专业人员的依赖，又缩短了新员工的入职培训时间。

  • 自动化测试检查成千上万个连接，这是任何团队都无法手动验证的。

不要惊慌：自动化是一个渐进的过程，而非一蹴而就。如果您有兴趣通过自动化扩大规模，请联系我们。我们将分析您当前的生产配置，并从我们广泛的产品组合中为您找到最合适的解决方案。

哪些电线加工可以为开关柜和控制柜实现自动化？

简而言之：几乎所有步骤。

详细回答：从切削和标记到剥线、压接以及安装线端套管，所有这些步骤都可以在单个机器循环中完成，而无需作为独立的手动步骤进行。

有两个关键因素在此起着决定性作用：

  • 多股线可以按照安装的确切顺序制造，从而使用即装即用的套件进行组装，而不是使用散装多股线，同时，订单数据可以直接从 ECAD、3D 甚至 Excel 多股线列表传输到机器，而无需手动输入。为此，WIRE Mind 或 DLW 等软件将数据直接传输至加工机器。

  • 对于全自动控制面板多股线生产，Zeta 640 可在单次通过中完成多股线的切割、标记、剥线和以及带线端套管的压接。对于部分自动化过程，切割和剥线机处理单个步骤，台式压接机处理包括直型和弯型在内的散装接触件和连接器。

由于控制柜包含各种各样多股线和连接器，因此适合的自动化水平取决于您的特定多股线配置和批次大小 - 欢迎随时联系我们，获取无义务咨询。

如果电线列表仍在 Excel 中，我可以实现电线加工自动化吗？

可以。Excel 电线列表是一个很好的开始，您不需要立即使用完整的 ECAD 或 3D 系统。许多开关装置和控制面板制造商正是这样开始的。

WIRE Mind 和 DLW 等软件可以从您的 Excel 列表中导入数据，并直接发送到加工机器，消除手动重新输入及其带来的错误。

您的数据结构化程度越高，您能实现的自动化程度就越高：向 ECAD 或 3D 设计数据的过渡将带来更全面的优势，例如自动排序和无缝可追溯性。关键在于，您可以从现有的数据开始，逐步过渡到更为集成的流程，例如在 Zeta 640 等机器上实现。

针对重型电线和截面积高达 500 MCM 的大型截面，有哪些自动化解决方案？

重型电力多股线主要用于中压开关设备、UPS系统、发电机和一次配电系统中。针对这些应用，Alpha 560 可生产质量稳定且可重复的压接到压接组件，而 MegaStrip 9680 可切割和剥线高达约 300 mm²（600 MCM）的大截面积。

压接力监控确保每个端接都具有可重复性。最大的横截面积和多芯电源线仍采用半自动化或人工操作，因此其价值在于将承载最高产量和负载的工序实现自动化。

如何实现冷却系统多芯多股线的自动化加工？

如今，这一过程的大部分环节均可实现自动化。控制面板单芯接线在 Zeta 640 上全自动运行，而连接到风扇、泵和传感器的多芯多股线在 MultiStrip 9480 上进行切割和剥线，随后由 CableCoiler 1300 将成品多股线卷绕，并由台式压接机处理散装接触件。

使用 WIRE Mind 等软件，可以将任务数据直接从 ECAD 或 Excel 传输到机器。

全自动单次通过加工，将剥线、印刷热缩管标记和套管安装结合在单次通过中，是我们与 HVAC/冷却行业制造商合作积极研发的领域。因此，下一步的最佳举措是仔细考察您的特定多股线系列。

如何高效实施中心多股线组件的 100% 测试？

数据中心的电气系统在一点上与许多其他电气系统有着关键区别：每个系统都有数千个连接点，且每个连接点都必须进行测试，而不能像许多其他行业那样仅进行随机抽样测试。因此，效率不仅是有益的，在当今数据中心设备需求旺盛、时间紧迫的情况下，它更是确保 100% 测试的唯一途径。

最有效的方法是将测试过程自动化，并分两步进行：首先是子组件，然后是最终组件。

自动化测试仪在几秒钟内检查每个连接，并同时记录结果。与仅在机柜或机架完全组装后才发现故障相比，在子组装阶段早期检测故障更具成本效益。Cirris Easy-Touch Pro 覆盖多达 512 个连接的组件，Cirris 8250 适合较大型多股线线束及完整机架的最终测试，而 adaptronic NT 700 则能处理复杂多股线线束和高压测试。

每台设备在单次通过中测试连续性、电阻和绝缘，确保每根电线都处于正确位置，并记录结果以备审计证明。这使得测试成为一个快速、可重复的步骤，不再造成瓶颈。

数据中心多股线生产有哪些可追溯性和文档记录选项？

数据中心运营商不仅想知道多股线组件是否正常工作，还希望获得证明 —— 通常需要追溯到每个连接及其序列号。这就是为什么从第一次切割到最终测试，可追溯性集成到整个过程中的原因，而非仅在最后阶段添加。

在此过程中，多个选项协同作用：

  1. 在生产过程中，压接力监控会在每个连接完成时记录其质量。由于任务数据可以从 ECAD 或 Excel 导入（例如使用 WIRE Mind 或 DLW 等软件）），并贯穿整个处理流程直至测试环节，因此每个记录的结果都可追溯至原始电线列表。

  2. 多股线组件可以使用唯一 ID 进行序列化，在许多网络应用中，甚至可以追踪单个引脚和连接器。Cirris 8250、 Cirris Easy-Touch Pro 和 adaptronic NT 700 等测试系统记录每个连接的实际测量值，例如电阻、绝缘和高电压测试结果，而不仅仅是“通过”或“失败”的判定。

由此产生的文档经得起审计，既能满足操作人员和总承包商的要求，也符合 IPC/WHMA-A-620 等标准。

Komax 机器是否支持 IPC/WHMA-A-620（3 级）和 UL 标准- 包括拉脱力测试和压接力监控？

是的。加工机器和测试系统均按照 IPC/WHMA-A-620 标准（最高至 3 级）及 UL 要求构建，包括此处提及的具体检查。

质量在两个方面得到确认：

生产过程中的质量保证

压接力监控在每次压接时进行检查，并标记任何偏差，这是满足 3 级标准所要求的压接重复性的基础。拉脱力测试和横截面分析随后按照相同标准验证端接的机械完整性。

组件测试

 在电气方面，测试系统 Cirris 8250 ，Cirris Easy-Touch Pro, 和 adaptronic NT 700，可运行连续性、电阻和高压（hipot）测试，并可设置为标准所需的精确验收限值，包括 UL 介电强度标准（额定电压的两倍加 1,000 V）。

从首次压接到最终测试，合规性均得到严格执行并有据可查。

哪些测试系统适合拥有数百到数千个连接的线束？

选择合适的系统主要取决于两点：连接数量和电压水平。自动化测试系统可从几百个测试点扩展到数千个，并在单次运行中检查每个连接，这是测试拥有如此多端接的线束或机柜的唯一实用方法。

按连接数量划分的简要指南

  • Cirris Easy-Touch Pro 可覆盖多达 512 个连接的组件，非常适合中型线束和面板。

  • Cirris 8250 的测试规模可扩展至数千个连接点，甚至可进行完整的机架最终测试，适用于大型开关柜和服务器机架。

  • adaptronic NT 700 和 NT 600 涵盖复杂的线束和功能测试，KT 211 提供带探头的引导式连续性测试。

所有设备均能在一次自动化运行中运行连续性、电阻和高压（hipot）测试，并记录每个连接的测量值，以便在测试时生成文档。