基于模塊化的車身線束開發(fā)

馬 燃，趙 武，周 偉

（東風商用車技術(shù)中心，湖北 武漢 430056）

隨著汽車配置越來越豐富，車身線束種類成倍增長。使用傳統(tǒng)的線束開發(fā)模式，面臨著開發(fā)周期長、生產(chǎn)組織困難和資源浪費等諸多問題。下文介紹一種基于模塊化的線束開發(fā)模式。

1 模塊化線束的設(shè)計方法

1.1 線束模塊化的設(shè)計原理

雖然不同配置排列組合形成的線束總成種類是海量的，但單個配置種類的數(shù)量卻是有限的。線束模塊化的思想是將不同功能配置拆分成不同的分功能線束，再通過輔助設(shè)計軟件，將所需要的分功能線束合成線束總成，如圖1所示。

圖1 線束模塊化拆分思路

1.2 線束模塊化的設(shè)計方案

1.2.1 識別配置種類

首先，需要識別出全平臺的電氣功能種類，明確需要拆分的配置。以某卡車車型平臺為例，將不同電氣配置劃分成8類必選功能分組和27類選裝功能分組。必裝分組包括：車身基礎(chǔ)線束、車身智能座艙分線束、車身發(fā)動機系統(tǒng)分線束、車身變速器分線束和車身制動系統(tǒng)分線束等；選裝分組包括：車身駐車暖風分線束、車身倒車影像線束和車身取力系統(tǒng)線束等。

1.2.2 對整車原理進行拆分

根據(jù)已劃分的必裝、選裝分組，對整車電氣原理圖進行拆分，將分線束原理對應(yīng)到相應(yīng)的分功能線束上。

1.2.3 車身線束圖紙的拆分

根據(jù)拆分出來的分線束原理，對車身主線束進行分功能線束的拆分，拆分后的模塊化線束應(yīng)該包含基礎(chǔ)線束模板圖和子線束圖紙。

基礎(chǔ)線束模板圖紙作為子線束合成總成線束圖的裝置圖，應(yīng)該包含分支坐標、分支長度、連接器、線束防護、裝配工藝和總線拓撲等信息，但不包含線號。

分功能子線束主要用于表達線束孔位定義信息，應(yīng)該包含分支坐標、連接器、線號孔位定義和線號表等信息，不需要標注分支長度。

圖2、圖3分別展示了基礎(chǔ)線束模板圖和分功能子線束圖的局部信息。

圖2 基礎(chǔ)線束模板圖

圖3 分功能子線束圖

1.2.4 模塊化線束BOM數(shù)據(jù)的構(gòu)建

模塊化線束BOM數(shù)據(jù)的構(gòu)建包含數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建和標志匹配規(guī)則的構(gòu)建。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，如圖4所示，基礎(chǔ)線束模板圖作為父節(jié)點，分功能線束作為子節(jié)點，形成模塊化線束的BOM結(jié)構(gòu)樹。

圖4 模塊化線束的BOM結(jié)構(gòu)樹

標志匹配規(guī)則的構(gòu)建：對每一個分功能線束追加標志，配車時勾選相應(yīng)的功能標志，即可匹配出對應(yīng)的線束，組成車身主線束的配置清單。在構(gòu)建標志匹配規(guī)則時需要注意的是：對于必裝分組，無需設(shè)置標志過濾規(guī)則，系統(tǒng)在配車時會進行強制校驗，對缺少的必裝分組分線束進行提醒報錯；對于選裝分組，因為是選配功能，系統(tǒng)不會進行強制校驗，所以需要設(shè)置標志過濾規(guī)則，防止在配車時漏掉選裝配置。

2 模塊化線束的實施驗證

因為線束模塊化依靠有限的分線束進行排列組合形成總成線束，某一分線束的設(shè)計錯誤產(chǎn)生的影響也是大面積的，所以在設(shè)計完成后，模塊化線束的實施驗證環(huán)節(jié)是必不可少的。模塊化線束的實施驗證主要分為輔助設(shè)計軟件驗證、模擬配車驗證和實車裝車驗證3個步驟。

1）輔助設(shè)計軟件驗證。分功能線束形成主線束配置清單后，需要自動合成主線束圖紙才能用于指導(dǎo)生產(chǎn)，此時需要借助輔助設(shè)計軟件來完成這一步驟，軟件在自動合成總成圖紙的同時，能對合成過程中產(chǎn)生的錯誤進行報錯，如單頭線、線號孔位沖突等，進而反饋給設(shè)計人員進行核實糾錯。但這種驗證方式有一定的局限性，對于漏線和原理表達的錯誤無法進行識別。

2）模擬配車驗證。選取一些較為常見的配置組合進行模擬配車，測試配置化線束生成的配置清單是否正確，再將合成的總成線束與原量產(chǎn)的線束圖紙進行對比，驗證圖紙的正確性。該方法的優(yōu)點是能對某一具體配車需求進行全流程的驗證，但無法覆蓋所有配置組合。因為選取的配置組合具有一定的代表性，考慮到周期、成本等因素，這種驗證方式是目前比較行之有效的驗證方案。

3）實車裝車驗證。使用模塊化線束進行配車，將生成的車身主線束進行裝車驗證，并對裝車過程和各電氣功能進行詳細點檢，對上述2個驗證環(huán)節(jié)無法識別到或遺漏的錯誤進行一次篩查。該步驟在模塊化線束投入生產(chǎn)時是必不可少的，但同樣存在驗證范圍的局限性。

3 模塊化線束的優(yōu)勢與局限

3.1 模塊化線束的優(yōu)勢

1）減少重復(fù)勞動，縮短開發(fā)周期。使用模塊化線束進行設(shè)計開發(fā)，只需把所有的配置全部設(shè)計完成，后期在配車時只需勾選相應(yīng)的配置，即可自動組合形成車身線束總成圖紙，無需再進行單一化線束圖紙設(shè)計。同時因為采用模塊化的設(shè)計，遇到法規(guī)貫標或設(shè)計變更等需要進行批量發(fā)文的情況時，只需新增或修改相應(yīng)的模塊化分線束即可，大大縮短了開發(fā)周期。

2）縮短供貨周期，減少庫存風險。線束供應(yīng)商采用模塊線束的生產(chǎn)模式，可以先對模塊子線束圖紙進行預(yù)處理及生產(chǎn)備貨，接收到配置清單后即可進行生產(chǎn)，簡化了接收到新總成圖紙再轉(zhuǎn)化生產(chǎn)工藝圖的過程，可縮短供貨周期2～3周。同時采用模塊化線束進行備貨，涉及到貫標等更改時，無需進行大批量改制，直接新增分線束配置，減少庫存風險。

3）減少功能預(yù)留，降本增效。傳統(tǒng)的線束設(shè)計模式，為了減少車身主線束種類，會進行一部分的功能預(yù)留，進而帶來物料成本的增加，模塊化線束因為按照實際功能需求進行配置，所以不存在多余線束接頭的問題，減少物料消耗，實現(xiàn)降本。同時預(yù)留功能帶來的線束接頭，如果沒有固定，還存在一定的保安防災(zāi)風險，模塊化線束的應(yīng)用也能減少此類問題的發(fā)生。

3.2 模塊化線束的局限性

傳統(tǒng)的車身線束設(shè)計因為采用“一車一線”的模式，可以根據(jù)實際需求進行一些定制化設(shè)計，如對開關(guān)、繼電器和熔斷絲等進行自定義修改，但在模塊化線束的設(shè)計原則中，開關(guān)的裝配位置、熔斷絲、繼電器、線束接口的定義都必須是固化的，當需求的新功能超出了已定義的范圍時，會出現(xiàn)資源不足的問題，需要退回到傳統(tǒng)的單一實例化線束圖紙設(shè)計模式。

4 結(jié)束語

基于模塊化的車身線束開發(fā)模式，采用化整為零的思想，將不同的電氣配置拆分成模塊化分線束，再通過標志規(guī)則的建立，實現(xiàn)了線束設(shè)計與生產(chǎn)的半自動化，大大縮減了開發(fā)人員在線束設(shè)計上的精力投入，同時也減少了物料的使用，實現(xiàn)了降本增效，符合綠色環(huán)保的生產(chǎn)概念。

但現(xiàn)階段的模塊化線束開發(fā)模式并非完美無缺，例如如何做到最優(yōu)的模塊化拆分，如何建立完備的設(shè)計發(fā)文流程，對于一些定制化設(shè)計需求該如何應(yīng)對，還需要在以后的開發(fā)實踐中繼續(xù)探索完善。