线束模块化生产浅析

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1.模块化由来

    最近汽车行业模块化生产很流行，其概念早在1990年就由德国德科斯米尔集团(Dräxlmaier Group)提出KSK（德语Kundenspezifischer Kabelbaum的缩写），意为客户定制线束，当时受到宝马、奔驰和奥迪三大主机厂的青睐。由于KSK可以满足不同配置的车辆包含不同零件的特殊要求，颠覆了当时传统的汽车线束模式。2011年在德国汉诺威工业博览会上，由博世公司（Bosch）及利奥波第那科学院（Leo-poldina）组成的研究小组提出了工业4.0的概念，在高度自动化的工业4.0中汽车内大部分的配置可以根据客户的需求进行选择。若将这些选择进行排列组合，会出现成千上万个不同的产品，而线束作为汽车中神经网络，连接了汽车中的所有用电器，满足不同配置功能，具有相当高的复杂性。这时我们必须化繁为简，此时模块化生产的概念应运而生。

2.线束模块化设计方法

线束模块化设计就是将线束总成分成不同的模块。这种操作其实有点像IE做分装工艺一样，（如：我们做仪表线束分装工艺时，空调系统相对独立我们做分装时就会将空调这一组先分装，再在案板上组装）。在线束设计之初，模块就必须被明确定义，然后在将每一个零件划分至不同模块之中。每个模块都必须包含插接件、导线、端子、防水塞、紧固件、保险丝、继电器等线束的组成零件。定义模块时将线束定义为基础模块、发动机功能模块、ABS功能模块、舒适模块。

2.1基础模块

基础模块定义为Module_Basic,具有唯一性，该模块内所有零件都用于适合所有车型配置的必装功能，且这些功能不含多种配置。因此线束图纸中只有一个基础模块，并且所有车型都共用一个基础模块。基础模块包含灯光、雨刮、门锁、门窗等基本功能。不管车辆如何定制化，此模块的功能也是不变的。

发动机功能模块，包含发动机控制相关的回路。

ABS功能模块，包含ABS相关的功能，如轮速信号，电磁阀控制信号等。

舒适功能模块，包含车载冰箱、天窗、MP5等舒适功能。根据客户选择不同，将此作为单独的模块。

线束模块划分

2.2模块划分原则

待模块确认以后，将线束上的电线、插接器、端子、塑件等子零件进行划分，每个子零件都应当有一个模块属性。定义原则如下：

2.2.1插接器模块划分

对于不同模块共用的连接器，一般按孔位数划分，将连接器划归孔位数多的模块。比如A插接器有20个孔，其中19个孔是该模块的，则此插接器就属于此模块。B插接器有3个孔，其中1个属于该模块，另外2个孔属于另一个模块，则此连接器属于另一个模块。

2.2.2导线模块划分

1）基础模块内的2个用电器连接，该回路属于基础模块。

2）基础模块内用电器与其他功能模块（如ANS模块）直接连接，该导线属于功能模块。

3）2个不同功能模块的用电器相连，则需判断其从属关系，再将回路分类。

4）基础模块用电器与功能模块用电器之间存在的焊接点，可将焊接点看做一个用电器，判断其模块属性。然后根据前三条判断所连回路的模块属性。

5）若某一回路只有一端连接用电器，另一端搭铁，则该回路根据其用电器进行模块划分。

2.2.3降低模块的复杂性

如果将汽车中每一个可选或潜在可选的用电器单独做为一个功能模块，将会衍生出高度复杂的模块群，这样不仅会产生庞大的工作量还会增加管理成本。例如：将四个车窗模块划入四个不同的功能模块，就是模块定义上的一种浪费。因此需要保证模块灵活性的前提下，合并模块，优化模块，降低管理成本。

1）类型相同  具有相同类型的用电器，并确保会同时装配。例如前后排4个座椅都有加热功能，理论上可以有四个模块，但事实上，并不会单独选某一个座椅加热，而是前排加热或前后排加热的模式。因此可以将前排座椅加热合并一个模块，后排座椅加热合并一个模块。

2）功能并存  不同类型的用电器，但相互连接，服务于同一功能。例如车载电话中包含了麦克风、按键、收音机、天线。如果单独划分模块，就会有4个模块。但在实际中这4个用电器同时服务于车载电话功能，可以划分为一个车载电话功能模块。

3）配置选择  目前用户购车还是以选型为主，根据选择智慧型或领航型或选装包来配置车辆。例如高配车型配有电动后视镜折叠及感应雨刮，这两个功能虽不同但保证会同时被选中，这两个用电器就可以合并为一个模块。这样可以降低管理成本，有必要时在将其拆开。

4）线束图生成  利用模块化设计方案，不同的线束总成可以共图，减少图纸数量，便于技术管理。

线束总成零件号	基础功能模块	发动机功能模块	ABS模块	舒适模块
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3.开发工具

为了支撑线束模块化线束设计，需要强大的数据库支持，且需要各种信息矢量化，便于计算机处理，传统的CAD机械设计软件显然无法满足此需求。目前较完善的设计软有CHS（Captial Harness System）,EB(Engineering Base),E3.Harness Analyzer。