技术 | 汽车线束数据库建立及应用

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汽车线束作为汽车传递信号及执行电能的载体，对汽车电气设备和各系统之间协调配合有着至关重要的作用。本文简述了汽车线束数据库建立及应用的重要性，旨在降低整车电器故障率，提升线束设计制造水平。

1 引言

汽车线束由端子、护套、导线、连接器、胶带、波纹管、PVC管、热缩管、熔断器、保险盒等附件组成，起整车神经网络功能，传递信号及执行电能作用。由于线束在整车中功能不同，分为发动机线束、前部线束、仪表线束、底盘线束、门线束、顶部线束等（图1）。



图1 汽车线束分布图

2 汽车设计概述

线束设计流程如下（图2）：

首先，列出与线束连接的功能件，再与对应的电气工程师确认元器件功能，获取ICD信息，进而确定电气原理布局图。接下来针对各个系统的原理进行核对，并整理完整的线束原理图。

其次，原理图确定后在进行3D线束走向分布图，此过程基本定义出保险盒、连接器、胶塞、定位扣等附件安装位置。3D走向图确定后进行2D 图纸的转化，2D 图纸参考行业内标准，主机厂如有其它特殊要求可在此过程中协商确定。

再者，根据初始的2D图纸，制作手工样线，并在整车上试装验证（包括静态验证和动态验证），根据试装验证结果，线束工程师针对线束走向及尺寸进行优化调整。线束起到连接整车电器功能件的作用，由于各个电器系统或整车安装要求，线束都需要配合各个系统进行调整，优化，即整个开发过程也是设计不断的优化和更新的过程[1]。



图2 线束设计流程图

3 线束制造工艺

汽车线束生产制作工艺主要包括（图3）：①下线；②压接；③预装；④组装；⑤继电器安装；⑥通电检测；⑦保险丝安装；⑧光谱扫描；⑨外观检测等。汽车线束制造是劳动密集型产业，工序主要是由人工操作，由于工人的技术差异及操作手法的不稳定性，在汽车线束生产过程中，做好生产控制，针对各个工序制定标准非常重要，其中数据库的建立尤为重要。



图3线束生产工艺流程图

4 数据库的意义

无论是在产品设计还是制造过程，都应考虑到数据库的建立，基于问题纠正成本比例（1:10:1000），汽车线束中数据库的建立最好从设计源头开始考虑，从根本上解决问题，以便能够识别出需要建立数据库的区域，基于汽车线束现状建立数据库不仅可以缩短开发周期，增强企业产品在市场上的竞争力，还可以规避问题发生风险，提高产品品质。

数据库简而言之就是存储电子文件的处所，是存储电子文件的文件柜，用户可以对文件中的数据进行新增、查询、更新、删除等操作。并且数据库是以一定方式的储存在一起、能予多个用户共享、具有尽可能小的冗余度、与应用程序彼此独立的数据集合。

数据库的意义在于：①缩短开发周期；②零部件平台化；③减少制造废品；④提高产品品质；⑤减少库存；⑥降低成本。汽车线束数据库建立的目的是能够缩短开发周期，降低故障发生概率。

5 数据库分类

在汽车线束开发制造过程中，数据库（图4）按功能接插件数据库和工具数据库两大类别，按类别细分为：端子数据库、护套数据库；探针数据库、治具数据库、防错数据库、经验教训库，接下来针对这几个数据库一一进行介绍。



图4 线束数据库分类

1) 接插件数据库

接插件（图5）由端子和护套等组件组成，起到与电器端/接插件连接，在汽车线束开发阶段，接插件既要保证电器功能正常，又要满足成本最优、开发周期最短、防错效果最好，因此接插件的选型极为重要。各企业根据自身特点建立适用于自身的数据库，在这里主要介绍接插件数据库。



图5接插件示意图

在线束设计中，建立接插件数据库尤为重要，对于一个全新车型来讲，如果没有接插件数据库，那就意味着每个接插件都需要重新开发选型，接插件型号都由电器端决定既延长开发周期，又容易导致匹配问题（图6、图7），相反一旦数据库建立起来，我们可以根据企业自身定义的型号来选型，这样既缩短开发周期、使得接插件平台化，又可以降低匹配问题发生，更重要是提升主机厂的竞争力。



图6某主机厂线束故障分布图



图7某车型端子选型不当示意图

2) 探针数据库

探针是电检测的接触媒介，一端连接检测台导线，一端触碰护套内的端子，是具有伸缩性的传递信号的金属元件。按照导通形式分为接触式和插入式，按照结构分为探针（图8）是与接插件中端子匹配起到电检导通作用的辅助工具，目前大多数线束厂针对探针选型及日常维护都无明确标准规范，开发新车型时都需护套将端子提供给供应商（制作治具）进行匹配开发，一种型号端子匹配多种型号探针，日常维护更换探针无标准规范，至于持续改进更是无从谈起。



图8探针型号示意图

在线束制造过程中，好的探针可以有效防止电检过程中将端子顶歪、退针、错孔等问题。建立探针数据库可以有效帮助企业提升产品品质，降低探针选型被动，再者，探针选型可直接在数据库中筛选，缩短开发周期，降低故障发生率，新增型号只需要正常维护即可，日常维护更换标准化，为持续改进提供基石。

3) 治具数据库

在线束制造过程中，经常遇到护套装错、卡扣装错、扣花错漏装等重复发生问题，统计发现此类问题均是由于没建立治具（图9）数据库造成，目前线束厂模式是每个车型都需要根据护套型号来重新开发治具，导致制作周期长、识别效果差、防错能力低等问题。



图9治具示意图

建立治具数据库后，在制作治具时便可从数据库中筛选，新增型号只需要正常维护即可，可以大大缩短线束开发周期，防错性高，提高企业的竞争力和产品品质。

4) 防错数据库

无论是在产品设计还是制造过程中，都应考虑到防错功能设计，规避产品错装、漏装等潜在风险，从而消除产品缺陷，提高产品品质，降低生产成本。防错技术的意义在于：①不传递缺陷给客户；②减少制造废品；③提高产品品质；④降低制造成本。

插接器防错目的是能够准确有效地装配好连接器。在汽车线束的设计中，连接器防错方式主要分为以下几类：①结构防错；②部件防错；③颜色防错；④尺寸防错；⑤对接防错；⑥其它防错。

如下为某线束厂频繁出现继电器装错、保险丝装错等问题，均是由于在前期开发设计阶段未考虑设计防错造成。

5) 经验教训库

针对现场及客户端反馈的线束问题经过问题改善小组分析解决后，及时将问题总结归类，并建立经验教训库，为后续项目线束开发制造提供借鉴。

6、结语

综上所述，数据库的建立与应用可以有效的提升开发进度及降低故障频次，后续发展趋势将每个小的数据库关联起来，形成一个完整的线束数据库，在此基础上持续改进。