滿足C2B配置需求的線束模塊化設(shè)計(jì)

李繼德　趙士杰　吳成哲

摘 要：互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)時(shí)代誕生了汽車消費(fèi)的C2B商業(yè)模式，其特點(diǎn)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(shè)計(jì)方法是依據(jù)不同車輛配置列表設(shè)計(jì)出對(duì)應(yīng)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(fèi)C2B商業(yè)模式下，車輛個(gè)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(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)及生產(chǎn)工作量較大，且不便于對(duì)零部件的管理。文章闡述了一種基于模塊化的線束設(shè)計(jì)方法，將一個(gè)線束總成拆分成構(gòu)成各種配置的線束模塊，通過(guò)不同線束模塊的排列組合實(shí)現(xiàn)不同的線束功能，極大減少了線束設(shè)計(jì)及生產(chǎn)的工作量，滿足了C2B配置的線束需求。

關(guān)鍵詞：線束設(shè)計(jì);模塊化;靈活的配置組合;C2B

1 概述

C2B（Customer to Business，即消費(fèi)者到企業(yè)），是互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)時(shí)代新的商業(yè)模式，改變了企業(yè)和消費(fèi)者的關(guān)系。首先消費(fèi)者通過(guò)手機(jī)或電腦端APP，如蜘蛛智選，提出彰顯個(gè)性化需求的定制產(chǎn)品，然后生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行定制化生產(chǎn)。個(gè)性化定制具有需求量小的特點(diǎn)，基本表現(xiàn)為“量小變化多”，對(duì)于汽車生產(chǎn)企業(yè)而言，無(wú)疑會(huì)造成產(chǎn)品管理和設(shè)計(jì)的臃腫、繁雜，如果延續(xù)傳統(tǒng)的在設(shè)計(jì)階段固定配置的開發(fā)模式，將很難滿足C2B造車的實(shí)際要求，且對(duì)線束生產(chǎn)也造成非常大的壓力。如何解決這個(gè)問(wèn)題，決定著C2B造車的成敗，模塊化設(shè)計(jì)思路為我們提供了有效解決問(wèn)題的途徑。模塊化設(shè)計(jì)是指在對(duì)一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊，通過(guò)模塊的選擇和組合可以構(gòu)成不同的產(chǎn)品，以滿足市場(chǎng)不同需求的設(shè)計(jì)方法。簡(jiǎn)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(gòu)和組合系統(tǒng)模塊的全部活動(dòng)[1]。

2 滿足C2B配置需求的線束模塊化設(shè)計(jì)解決方案介紹

2.1 基本原理

實(shí)現(xiàn)滿足C2B配置需求的線束模塊化設(shè)計(jì)方法基本原理：首先基于上汽大通公司某一平臺(tái)整車電氣功能和布局來(lái)分類，完成整車線束模塊化設(shè)計(jì)，生成整車電器功能清單，而后供客戶通過(guò)使用上汽MAXUS AAP內(nèi)蜘蛛智選完成個(gè)性化車輛配置，同時(shí)即可獲得與之相匹配的整車線束總成圖紙，之后拉動(dòng)物料按圖進(jìn)行生產(chǎn)，最后完成整車裝配并交付客戶。在這整個(gè)過(guò)程當(dāng)中，線束實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)尤為重要。線束模塊化設(shè)計(jì)的主要原理是：將線束總成拆分成不同的模塊。每個(gè)模塊都作為一個(gè)變量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)變量的管理，通過(guò)對(duì)模塊不同的排列組合，實(shí)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(gòu)成線束的各配置模塊，減少發(fā)布數(shù)據(jù)的配置關(guān)聯(lián)性以提高靈活性，縮短響應(yīng)時(shí)間。具體如圖1所示，一個(gè)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(shè)計(jì)準(zhǔn)則

2.2.1 線束配置設(shè)計(jì)方面準(zhǔn)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(zhǔn)確功能，對(duì)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(biāo)準(zhǔn)代碼來(lái)表達(dá)有利于固化線束回路Option的功能表達(dá)。

B、對(duì)于無(wú)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(dá)，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(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)制約因素來(lái)表達(dá)。

D、為避免拆分過(guò)程理解錯(cuò)誤，也為了避免在模塊與OPTION關(guān)系的表達(dá)過(guò)程出現(xiàn)邏輯和理解錯(cuò)誤，另外也是為了避免設(shè)計(jì)軟件判斷錯(cuò)誤，Option杜絕采用“非”的表達(dá)形式。

（2）線束模塊與電路配置Option的關(guān)系定義

由于某些特定的Option無(wú)法用客戶感知得到的具體配置來(lái)表達(dá)，同時(shí)線束的模塊拆分的數(shù)量不能過(guò)多、過(guò)細(xì)，因此電路配置中設(shè)定了模塊定義和Option定義兩個(gè)層級(jí)。兩者的具體關(guān)系是，Option定義比模塊定義更為細(xì)致，一個(gè)模塊可以是多個(gè)Option的組合。Option表達(dá)的是每個(gè)電路的具體信號(hào)定義或功能，模塊的表達(dá)需要與用戶實(shí)際看得到的配置有強(qiáng)關(guān)聯(lián)，能夠被用戶或整車配置直接簡(jiǎn)單的選中搭配。

2.2.2 線束電氣原理設(shè)計(jì)方面準(zhǔn)則

（1）避免INLINE的PIN腳共用原則

線束模塊化設(shè)計(jì)對(duì)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(shè)計(jì)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(yīng)用這種模式，如果INLINE上不同功能配置的電路共用PIN腳，當(dāng)采用模塊化模式的線束與其他常規(guī)模式線束對(duì)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(dǎo)致功能不正常[2]。

（2）電路設(shè)計(jì)獨(dú)立原則

電路設(shè)計(jì)越獨(dú)立，相互之間的影響越小，才更有利于電路拆分。模塊化設(shè)計(jì)需要對(duì)電路進(jìn)行拆分，因此需要在電路設(shè)計(jì)中考慮電路設(shè)計(jì)盡量獨(dú)立的原則。電路獨(dú)立的含義是指同一個(gè)回路不要出現(xiàn)多個(gè)功能信號(hào)共用。如果做不到獨(dú)立，則采用全面共用。

（3）電器設(shè)備PIN腳定義兼容原則

為了避免對(duì)接的電器設(shè)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(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程中，定義電器設(shè)備的PIN腳信號(hào)定義時(shí)做到高、中、低配等各種配置的信號(hào)定義可以兼容，各個(gè)電器設(shè)備的PIN腳定義很大程度上都可做到平臺(tái)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(guò)程。線束模塊化設(shè)計(jì)一般是先完成總成式的線束設(shè)計(jì)然后再對(duì)其進(jìn)行模塊化拆分。模塊化拆分的過(guò)程其實(shí)就是基于鎖定版本的整車配置需求，再結(jié)合具體的每個(gè)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(chǔ)模塊或者功能配置模塊，拆分后的結(jié)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(shè)計(jì)開發(fā)，需要強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)支持，且需要各種信息矢量化，便于計(jì)算機(jī)處理。目前較完善的設(shè)計(jì)軟件為Capital Harness System，該軟件中Modular XC模塊是一個(gè)專門應(yīng)對(duì)線束模塊化的軟件功能模塊，它可以支持線束模塊化設(shè)計(jì)。其主要功能是定義線束的模塊;生成相關(guān)的模塊圖紙以及全涵蓋最大化的圖紙;生成相關(guān)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(shè)計(jì)，每臺(tái)車上的線束都是依據(jù)客戶定制而量身訂做的，不會(huì)產(chǎn)生多余的線束分支，個(gè)性化定制車輛的客戶不用額外支付多出來(lái)的線束分支產(chǎn)生的費(fèi)用。

4.2 提高產(chǎn)品質(zhì)量

采取模塊設(shè)計(jì)后，原本復(fù)雜的線束設(shè)計(jì)過(guò)程變得簡(jiǎn)單化，標(biāo)準(zhǔn)化，系統(tǒng)化?？捎行Ы档秃蜏p少線束設(shè)計(jì)與生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，從而提升產(chǎn)品質(zhì)量。

4.3 簡(jiǎn)化主機(jī)廠線束設(shè)計(jì)流程、縮短設(shè)計(jì)周期

模塊化設(shè)計(jì)的線束是基于電氣功能和布局來(lái)分類的。對(duì)于設(shè)計(jì)人員只要確認(rèn)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(shè)計(jì)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(duì)應(yīng)的功能清單產(chǎn)生后，這時(shí)線束設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)。

4.4 實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性管理

采用模塊化設(shè)計(jì)一張圖紙可以制作成多個(gè)不同車型的線束。而傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，每個(gè)細(xì)小的變化就會(huì)有一個(gè)新的圖紙出來(lái)。這樣衍生出來(lái)的線束圖紙可能會(huì)有幾百上千份。如果一旦對(duì)某一車型的基礎(chǔ)線束進(jìn)行變更，就會(huì)導(dǎo)致這幾百上千份的圖紙變更。由此產(chǎn)生的任務(wù)量是巨大的。

5 結(jié)論

滿足C2B配置需求的線束模塊化設(shè)計(jì)，目前已廣泛應(yīng)用于上汽大通技術(shù)中心所有平臺(tái)全系車型。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，客戶先后提出超過(guò)十萬(wàn)種的個(gè)性化配置，通過(guò)采用該模塊化設(shè)計(jì)，將原本復(fù)雜的線束設(shè)計(jì)過(guò)程變得簡(jiǎn)單化、標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)與生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，提升了產(chǎn)品品質(zhì)，充分滿足了互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)時(shí)代C2B造車的配置需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]柳獻(xiàn)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(shè)計(jì)[J].汽車電器，2013（10）：7-8.