浅谈汽车线束三维设计流程及过程文件管控

原创 线束中国 2024-07-09 09:44

【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。

01
 汽车线束三维设计流程

汽车线束作为汽车重要的组成部分, 其从设计到生产与整车开发流程各节点一一对应, 各汽车公司的整车开发流程大同小异。参考GVDP全球车型汽车开发流程分为以下几个阶段: 架构阶段、战略阶段、概念阶段、开发阶段、产品及生产成熟阶段。汽车线束三维开发流程可简述为三维数据设计阶段和实车生产阶段。

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。

02
 三维设计开发过程管控文件

2.1 过程管控文件

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。 



03
 总  结

过程管控文件的建立和品质是衡量线束三维开发品质的重要指标, 伴随着整个汽车线束三维开发设计周期。通过对线束三维开发流程和过程管控文件的学习能够更加有效地保证开发设计的品质和可靠性, 提高团队的工作效率和竞争力。

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来源:《汽车电器》 2024(06),作者: 正文 何亚飞,本公众号经授权可以原创形式刊登。



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