滿足C2B配置需求的線束模塊化設計

李繼德　趙士杰　吳成哲

摘 要：互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟時代誕生了汽車消費的C2B商業(yè)模式，其特點在于車輛配置的需求是自由靈活搭配的，客戶可以任意選擇搭配自己需要的配置。傳統(tǒng)的線束設計方法是依據(jù)不同車輛配置列表設計出對應的線束總成零部件圖紙，然后依據(jù)圖紙生產(chǎn)制造。在汽車消費C2B商業(yè)模式下，車輛個性化定制非常多，這造成了線束產(chǎn)品種類繁多。如果沿用傳統(tǒng)的設計方法，設計及生產(chǎn)工作量較大，且不便于對零部件的管理。文章闡述了一種基于模塊化的線束設計方法，將一個線束總成拆分成構成各種配置的線束模塊，通過不同線束模塊的排列組合實現(xiàn)不同的線束功能，極大減少了線束設計及生產(chǎn)的工作量，滿足了C2B配置的線束需求。

關鍵詞：線束設計;模塊化;靈活的配置組合;C2B

1 概述

C2B（Customer to Business，即消費者到企業(yè)），是互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟時代新的商業(yè)模式，改變了企業(yè)和消費者的關系。首先消費者通過手機或電腦端APP，如蜘蛛智選，提出彰顯個性化需求的定制產(chǎn)品，然后生產(chǎn)企業(yè)進行定制化生產(chǎn)。個性化定制具有需求量小的特點，基本表現(xiàn)為“量小變化多”，對于汽車生產(chǎn)企業(yè)而言，無疑會造成產(chǎn)品管理和設計的臃腫、繁雜，如果延續(xù)傳統(tǒng)的在設計階段固定配置的開發(fā)模式，將很難滿足C2B造車的實際要求，且對線束生產(chǎn)也造成非常大的壓力。如何解決這個問題，決定著C2B造車的成敗，模塊化設計思路為我們提供了有效解決問題的途徑。模塊化設計是指在對一定范圍內的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進行功能分析的基礎上，劃分并設計出一系列功能模塊，通過模塊的選擇和組合可以構成不同的產(chǎn)品，以滿足市場不同需求的設計方法。簡而敘之，模塊就是組成系統(tǒng)具有組合與拆分功能的單元，而模塊化就是為了獲取系統(tǒng)自由組合的最佳效益，解構和組合系統(tǒng)模塊的全部活動[1]。

2 滿足C2B配置需求的線束模塊化設計解決方案介紹

2.1 基本原理

實現(xiàn)滿足C2B配置需求的線束模塊化設計方法基本原理：首先基于上汽大通公司某一平臺整車電氣功能和布局來分類，完成整車線束模塊化設計，生成整車電器功能清單，而后供客戶通過使用上汽MAXUS AAP內蜘蛛智選完成個性化車輛配置，同時即可獲得與之相匹配的整車線束總成圖紙，之后拉動物料按圖進行生產(chǎn)，最后完成整車裝配并交付客戶。在這整個過程當中，線束實現(xiàn)模塊化設計尤為重要。線束模塊化設計的主要原理是：將線束總成拆分成不同的模塊。每個模塊都作為一個變量，以實現(xiàn)對變量的管理，通過對模塊不同的排列組合，實現(xiàn)不同的線束功能。將傳統(tǒng)的發(fā)布線束大總成模式，下沉為發(fā)布構成線束的各配置模塊，減少發(fā)布數(shù)據(jù)的配置關聯(lián)性以提高靈活性，縮短響應時間。具體如圖1所示，一個完整的線束總成可以拆分為模塊1、模塊2、模塊3。

2.2 線束模塊化設計準則

2.2.1 線束配置設計方面準則

（1）線束的功能配置Option

為了模塊化的拆分需求，便于拆分后明確的理解各電路的準確功能，對于線束的Option有下面的這些要求：

A、線束回路的Option盡量采用整車配置表中的Feature Code代碼表述，線束回路Option采用Feature Code的標準代碼來表達有利于固化線束回路Option的功能表達。

B、對于無法單純用整車配置表中的Feature Code代碼表述的回路，可以采用Feature Code組合的形式表達，但是盡量少的避免采用這種方式。

C、線束電路的Option必須用最根本的設計關聯(lián)制約因素來表達。

D、為避免拆分過程理解錯誤，也為了避免在模塊與OPTION關系的表達過程出現(xiàn)邏輯和理解錯誤，另外也是為了避免設計軟件判斷錯誤，Option杜絕采用“非”的表達形式。

（2）線束模塊與電路配置Option的關系定義

由于某些特定的Option無法用客戶感知得到的具體配置來表達，同時線束的模塊拆分的數(shù)量不能過多、過細，因此電路配置中設定了模塊定義和Option定義兩個層級。兩者的具體關系是，Option定義比模塊定義更為細致，一個模塊可以是多個Option的組合。Option表達的是每個電路的具體信號定義或功能，模塊的表達需要與用戶實際看得到的配置有強關聯(lián)，能夠被用戶或整車配置直接簡單的選中搭配。

2.2.2 線束電氣原理設計方面準則

（1）避免INLINE的PIN腳共用原則

線束模塊化設計對于原理方面的影響最顯著的是INLINE的PIN腳孔位排布，INLINE的PIN腳孔位排布設計需滿足高、低配，而且不同配置的電路不能共用。由于線束模塊化不可能在所有線束Family上都應用這種模式，如果INLINE上不同功能配置的電路共用PIN腳，當采用模塊化模式的線束與其他常規(guī)模式線束對接情況下，傳統(tǒng)模式線束的INLINE中PIN腳很可能出現(xiàn)與模塊化模式的線束不匹配，導致功能不正常[2]。

（2）電路設計獨立原則

電路設計越獨立，相互之間的影響越小，才更有利于電路拆分。模塊化設計需要對電路進行拆分，因此需要在電路設計中考慮電路設計盡量獨立的原則。電路獨立的含義是指同一個回路不要出現(xiàn)多個功能信號共用。如果做不到獨立，則采用全面共用。

（3）電器設備PIN腳定義兼容原則

為了避免對接的電器設備接口PIN 腳定義各種配置不兼容的情況發(fā)生，必須要在前期設計開發(fā)過程中，定義電器設備的PIN腳信號定義時做到高、中、低配等各種配置的信號定義可以兼容，各個電器設備的PIN腳定義很大程度上都可做到平臺化通用化。

2.3 模塊化拆分一般規(guī)則

模塊化拆分的就是將傳統(tǒng)的總成線束零件模式拆分為模塊化線束的過程。線束模塊化設計一般是先完成總成式的線束設計然后再對其進行模塊化拆分。模塊化拆分的過程其實就是基于鎖定版本的整車配置需求，再結合具體的每個電路Option以及布置路徑是否有布置差異等因素綜合考慮拆分到具體的基礎模塊或者功能配置模塊，拆分后的結果就是線束模塊化矩陣定義。

3 開發(fā)工具

為支撐線束模塊化設計開發(fā)，需要強大的數(shù)據(jù)庫支持，且需要各種信息矢量化，便于計算機處理。目前較完善的設計軟件為Capital Harness System，該軟件中Modular XC模塊是一個專門應對線束模塊化的軟件功能模塊，它可以支持線束模塊化設計。其主要功能是定義線束的模塊;生成相關的模塊圖紙以及全涵蓋最大化的圖紙;生成相關的BOM以及回路表;支持模塊化的生產(chǎn)制造。

4 線束模塊化的效益

4.1 節(jié)約成本

采用模塊設計，每臺車上的線束都是依據(jù)客戶定制而量身訂做的，不會產(chǎn)生多余的線束分支，個性化定制車輛的客戶不用額外支付多出來的線束分支產(chǎn)生的費用。

4.2 提高產(chǎn)品質量

采取模塊設計后，原本復雜的線束設計過程變得簡單化，標準化，系統(tǒng)化。可有效降低和減少線束設計與生產(chǎn)風險，從而提升產(chǎn)品質量。

4.3 簡化主機廠線束設計流程、縮短設計周期

模塊化設計的線束是基于電氣功能和布局來分類的。對于設計人員只要確認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計先完成。然后添加到功能清單中。待客戶選擇完車輛配置，與之對應的功能清單產(chǎn)生后，這時線束設計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計。

4.4 實現(xiàn)復雜性管理

采用模塊化設計一張圖紙可以制作成多個不同車型的線束。而傳統(tǒng)的設計方法，每個細小的變化就會有一個新的圖紙出來。這樣衍生出來的線束圖紙可能會有幾百上千份。如果一旦對某一車型的基礎線束進行變更，就會導致這幾百上千份的圖紙變更。由此產(chǎn)生的任務量是巨大的。

5 結論

滿足C2B配置需求的線束模塊化設計，目前已廣泛應用于上汽大通技術中心所有平臺全系車型。從實踐經(jīng)驗來看，客戶先后提出超過十萬種的個性化配置，通過采用該模塊化設計，將原本復雜的線束設計過程變得簡單化、標準化、系統(tǒng)化、快速化，節(jié)約了管理和生產(chǎn)成本，有效降低和減少線束設計與生產(chǎn)風險，提升了產(chǎn)品品質，充分滿足了互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟時代C2B造車的配置需求。

參考文獻：

[1]柳獻初.模塊化思想溯源[J].商用汽車，2009（2）.

[2]張玉鐘，王艷麗，尹亮，等.汽車插接器的模塊化設計[J].汽車電器，2013（10）：7-8.