摘要：傳統(tǒng)的線束設(shè)計(jì)方法是一個(gè)線束總成零部件對(duì)應(yīng)一張圖紙。但是對(duì)于商用車，車輛個(gè)性化定制非常多，造成線束產(chǎn)品種類多。如采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)及生產(chǎn)工作量較大，且不便于對(duì)零部件的管理。文章闡述了一種基于模塊化的線束設(shè)計(jì)方法，將一個(gè)線束總成拆分成若干模塊，通過(guò)不同模塊的排列組合實(shí)現(xiàn)不同的線束功能，極大減少了線束設(shè)計(jì)及生產(chǎn)的工作量。
關(guān)鍵詞：重型卡車；線束設(shè)計(jì)；模塊化；插接器
傳統(tǒng)的線束設(shè)計(jì)方法主要采用按配置列表進(jìn)行開(kāi)發(fā)的方式進(jìn)行，即，每個(gè)配置對(duì)應(yīng)特定的線束總成。但對(duì)于商用車產(chǎn)品，由于車輛除了開(kāi)發(fā)階段預(yù)設(shè)的多種配置外，在生產(chǎn)過(guò)程中，仍會(huì)有客戶按自身要求進(jìn)行定制化車輛的需求，且具有需求量小的特點(diǎn)，基本表現(xiàn)為“量小變化多”。隨著汽車電氣電子配置的不斷增加，線束的復(fù)雜度也迅速提升，如果延續(xù)傳統(tǒng)的在設(shè)計(jì)階段固定配置的開(kāi)發(fā)模式，將很難滿足商用車的實(shí)際要求，且對(duì)線束生產(chǎn)也造成非常大的壓力。因此，如果采用模塊化設(shè)計(jì)的方法，能有效解決上述問(wèn)題。可實(shí)現(xiàn)客戶定制化需求頻繁的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)，能快速滿足客戶新增的配置要求。
1 傳統(tǒng)線束設(shè)計(jì)的弊端
1.1 電氣系統(tǒng)使用機(jī)械制圖軟件
目前傳統(tǒng)線束設(shè)計(jì)采用的 CAD 機(jī)械制圖軟件，不具備電氣數(shù)據(jù)矢量轉(zhuǎn)換功能，無(wú)法實(shí)現(xiàn)原理到線束圖紙的電氣屬性同步，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)文件到生產(chǎn)工藝的數(shù)據(jù)共享，導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員和工藝人員工作量繁多，且容易出錯(cuò)。
1.2 線束技術(shù)狀態(tài)眾多且變更頻繁
因商用車車型多品種小批量的特點(diǎn)，新品及切換較多，導(dǎo)致線束技術(shù)狀態(tài)眾多且變更頻繁。產(chǎn)品切換會(huì)造成線束自制件的庫(kù)存浪費(fèi)，新品響應(yīng)速度慢使供貨周期無(wú)法滿足主機(jī)廠需求。因質(zhì)量整改或零部件變動(dòng)，導(dǎo)致線束變更很頻繁。產(chǎn)品變更后，容易造成大批量的呆滯庫(kù)存，甚至造成報(bào)廢損失。同時(shí)，供應(yīng)商對(duì)于新增配置的處理周期長(zhǎng)，響應(yīng)速度無(wú)法滿 足主機(jī)廠要求。
1.3 通用化造成的冗余浪費(fèi)
因商用車配置變化多，并有載貨、牽引、自卸、攪拌的 不同車型種類，目前線束采用有限數(shù)量圖紙適應(yīng)不同配置的通用化設(shè)計(jì)， 多余的線束分支既增加線束成本，又有線束拖 掛、進(jìn)水、短路等隱患。
2 線束模塊化設(shè)計(jì)方法
2.1 線束模塊化設(shè)計(jì)方法理念
線束模塊化設(shè)計(jì)就是將線束總成劃分成不同的模塊。每個(gè)模塊都作為一個(gè)變量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)變量的管理，通過(guò)對(duì)模塊不同的排列組合，實(shí)現(xiàn)不同的線束功能。
如圖 1，模塊 1、模 塊 2、模塊 3 組成了一個(gè)完整的線束總成。
圖 1 線束模塊化設(shè)計(jì)理念
2.2 線束模塊化設(shè)計(jì)方法步驟
1）模塊的劃分要結(jié)合以往車型的經(jīng)驗(yàn)，以便于模塊的排列組合為依據(jù)。以下以某重型卡車主線束總成為例進(jìn)行說(shuō)明。
基本模塊，包含了燈光、雨刮、門窗、門鎖等基本功能。不管車輛如何定制化，此模塊的功能是不變的，因此將不變的部分劃歸基本模塊，此模塊的通用化也最高。
發(fā)動(dòng)機(jī)功能模塊，包含發(fā)動(dòng)機(jī)控制相關(guān)的回路。如加速踏板、制動(dòng)開(kāi)關(guān)、排氣輔助制動(dòng)等功能。因商用車根據(jù)客戶定制化，會(huì)選擇不同的發(fā)動(dòng)機(jī)，因此將此部分功能劃歸一個(gè)模塊，以實(shí)現(xiàn)變量管理。
ABS功能模塊，包含 ABS 相關(guān)的功能，如輪速信號(hào)、 電磁閥控制信號(hào)等。因商用車根據(jù)客戶定制化，會(huì)選擇不同的 ABS 系統(tǒng)，因此將此作為單獨(dú)的模塊，以實(shí)現(xiàn)變量管理。
舒適模塊，包含車載冰箱、天窗、MP5 等舒適功能。根據(jù)客戶選擇不同，將此作為單獨(dú)的模塊。
圖 2 線束模塊劃分
2）待模塊確定以后，將線束上的插接器、端子、塑件等子零件進(jìn)行劃分，每個(gè)子零件都應(yīng)當(dāng)有一個(gè)模塊屬性。
對(duì)于不同模塊共用的插接器，一般按孔位數(shù)劃分，將連接器劃歸孔位數(shù)多的模塊。比如圖 3 模塊中，A 插接器有20 個(gè)孔，其中19 個(gè)孔是該模塊的，則此插接器就屬于此模塊。D 插接器有 3 個(gè)孔，其中 1 個(gè)孔屬于該模塊，另外兩個(gè)孔屬 于另外一個(gè)模塊，則此連接器就屬于另一個(gè)模塊。
圖 3 線束接插件劃分
3）線束圖生成。利用模塊化設(shè)計(jì)方法，不同的線束總成可以共圖，減少圖紙數(shù)量，便與技術(shù)管理。如圖 4，在圖紙中生成如下表格，不同的線束總成包含的模塊即可通過(guò)表格 進(jìn)行表示。
圖 4 線束總成零件號(hào)共圖
3 開(kāi)發(fā)工具
為支撐線束模塊化設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，需要強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)支持，且需要各種信息矢量化，便于計(jì)算機(jī)處理，傳統(tǒng)的 CAD 機(jī) 械設(shè)計(jì)軟件顯然無(wú)法滿足此需求。目前較完善的設(shè)計(jì)軟件為 Captial Harness System，該軟件可提供全流程線束模塊化設(shè) 計(jì)方法。軟件設(shè)計(jì)基本實(shí)現(xiàn)方法是，借助計(jì)算機(jī)將全部矢量化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與服務(wù)器，設(shè)計(jì)工程師接到營(yíng)銷訂單需求后將客戶定制化需求進(jìn)行分解，制定數(shù)據(jù)組合表單，在借助計(jì)算機(jī)從服 務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中提取表單需求的數(shù)據(jù)，最后根據(jù)數(shù)據(jù)生成特定的線束工程圖，以此完成整個(gè)設(shè)計(jì)流程，如圖 4 所示。
圖 4 軟件設(shè)計(jì)流程
4 線束模塊化的效益
4.1 節(jié)約成本
采用模塊設(shè)計(jì)，每臺(tái)車上的線束都是量身訂做的。不會(huì)產(chǎn)生多余的線束分支。購(gòu)買中配和標(biāo)配車的客戶不用仍額外 支付多出來(lái)的 10 個(gè)和 15 個(gè)分支線束產(chǎn)生的費(fèi)用。
4.2 提高產(chǎn)品質(zhì)量
采取模塊設(shè)計(jì)后，原本復(fù)雜的線束設(shè)計(jì)過(guò)程變得簡(jiǎn)單化， 標(biāo)準(zhǔn)化，系統(tǒng)化。可有效降低和減少線束設(shè)計(jì)與生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)， 從而提升產(chǎn)品質(zhì)量。
4.3 簡(jiǎn)化主機(jī)廠線束設(shè)計(jì)流程，縮短設(shè)計(jì)周期
模塊化設(shè)計(jì)的線束是基于電氣功能和布局來(lái)分類的。對(duì)于設(shè)計(jì)人員不需要查找之前是否做過(guò)類似車型。他只要確認(rèn)是否有新的功能種類出現(xiàn)。如果有，需要把新功能的線束設(shè) 計(jì)先完成。然后添加到功能清單中。待客戶選擇完車輛配置，與之對(duì)應(yīng)的功能清單產(chǎn)生后，這時(shí)線束設(shè)計(jì)只要把客戶選擇的不同功能的線束組合到一起即可完成線束設(shè)計(jì)。
4.4 實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性管理
采用模塊化設(shè)計(jì)一張圖紙可以制作成多個(gè)不同車型的線束。而傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，每個(gè)細(xì)小的變化就會(huì)有一個(gè)新的圖紙出來(lái)。這樣衍生出來(lái)的線束圖紙可能會(huì)有幾百上千份。如 果一旦對(duì)某一車型的基礎(chǔ)線束進(jìn)行變更，就會(huì)導(dǎo)致這幾百上 千份的圖紙變更。由此產(chǎn)生的任務(wù)量是巨大的。更嚴(yán)重的是 這有可能會(huì)成為限制設(shè)計(jì)者創(chuàng)新思維的壁壘。
5 實(shí)現(xiàn)線束模塊化設(shè)計(jì)的條件
1）主機(jī)廠需要建立模塊化設(shè)計(jì)所需要的數(shù)據(jù)庫(kù)。如連接器、端子、導(dǎo)線、塑件等信息的數(shù)據(jù)庫(kù)。
2）需要一款可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化編程的軟件。可用于創(chuàng)建線束原理圖，2D圖，接線表等等的工程軟件。如 Capital Harness System 軟件。
3）必須是具備模塊化設(shè)計(jì)概念的線束供應(yīng)商。能夠?qū)嵤┩晟频牡?ERP 管理，自動(dòng)化作業(yè)設(shè)備和訓(xùn)練有素的工程技術(shù) 人員。
6 總結(jié)
線束模塊化設(shè)計(jì)，是對(duì)傳統(tǒng)線束設(shè)計(jì)方法的革新，能夠克服目前的許多關(guān)鍵技術(shù)難題。在國(guó)外已有廣泛的應(yīng)用。但由于投入、管理、供應(yīng)商資源等方面的原因，在國(guó)內(nèi)尚未應(yīng)用，相信隨著汽車電子化的發(fā)展，不就的將來(lái)商用車線束模塊化設(shè)計(jì)的方法將逐步替代傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方發(fā)。
文章來(lái)源：線束世界
