基于模塊化的車(chē)身線束開(kāi)發(fā)

馬 燃，趙 武，周 偉

（東風(fēng)商用車(chē)技術(shù)中心，湖北 武漢 430056）

隨著汽車(chē)配置越來(lái)越豐富，車(chē)身線束種類(lèi)成倍增長(zhǎng)。使用傳統(tǒng)的線束開(kāi)發(fā)模式，面臨著開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、生產(chǎn)組織困難和資源浪費(fèi)等諸多問(wèn)題。下文介紹一種基于模塊化的線束開(kāi)發(fā)模式。

1 模塊化線束的設(shè)計(jì)方法

1.1 線束模塊化的設(shè)計(jì)原理

雖然不同配置排列組合形成的線束總成種類(lèi)是海量的，但單個(gè)配置種類(lèi)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(guò)輔助設(shè)計(jì)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(jì)方案

1.2.1 識(shí)別配置種類(lèi)

首先，需要識(shí)別出全平臺(tái)的電氣功能種類(lèi)，明確需要拆分的配置。以某卡車(chē)車(chē)型平臺(tái)為例，將不同電氣配置劃分成8類(lèi)必選功能分組和27類(lèi)選裝功能分組。必裝分組包括：車(chē)身基礎(chǔ)線束、車(chē)身智能座艙分線束、車(chē)身發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)分線束、車(chē)身變速器分線束和車(chē)身制動(dòng)系統(tǒng)分線束等；選裝分組包括：車(chē)身駐車(chē)暖風(fēng)分線束、車(chē)身倒車(chē)影像線束和車(chē)身取力系統(tǒng)線束等。

1.2.2 對(duì)整車(chē)原理進(jìn)行拆分

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

1.2.3 車(chē)身線束圖紙的拆分

根據(jù)拆分出來(lái)的分線束原理，對(duì)車(chē)身主線束進(jìn)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(biāo)、分支長(zhǎng)度、連接器、線束防護(hù)、裝配工藝和總線拓?fù)涞刃畔?，但不包含線號(hào)。

分功能子線束主要用于表達(dá)線束孔位定義信息，應(yīng)該包含分支坐標(biāo)、連接器、線號(hào)孔位定義和線號(hào)表等信息，不需要標(biāo)注分支長(zhǎng)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B(niǎo)OM數(shù)據(jù)的構(gòu)建

模塊化線束B(niǎo)OM數(shù)據(jù)的構(gòu)建包含數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建和標(biāo)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(diǎn)，分功能線束作為子節(jié)點(diǎn)，形成模塊化線束的BOM結(jié)構(gòu)樹(shù)。

圖4 模塊化線束的BOM結(jié)構(gòu)樹(shù)

標(biāo)志匹配規(guī)則的構(gòu)建：對(duì)每一個(gè)分功能線束追加標(biāo)志，配車(chē)時(shí)勾選相應(yīng)的功能標(biāo)志，即可匹配出對(duì)應(yīng)的線束，組成車(chē)身主線束的配置清單。在構(gòu)建標(biāo)志匹配規(guī)則時(shí)需要注意的是：對(duì)于必裝分組，無(wú)需設(shè)置標(biāo)志過(guò)濾規(guī)則，系統(tǒng)在配車(chē)時(shí)會(huì)進(jìn)行強(qiáng)制校驗(yàn)，對(duì)缺少的必裝分組分線束進(jìn)行提醒報(bào)錯(cuò)；對(duì)于選裝分組，因?yàn)槭沁x配功能，系統(tǒng)不會(huì)進(jìn)行強(qiáng)制校驗(yàn)，所以需要設(shè)置標(biāo)志過(guò)濾規(guī)則，防止在配車(chē)時(shí)漏掉選裝配置。

2 模塊化線束的實(shí)施驗(yàn)證

因?yàn)榫€束模塊化依靠有限的分線束進(jìn)行排列組合形成總成線束，某一分線束的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤產(chǎn)生的影響也是大面積的，所以在設(shè)計(jì)完成后，模塊化線束的實(shí)施驗(yàn)證環(huán)節(jié)是必不可少的。模塊化線束的實(shí)施驗(yàn)證主要分為輔助設(shè)計(jì)軟件驗(yàn)證、模擬配車(chē)驗(yàn)證和實(shí)車(chē)裝車(chē)驗(yàn)證3個(gè)步驟。

1）輔助設(shè)計(jì)軟件驗(yàn)證。分功能線束形成主線束配置清單后，需要自動(dòng)合成主線束圖紙才能用于指導(dǎo)生產(chǎn)，此時(shí)需要借助輔助設(shè)計(jì)軟件來(lái)完成這一步驟，軟件在自動(dòng)合成總成圖紙的同時(shí)，能對(duì)合成過(guò)程中產(chǎn)生的錯(cuò)誤進(jìn)行報(bào)錯(cuò)，如單頭線、線號(hào)孔位沖突等，進(jìn)而反饋給設(shè)計(jì)人員進(jìn)行核實(shí)糾錯(cuò)。但這種驗(yàn)證方式有一定的局限性，對(duì)于漏線和原理表達(dá)的錯(cuò)誤無(wú)法進(jìn)行識(shí)別。

2）模擬配車(chē)驗(yàn)證。選取一些較為常見(jiàn)的配置組合進(jìn)行模擬配車(chē)，測(cè)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(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證圖紙的正確性。該方法的優(yōu)點(diǎn)是能對(duì)某一具體配車(chē)需求進(jìn)行全流程的驗(yàn)證，但無(wú)法覆蓋所有配置組合。因?yàn)檫x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(yàn)證方式是目前比較行之有效的驗(yàn)證方案。

3）實(shí)車(chē)裝車(chē)驗(yàn)證。使用模塊化線束進(jìn)行配車(chē)，將生成的車(chē)身主線束進(jìn)行裝車(chē)驗(yàn)證，并對(duì)裝車(chē)過(guò)程和各電氣功能進(jìn)行詳細(xì)點(diǎn)檢，對(duì)上述2個(gè)驗(yàn)證環(huán)節(jié)無(wú)法識(shí)別到或遺漏的錯(cuò)誤進(jìn)行一次篩查。該步驟在模塊化線束投入生產(chǎn)時(shí)是必不可少的，但同樣存在驗(yàn)證范圍的局限性。

3 模塊化線束的優(yōu)勢(shì)與局限

3.1 模塊化線束的優(yōu)勢(shì)

1）減少重復(fù)勞動(dòng)，縮短開(kāi)發(fā)周期。使用模塊化線束進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，只需把所有的配置全部設(shè)計(jì)完成，后期在配車(chē)時(shí)只需勾選相應(yīng)的配置，即可自動(dòng)組合形成車(chē)身線束總成圖紙，無(wú)需再進(jìn)行單一化線束圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。同時(shí)因?yàn)椴捎媚K化的設(shè)計(jì)，遇到法規(guī)貫標(biāo)或設(shè)計(jì)變更等需要進(jìn)行批量發(fā)文的情況時(shí)，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(kāi)發(fā)周期。

2）縮短供貨周期，減少庫(kù)存風(fēng)險(xiǎn)。線束供應(yīng)商采用模塊線束的生產(chǎn)模式，可以先對(duì)模塊子線束圖紙進(jìn)行預(yù)處理及生產(chǎn)備貨，接收到配置清單后即可進(jìn)行生產(chǎn)，簡(jiǎn)化了接收到新總成圖紙?jiān)俎D(zhuǎn)化生產(chǎn)工藝圖的過(guò)程，可縮短供貨周期2～3周。同時(shí)采用模塊化線束進(jìn)行備貨，涉及到貫標(biāo)等更改時(shí)，無(wú)需進(jìn)行大批量改制，直接新增分線束配置，減少庫(kù)存風(fēng)險(xiǎn)。

3）減少功能預(yù)留，降本增效。傳統(tǒng)的線束設(shè)計(jì)模式，為了減少車(chē)身主線束種類(lèi)，會(huì)進(jìn)行一部分的功能預(yù)留，進(jìn)而帶來(lái)物料成本的增加，模塊化線束因?yàn)榘凑諏?shí)際功能需求進(jìn)行配置，所以不存在多余線束接頭的問(wèn)題，減少物料消耗，實(shí)現(xiàn)降本。同時(shí)預(yù)留功能帶來(lái)的線束接頭，如果沒(méi)有固定，還存在一定的保安防災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，模塊化線束的應(yīng)用也能減少此類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生。

3.2 模塊化線束的局限性

傳統(tǒng)的車(chē)身線束設(shè)計(jì)因?yàn)椴捎谩耙卉?chē)一線”的模式，可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行一些定制化設(shè)計(jì)，如對(duì)開(kāi)關(guān)、繼電器和熔斷絲等進(jìn)行自定義修改，但在模塊化線束的設(shè)計(jì)原則中，開(kāi)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(dāng)需求的新功能超出了已定義的范圍時(shí)，會(huì)出現(xiàn)資源不足的問(wèn)題，需要退回到傳統(tǒng)的單一實(shí)例化線束圖紙?jiān)O(shè)計(jì)模式。

4 結(jié)束語(yǔ)

基于模塊化的車(chē)身線束開(kāi)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(guò)標(biāo)志規(guī)則的建立，實(shí)現(xiàn)了線束設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的半自動(dòng)化，大大縮減了開(kāi)發(fā)人員在線束設(shè)計(jì)上的精力投入，同時(shí)也減少了物料的使用，實(shí)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(kāi)發(fā)模式并非完美無(wú)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(jì)發(fā)文流程，對(duì)于一些定制化設(shè)計(jì)需求該如何應(yīng)對(duì)，還需要在以后的開(kāi)發(fā)實(shí)踐中繼續(xù)探索完善。