【摘要】随着汽车电气化程度越来越高，车身线束的复杂程度也随之越来越高，加之卡车市场又存在多品种、小批量的特点，基于不同配置车型的车身线束种类也越来越多，从而给线束的设计、生产等环节带来了严重挑战，传统的线束开发模式已经无法满足需求，于是一种新的线束开发模式——基于模块化的线束开发应运而生。本文就某重卡平台的车身线束模块化开发为例，详细阐述车身线束模块化的开发方法。
随着汽车配置越来越丰富，车身线束种类成倍增长。使用传统的线束开发模式，面临着开发周期长、生产组织困难和资源浪费等诸多问题。下文介绍一种基于模块化的线束开发模式。
1.1 线束模块化的设计原理
虽然不同配置排列组合形成的线束总成种类是海量的，但单个配置种类的数量却是有限的。线束模块化的思想是将不同功能配置拆分成不同的分功能线束，再通过辅助设计软件，将所需要的分功能线束合成线束总成，如图1所示。
1.2 线束模块化的设计方案
1.2.1 识别配置种类
首先，需要识别出全平台的电气功能种类，明确需要拆分的配置。以某卡车车型平台为例，将不同电气配置划分成8类必选功能分组和27类选装功能分组。必装分组包括：车身基础线束、车身智能座舱分线束、车身发动机系统分线束、车身变速器分线束和车身制动系统分线束等；选装分组包括：车身驻车暖风分线束、车身倒车影像线束和车身取力系统线束等。
1.2.2 对整车原理进行拆分
根据已划分的必装、选装分组，对整车电气原理图进行拆分，将分线束原理对应到相应的分功能线束上。
1.2.3 车身线束图纸的拆分
根据拆分出来的分线束原理，对车身主线束进行分功能线束的拆分，拆分后的模块化线束应该包含基础线束模板图和子线束图纸。
基础线束模板图纸作为子线束合成总成线束图的装置图，应该包含分支坐标、分支长度、连接器、线束防护、装配工艺和总线拓扑等信息，但不包含线号。分功能子线束主要用于表达线束孔位定义信息，应该包含分支坐标、连接器、线号孔位定义和线号表等信息，不需要标注分支长度。
图2、图3分别展示了基础线束模板图和分功能子线束图的局部信息。
1.2.4 模块化线束BOM数据的构建
模块化线束BOM数据的构建包含数据结构的构建和标志匹配规则的构建。
数据结构的构建，如图4所示，基础线束模板图作为父节点，分功能线束作为子节点，形成模块化线束的BOM结构树。
标志匹配规则的构建：对每一个分功能线束追加标志，配车时勾选相应的功能标志，即可匹配出对应的线束，组成车身主线束的配置清单。在构建标志匹配规则时需要注意的是：对于必装分组，无需设置标志过滤规则，系统在配车时会进行强制校验，对缺少的必装分组分线束进行提醒报错；对于选装分组，因为是选配功能，系统不会进行强制校验，所以需要设置标志过滤规则，防止在配车时漏掉选装配置。
因为线束模块化依靠有限的分线束进行排列组合形成总成线束，某一分线束的设计错误产生的影响也是大面积的，所以在设计完成后，模块化线束的实施验证环节是必不可少的。模块化线束的实施验证主要分为辅助设计软件验证、模拟配车验证和实车装车验证3个步骤。
1） 辅助设计软件验证。
分功能线束形成主线束配置清单后，需要自动合成主线束图纸才能用于指导生产，此时需要借助辅助设计软件来完成这一步骤，软件在自动合成总成图纸的同时，能对合成过程中产生的错误进行报错，如单头线、线号孔位冲突等，进而反馈给设计人员进行核实纠错。但这种验证方式有一定的局限性，对于漏线和原理表达的错误无法进行识别。
2） 模拟配车验证。
选取一些较为常见的配置组合进行模拟配车，测试配置化线束生成的配置清单是否正确，再将合成的总成线束与原量产的线束图纸进行对比，验证图纸的正确性。该方法的优点是能对某一具体配车需求进行全流程的验证，但无法覆盖所有配置组合。因为选取的配置组合具有一定的代表性，考虑到周期、成本等因素，这种验证方式是目前比较行之有效的验证方案。
3） 实车装车验证。
使用模块化线束进行配车，将生成的车身主线束进行装车验证，并对装车过程和各电气功能进行详细点检，对上述2个验证环节无法识别到或遗漏的错误进行一次筛查。该步骤在模块化线束投入生产时是必不可少的，但同样存在验证范围的局限性。
3.1 模块化线束的优势
1） 减少重复劳动，缩短开发周期。
使用模块化线束进行设计开发，只需把所有的配置全部设计完成，后期在配车时只需勾选相应的配置，即可自动组合形成车身线束总成图纸，无需再进行单一化线束图纸设计。同时因为采用模块化的设计，遇到法规贯标或设计变更等需要进行批量发文的情况时，只需新增或修改相应的模块化分线束即可，大大缩短了开发周期。
2） 缩短供货周期，减少库存风险。
线束供应商采用模块线束的生产模式，可以先对模块子线束图纸进行预处理及生产备货，接收到配置清单后即可进行生产，简化了接收到新总成图纸再转化生产工艺图的过程，可缩短供货周期2~3周。同时采用模块化线束进行备货，涉及到贯标等更改时，无需进行大批量改制，直接新增分线束配置，减少库存风险。
3） 减少功能预留，降本增效。
传统的线束设计模式，为了减少车身主线束种类，会进行一部分的功能预留，进而带来物料成本的增加，模块化线束因为按照实际功能需求进行配置，所以不存在多余线束接头的问题，减少物料消耗，实现降本。同时预留功能带来的线束接头，如果没有固定，还存在一定的保安防灾风险，模块化线束的应用也能减少此类问题的发生。
3.2 模块化线束的局限性
传统的车身线束设计因为采用“一车一线”的模式，可以根据实际需求进行一些定制化设计，如对开关、继电器和熔断丝等进行自定义修改，但在模块化线束的设计原则中，开关的装配位置、熔断丝、继电器、线束接口的定义都必须是固化的，当需求的新功能超出了已定义的范围时，会出现资源不足的问题，需要退回到传统的单一实例化线束图纸设计模式。
基于模块化的车身线束开发模式，采用化整为零的思想，将不同的电气配置拆分成模块化分线束，再通过标志规则的建立，实现了线束设计与生产的半自动化，大大缩减了开发人员在线束设计上的精力投入，同时也减少了物料的使用，实现了降本增效，符合绿色环保的生产概念。但现阶段的模块化线束开发模式并非完美无缺，例如如何做到最优的模块化拆分，如何建立完备的设计发文流程，对于一些定制化设计需求该如何应对，还需要在以后的开发实践中继续探索完善。
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来源：《汽车电器》2024年1期，作者：
马燃， 赵武， 周伟，本公众号经授权可以原创形式推送。
