【摘要】汽车线束作为汽车电气系统的重要组成部分,是整车各电器实现功能的神经系统,从概念设计到生产涉及多个环节。在这个过程中,高品质的交付物文件对于确保线束系统的可靠性至关重要。文章首先简要介绍汽车线束三维开发流程,然后着重探讨设计开发过程中各交付物文件的要点,旨在为新能源汽车线束设计的优化和提升提供有益参考和指导。
1.1 三维数据设计阶段
汽车线束三维设计阶段指数据设计开始到数据冻结发布的过程, 主要包括数据设计、Interface沟通确认、数据冻结、数据评审、DPA0~DPA5数据检查、数据整改、数据发布评审(评审报告)、数据优化、V1~V2阶段数据发布、二维图纸。汽车线束三维数据设计阶段如图1所示。
1) 三维数据设计。线束三维设计以线束三维布置规范为设计依据, 考虑多个维度, 涉及成本、属性、可靠性、装配、制造、维修、运输、保安防灾等, 需与多个汽车系统协同开发, 设计过程中需要及时与上下游信息同步, 避免设计断层。
2) Interface。Interface作为线束三维设计过程中重要的交付物文件, 需要保证其准确性、全面性、时效性, 同时其作为设计匹配的对外输出需求文件, 与对手件专业负责人需要及时沟通确认, 确保线束Interface的有效传递、有效沟通、数据状态的匹配确认。
3) 数据冻结。数据冻结节点需要提前与各部门信息拉齐, 确认各匹配数据的冻结状态, 避免因信息不一致导致线束与周边环境干涉或不匹配的情况, 同时需要提前2天左右提起相关冻结流程, 避免因流程导致延期。
4) 数据评审。为确保发布数据的设计品质, 需要在数据发布节点前2周进行数据评审, 避免低级品质问题,评审前整理好疑难点问题进行专项讨论。
5) 数据检查。数据发布前需要进行匹配检查, 线束内部进行DPA0自查, 并推动问题整改。线束外部进行DPA1~DPA5的检查(DPA1总布置检查、DPA2 PQ、DPA3尺寸、DPA4售后、DPA5工艺), 3天内进行问题整改, 并与提出人沟通, 确认问题关闭。
6) 数据发布评审。发布前2周需要开始准备数据发布报告, 涉及未关闭问题、DPA0报告、Interface文件、运动段校核等交付物文件。
7) 数据发布与二维图纸。数据设计到数据最终发布冻结会经历几个阶段, 随着开发成熟度的提升, 一般为:CER数据冻结→V0数据冻结→V1数据冻结→V2数据冻结→二维图纸。二维图纸完成后需要进行多轮的三维数据与图纸核对, 确保线束尺寸、插件型号、功能号、卡钉型号及方向、橡胶件型号、支架型号、包覆物材料、辅助示意视图、各技术要求等信息的准确性, 最终完成数据阶段的设计工作, 为生产阶段做准备。
1.2 实车生产阶段
汽车线束实车生产阶段主要是对数据的验证及相关测试, 包含汽车线束生产、首样确认、工厂装配验证、各专业实车评审、实车问题处理及问题关闭、工程变更评审及发布、工程认可报告提交等。
1.2.1 线束生产
当二维图纸完成后, 工厂会根据图纸、物料BOM进行线束工装板、工艺文件的编制、电检电测、卡钉板、导线裁切、端子压接、装配等相关工作。当线束首样生产完成后, 需要进行电性能检测和外观尺寸检查, 线束包装前需要进行首样确认。线束三维和实物线束核对, 主要涉及线束分支方向、卡钉型号及方向、各主要位置线径、包覆物类型等, 组织首样评审并记录相关问题, 后续进行优化整改。
1.2.2 工厂总装装配
线束物料按既定的节点到货后进行装配, 线束的装配方式分为3种, 分别为:①A+B供货线束作为其他零件总成的下级, 需发货到其零件供应商处进行组装后发到主机厂总装车间, 一般为仪表线束、前后保线束、副仪表线束等;②线束先在总装分装线进行分总成装配, 装配完成后与车身总拼, 一般为门线束、顶棚线束、底盘线束等;③线束在总装主线上分装, 一般为车身线束;总装装配阶段需要全程跟线支持, 主要是总装装配过程中问题处理, 同时对前期三维设计进行实车确认。
1.2.3 问题处理及关闭
针对总装发现的装配问题、品质问题等需要进行快速响应, 及时处理, 后续进行问题记录。问题清单的记录需要包括以下内容:问题描述、问题根本原因、临时措施制定、永久措施制定、永久措施实车验证、问题关闭报告评审提交、问题关闭。问题的关闭需要形成闭环, 验证要充分, 避免问题复现, 导致问题升级。
1.2.4 工程变更文件编制及评审
二维图纸完成下发后的所有变更都需要有工程变更文件推动更改, 线束工程变更主要涉及三维变更、图纸变更、原理变更、BOM配置打点变更等, 针对变更内容需要进行关联部门的评审, 涉及总布置、属性、法规、总装、工艺、关联零件负责人、质量、架构、标准件、采购、项目组等, 确保各模块沟通达成一致, 避免因变更评估不充分导致后续一系列的关联影响。
在汽车线束三维开发过程中, 方案的制定要以品质安全、设计标准为依据, 以最低的质量成本为设计目标, 同时加强自身各项能力的提升, 主动积极沟通处理问题, 解决问题, 最后要进行问题复盘, 形成经验总结, 提升设计能力。
过程管控文件是一系列用于管理和控制开发过程的文件和文档, 帮助团队有效进行管理和控制项目进度、品质和风险, 确保最终的产品符合既定的设计目标。其中线束三维设计开发过程中主要包括以下两类:过程信息文件和交付物文件。
1) 过程信息文件主要包括:LDI、Connector List、Inline List、端子清单、辅料清单、Master List清单、Planview等, 过程信息文件是设计开发源头,需要进行实时信息拉齐, 保证准确性, 避免线束三维设计因源头文件迟滞导致设计配置不匹配等情况。
2) 交付物文件包括:Interface、DPA0报告、运动段校核报告、接地点清单等。
2.2 交付物文件
交付物文件是线束三维设计交付品质的依据, 交付物文件的品质是评估设计品质的重要指标, 设计过程中要确保交付物的准确性和全面性。下文着重分析各交付物文件的要点事项。
2.2.1 Interface文件
Interface文件是线束三维设计对周边环境件提出的固定、过孔、接地等需求, 如图2所示, 包括以下几点。
1) 卡钉的Interface:包括卡钉固定位置坐标信息、开孔尺寸、螺柱型号、尺寸公差、钣金或塑料件厚度等。
2) OBD的Interface:OBD插件图示上固定结构截图、位置坐标信息、尺寸公差、钣金或塑料件厚度等。
3) 接地环形端子:接地螺柱规格、位置坐标信息、螺纹孔尺寸、螺纹长度、孔深度、紧固扭矩信息等。
4) 线束橡胶件:钣金开孔位置坐标信息、开孔尺寸及公差、钣金结构和厚度、防水平面尺寸等。
2.2.2 DPA0清单
DPA0清单是线束数据发布之前自查的问题清单, 主要检查线束插件型号与原理LDI的一致性, 线束插件、卡钉、主干及分支、支架、橡胶件、环形端子等是否与对手件零件匹配, 干湿区域防水/温度/振动设计检查, 线束生产装配及维修可行性检查等, 针对三维数模进行数据检查评审。问题清单包含的信息有:序号、线束名称、问题描述、措施、问题图片、问题进展、关联负责人、问题严重程度 (红色——无解决方案的开口问题, 黄色——有布置方, 待推动更新, 绿色——非问题或已解决)、 问题关闭截图、问题关闭时间、线束负责人, 如图3所示。
2.2.3 运动段校核
汽车线束在运动区域因其柔性特点实际状态很难保证其一致性, 并且三维软件设计时很难把运动过程中各种工况都一一体现, 需要对线束运动区域进行专项检查校核,以保证车辆在运动过程中线束的安全性、可靠性。运动段校核主要从以下几个维度进行评估。
1) 机械性能校核:在汽车线束的运动区域线束经受振动、扭曲等机械压力作用, 因此设计校核需要考虑线束材料的强度和刚度, 确保其能够承受运动过程中的机械应力, 避免出现疲劳断裂或损坏。
2) 电气性能校核:线束在运动过程中需要考虑其电气性能, 包括导电性、绝缘性和屏蔽性等, 确保线束在运动过程中稳定的电气连接和传输性能。
3) 热性能校核:需要考虑线束在运动过程中温度的变化影响, 包括耐高温和耐低温能力, 确保在各种工作环境下能够正常工作, 不会因为温度变化而导致性能降低和损坏。
4) 安全性校核:线束设计还需要考虑安全性因素,主要表现为运动过程中不会与周边环境件干涉导致线束受损, 从而导致车辆功能异常的情况, 包括下属线束装配、车辆碰撞等情况, 需确保车辆安全功能的正常工作。
目前新能源汽车主要运动区域包括:前后轮速位置、仪表转向管柱调节、制动踏板、前后驱动电机、加速踏板、副驾驶手套箱、前排座椅、四门橡胶件位置、尾门铰链位置、四门玻璃升降、四门玻璃固定机构升降、安全带周边、主动进气格栅(格栅运动) 等。运动段的线束需要遵循以下设计:①线束不能处于运动部件的行程中;②要充分考虑线束在长度允许的范围内摆动。
运动校核文件需要包括以下信息:运动段线束名称、运动位置、运动部件包络数据、线束仿真文件及结论、线束设计尺寸及公差、关联零部件沟通握手会议决议等。
2.2.4 接地点清单
整车线束打铁设计是汽车线束设计中的重要一环, 合理的搭铁设计能保证各电气设备形成良好的电气闭环回路, 提高零件使用寿命, 减少因搭铁不良带来的品质风险, 降低售后成本, 提升产品形象。
接地点清单包括:接地点位置信息、位置代码、自检工位、互检工位、数量、图示、方向要求、配置区分、接地功能、关键力矩、严重度等级等信息, 如图4所示。
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来源:《汽车电器》 2024(06),作者:黄立夏, 张正文, 何亚飞,本公众号经授权可以原创形式刊登。
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