汽车线束的模块化设计
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整车线束KSK模块化生产解析说明线束生产工艺和其余制造业的工艺差别还是蛮大的,项目前期,一般由研发部门和客户确认好图纸,然后下发到工艺部门,每个项目不同,图纸也是千差万别的。
大致有Tier-2、CV、VW、GM、MB、PSA几类,其中Tier-2二级配套供应商图纸比较简单,以车灯线、空调线、油箱等小型线束为主;CV是以重卡、货车的发动机线为主,所以外层大部分均以波纹管和三通覆盖,以减少震动和防止磨损。
整车线束如VW和JLR是采用KSK模块化生产模式,这样能最大限度的满足客户的不同需求。
本文主要针对整车线束KSK模块化生产模式进行解析。
整车线束一般分为几个阶段:Sample、V-VFF、VFF、PVS、OS、到最后的SOP,过Sample阶段就要准备Flow-Chat 和FMEA以及CP,再根据图纸线束的大小和分支走向,确定工装板的大小和layout,如果是经典流水线要尤其考虑员工上方操作内容的可操作性,如果是“H”形板,要注意中间间距和员工的最大可操作范围。
前期最重要的事是BOM,要根据BOM熟悉物料的种类及复杂连接器的组成,线束的组成部分较多分类较杂,要仔细核对图纸和研发下发的BOM,以及Sample做线阶段的现场核实,多方才能确保BOM的准确率。
到V-VFF和VFF阶段,对线束有个整体的工艺思路,就要开始布置现场的所有标识(物料、预装电线、线架电线);物料盒大小的定义;所有连接器返工手册;现场物料桌及预装架数量和规格;购买压接模具、测试模块、OGC、工装白模块、保险丝装置、照相系统;申请参数(绞线、超声波);项目需要确定是否投入套筒压接or线下超声波设备。
其次系统这一块就要开始建立BOM、Routing、cutting list、KANBAN,注意区分半自动和全自动,以及卡量的设定(根据每个公司不同,有订单拉动和系统拉动)。
以上所有准备大概就绪之后,就要到PVS有一份初步的作业指导书。
其中预装Pre和总装Ass的作业指导书是整个线束生产工艺过程中的重点和难点。
基于CATIA的重型汽车三维线束模块化设计一、引言随着汽车电子化和智能化的发展,重型汽车的电气线束设计变得越来越复杂。
为了提高设计效率和质量,需要采用先进的三维设计软件进行线束模块化设计。
CATIA是一款功能强大的三维设计软件,为重型汽车线束的模块化设计提供了完美的解决方案。
二、模块化设计概述重型汽车的电气线束设计包括传感器、控制器、开关、仪表和灯具等多个模块的布线和连接。
在传统的设计方法中,每个模块都需要单独设计和布线,这样容易出现布线冲突、布线长度过长等问题。
而采用模块化设计可以将各个功能模块独立设计,并通过标准接口进行连接,大大简化了设计过程。
三、CATIA的应用CATIA是一款三维设计软件,可以实现三维建模、装配设计、线束布线等功能。
在重型汽车线束模块化设计中,可以利用CATIA进行以下几个方面的工作。
1.模块建模首先,通过CATIA进行各个模块的三维建模。
根据设备的尺寸和形状,可以利用CATIA的建模功能快速创建各个模块的三维模型。
这样可以准确地模拟实际设备的形状和尺寸。
2.模块装配然后,利用CATIA进行模块的三维装配。
将各个模块按照设计要求进行装配,可以通过CATIA的装配功能轻松完成。
这样可以保证模块之间的匹配度和连接稳定性。
3.线束布线接下来,利用CATIA进行线束的三维布线。
CATIA提供了强大的线束布线功能,可以在模块之间准确布置线束和连接器。
通过CATIA的线束设计工具,可以快速生成线束布线方案,并对布线进行优化,以减少线束长度和降低布线难度。
4.线束管理最后,利用CATIA进行线束的管理。
CATIA提供了线束的参数化管理功能,可以对线束的长度、颜色和类型进行管理。
通过线束管理功能,可以实时更新线束的信息,并保证线束的一致性和可维护性。
四、模块化设计的优势采用CATIA进行重型汽车线束的模块化设计,具有以下几个优势。
1.提高设计效率模块化设计可以将复杂的线束设计问题分解为多个独立的模块,简化了设计过程。
【理论知识】汽车模块化设计和研发背景随着电子电器工业技术的不断发展,新的电器功能的应用为广大的用户提供更多的舒适性、安全性的选择,新的电器功能被应用于汽车电器系统中,大大的提升了用户的用车体验,也给汽车终端用户提供了更多的功能选择,特别是在近年来的汽车电气化、智能化大力推进的背景下,汽车电子电器系统的复杂度给整车开发人员带来了更大的挑战,特别是复杂的电器功能的适配、系统开发、功能测试等环节,为满足市场及销售终端的需求,新的功能需要不断的应用于新产品的开发,设计人员需要考虑车型配置足够匹配市场需求,电气系统设计人员面临着巨量车型配置管理的难度。
图1:汽车技术发展趋势电气系统设计研发现状a. 基于市场需求,预先定义整车配置,用户在有限的范围内进行车型配置选择,不支持大规模自定义和定制化,有限的用户自定义选择项。
b. 基于选项(Option)型驱动设计,运用选项代码进行整车配置管理,基于整车配置转换为线束等级(Level)。
c. 现有模式在车型配置的用户定制化方面不支持,无法满足客户多样性需求,车辆变形和配置调整方面受限。
图2:汽车电子电器复杂度增加电气系统设计研发面临的挑战a. 选项驱动设计的方法在面对大量定制化车型中面临的挑战,选项型设计无法满足客户多样性需求,车型配置受限。
b. 汽车设计复杂度增加驱动新的设计方法,更多的用户选项需要基于客户需求进行开发,并且提供用户自主选择的可能性。
c. 线束制造流程的需求需要建立的制造模式,满足定制车型的交付周期。
d. “0”捐赠和成本精确控制的需求。
图3:模块化应用范围问题解决思路在面向终端用户的定制化需求,提供灵活的配置选项,为用户提供更多的电器配置和功能是整车厂参与市场竞争,提升产品竞争力的必要条件,模块化设计经过实践是可以满足定制化和制造的需求,在国外已经有多年的应用经验,构建思路的区别如下:图4:复合线束和模块化线束的差异模块化设计流程定义了新的企业系统平台以及影响下游Tire 1生产组织模式,需要多个组织的合作以及系统层支持,从模块化应用多个维度考量,新的模式需要OEM和Tier 1合作搭建一体化应用层模式,具体参与的组织及权重比率如下:图5:多组织合作模式支持模块化应用新的合作模式需要OEM和Tier 1线束厂建立数据流程以及新的生产组织模式支持,OEM负责依据市场需求定义模块化开发和设计,Tier 1线束供应商负责接收设计模块,并且将功能模块转换为生产模块,并且根据订单进行生产组织。
明导公司模块化/KSK 线束自动化设计电子设计自动化技术的领导厂商Mentor Graphics 近日发布研究报告称,在制造业中,生产模块可提高生产过程的效率并带来规模经济,而先进的自动化工具可协助设计师完成模块化合成和后续步骤。
Elisa Pouyanne 是明导国际(Mentor Graphics) 集成电气系统部汽车业务发展经理。
他已经在明导国际工作了12 年,担任过众多与客户打交道的职务,与大多数采用明导国际旗舰EDS 设计平台Capital 的大型汽车原始设备制造商和线束制造商都有过合作。
其工作涉及重新定义流程、推荐设计方法、管理部署项目以及帮助采用Capital 的公司更快地创造出价值。
Elisa Pouyanne 表示:运输领域原始设备制造商及其线束供应商不断与复杂性抗争。
原先比较小众化的模块化布线系统逐渐获得认可,这是因为它们可实现高度定制,同时降低控制复杂性的难度和成本。
但是,若没有强大的设计自动化工具的辅助,模块化方法本身也可能变得很复杂。
如今的领先设计平台是一项可行的技术:它们可以在从电子系统设计(模块化合成)到线束工程(模块化细分和分配)的整个过程中自动完成与模块化设计相关的具体工作,从而提供可靠的配置,同时最大限度地减少赠品和其它折中措施。
为线束产品构建超级数据集合是一种有效的常用方法。
对线束制造商,尤其是今天的汽车行业来说,用电脑设计工具自动为集合生成多个不同线束已经很常见了。
当消费者需求、新技术和新规定的影响开始导致配置管理难以控制时,对管理复杂性的需求突显出来,这种方法也应运而生。
这种超级数据集合方法帮助线束制造商大大提高了业务效率,也为原始设备制造商改善了供应链关系。
然而这并不是降低复杂性的唯一方法。
一些现代化线束设计工具还带来。
基于CATIA的重型汽车三维线束模块化设计CATIA是一款强大的三维CAD软件,广泛应用于各种工程设计领域,包括汽车设计。
在汽车设计中,重型汽车的电气线束是一个非常重要的部分,它负责将各种电气设备(如发动机、仪表板、照明、通信系统等)之间传递电力和信号。
因此,对于重型汽车的线束设计来说,模块化设计是一种有效的方法,它能够提高设计的灵活性和可维护性。
本文将介绍基于CATIA的重型汽车三维线束模块化设计。
首先,基于CATIA的重型汽车三维线束模块化设计需要建立一个电气线束库。
这个库包括各种标准模块,如电源模块、信号传输模块、照明模块等,每个模块包含具体的线束和连接器。
这些模块的设计可以借助CATIA的实体建模、装配设计和零部件管理功能实现,可以根据需要对模块进行修改和定制,以满足不同车型和用户需求。
其次,在进行重型汽车三维线束模块化设计时,可以采用分层设计的方法。
即将整个线束分为多个层次,每个层次负责不同的功能和任务。
例如,第一层可以是电源层,负责传递电力信号;第二层可以是信号传输层,负责传递各种传感器和控制器的信号;第三层可以是照明层,负责车辆的照明系统。
通过这种分层设计的方法,可以将线束模块化,便于设计和维护。
此外,基于CATIA的重型汽车三维线束模块化设计还需要考虑线束的布局和连接方式。
首先,需要确定线束的路线和固定位置。
CATIA提供了各种布线工具和路径规划算法,可以帮助设计师快速、准确地确定线束的路径和位置。
其次,需要选择合适的连接器和连接方式。
CATIA支持各种标准连接器和连接方式,如插头连接、螺栓连接等,可以根据需要选择合适的连接器和连接方式。
最后,基于CATIA的重型汽车三维线束模块化设计还需要考虑线束的维护和检修。
线束在使用过程中可能会受到振动、磨损和老化等因素的影响,因此需要定期进行维护和检修。
CATIA提供了线束设计的数据管理和版本控制功能,可以记录线束的设计、制造和维护信息,便于后期的维护和升级。
汽车经济性之线束轻量化设计:(电压平台提升、电气架构优化、新材料)线束轻量化对汽车意味着什么?线束是汽车中最重、最复杂的部件之一。
随着汽车电子化、信息化的迅猛发展,人们对汽车智能化功能的要求不断提高,汽车狭小的空间内所放置的电子电气设备也随之增多,导线数量也相应不断增加。
据统计,目前一辆高档汽车的导线使用量达2km,重量在20~30kg左右。
线束重量每减少10%,燃油经济性可提高3%。
如果一辆汽车每消耗1加仑汽油可以行使20英里(约合32km),那么按每年行使15000英里(约合2414km)计算,燃油经济性每提高3%,每人每年就可以节省22.5加仑(约合85L)汽油。
“线束减重在帮助整车减重、提升燃油经济性方面有着不容忽视的作用,将会越来越受到汽车制造商的重视。
线束由于长度过长且“太软”,组装必须要由人工来完成,因此线束的减少最大的好处就是提高生产效率及降低人工成本,特斯拉Model Y 的车内线束长度缩短到100 米,而且将线束设计为结构件,将线束变成一个个固定的零件,使得线束的组装可以由机械手臂来完成,自动化率进一步提升。
除此之外,其也能解决产能问题,降低资金投入;还能减少汽车能量损耗及车重,提升续航。
1.低压平台的48V系统运用近年来,48V系统普及化序幕正在逐步拉开注。
一方面,是高端的奥迪、奔驰新S级,插电混动版将配备48V系统,另一方面,比亚迪以外的自主厂商也在发布自己的48V系统研发和投入计划,例如奇瑞,甚至宝骏。
受制于传统的12V低电压系统,由于电压平台过低,部分总成部件无法实现电气化,例如空调、转向助力等,发动机一旦熄火将意味着空调无法工作、失去转向助力。
然而有了48V系统以后,转向助力和刹车助力都可以电气化,这时候就不需要发动机再无谓地空转“待命”了。
它对于节油的影响是相当可观的。
其次就是真正实现了“该启再启”、“该停就停”——即便最难通过的路口,电气系统也足以维持空调的运转和保留支持再次启动的电量,48V系统相对于12V系统,同样的功率下线束的电流降至原来的1/4,对于线束减重相当可观。
catia 线束模块设计
在CATIA中进行线束模块设计,需要遵循以下步骤:
1. 打开CATIA软件,进入EHA(Electrical Harness Assembly)模块。
2. 在EHA模块中,创建一个新的Product,并赋予其电器属性。
3. 点击Geometrical Bundle,开始进行线束设计。
4. 根据电气系统的需求,确定线束的走向、连接的电器件、线束的外保护形式等。
5. 根据电气原理图,确定每个电气子系统及回路的能源分配,包括电源的搭铁线、接地点的分配等。
6. 根据电气负荷和相关标准,确定导线的线径、线色以及端子和护套的型号。
7. 根据各子系统电气件的分布情况,设计二维线束图和三维线束布置图。
8. 根据经核准的三维线束布置图,校核二维线束图,确保其准
确无误。
9. 完成设计后,进行试制和生产。
以上步骤仅供参考,建议咨询专业人士获取更准确的信息。
浅谈汽车线束模块化设计陈淳;连坡【摘要】随着人们对于汽车个性化需求的日益增长,传统的制造模式已经无法满足高度复杂性的生产需要.汽车线束制造行业推出了KSK模块化的生产方法,旨在大规模生产的流水线上,定制出满足不同客户需求的产品.【期刊名称】《汽车电器》【年(卷),期】2016(000)007【总页数】3页(P48-50)【关键词】客户定制线束;模块化;工业4.0【作者】陈淳;连坡【作者单位】德科斯米尔(沈阳)汽车配件有限公司,上海201805;德科斯米尔(沈阳)汽车配件有限公司,上海201805【正文语种】中文【中图分类】U463.62KSK是德语Kundenspezifischer Kabelbaum的缩写,意为客户定制线束,其概念和原理由德国德科斯米尔集团(Dräxlmaier Group)于1990年提出并推向市场。
这种对于不同配置的线束可以准时合拍送至客户手中的理念,当时就受到宝马、奔驰及奥迪三大主机厂的青睐,可以很好地配合汽车生产中新型的即时生产模式(Just-in-time manufacturing)。
由于KSK可以满足不同配置的车辆包含不同零件的特殊要求,这样的理念颠覆了当时传统的汽车线束设计模式,将汽车个性化定制推上了历史的舞台。
也正因为这样的创新,奠定了德科斯米尔作为全球汽车线束行业领导者的地位。
早在2011年的德国汉诺威工业博览会上,由博世公司(Bosch)及利奥波第那科学院(Leo-poldina)组成的研究小组就已提出了工业4.0的概念,其定义为连接数字互联网世界与生产经济中的传统过程与服务。
工业4.0旨在整合当前的互联网、物联网技术,优化传统工业中的生产流程,打造智能工厂,而其最终的目的就是实现大规模定制,快速响应客户需求,满足不同客户的不同个性化需求,同时兼顾低成本、高效率的大规模生产[1]。
作为高度自动化的汽车行业必将成为工业4.0的先驱。
而如何满足日益增长的客户定制化需求,成为实现工业4.0进程中的一个重要课题。
汽车线束的模块化设计
作者:何佳健
来源:《汽车世界·车辆工程技术(上)》2019年第01期
摘要:受到汽车行业的不断发展影响,消费者对于汽车产品的个性化需求日益强烈,很多汽车厂商开始尝试汽车线束的模块化设计,以便符合多样化类型与小批量生产方面的需要,有利于帮助车企占据更大市场份额。
本文通过阐述传统汽车线束设计中的不足,说明了汽车线束的模块化设计,同时介绍了针对各个软件模块化的实现方案。
此研究以分析汽车线束的模块化设计方法为目的,从而有效提高我国汽车线束的模块化设计水平。
关键词:汽车;线束;模块化设计
0 前言
在汽车市场逐渐趋于饱和的环境下,各大汽车厂商之间的竞争变得愈发激烈,提高产品质量,扩展产品功能,实现个性化定制等方式,是大多数汽车厂商面临的首要任务。
对于汽车功能模块的分类而言,传统的设计方式要求顺序化供货,而对线束采用模块化设计的方法,可以实现模块的自由选用与组合,能够为客户进行相应的定制,增加更多的功能,满足不同客户的需求。
鉴于此,深入探讨和分析汽车线束的模块化设计方法具有重要的意义。
1 传统汽车线束设计中的不足
(1)电气系统对机械制图软件的过度依靠。
从当前的汽车线束设计情况来看,依然运用的是最为常见的CAD机械制图软件,其并没有在电气数据矢量方面的转换功效,难以将相关原理落实到线束的实际设计工作中,无法达到和电气的同步状态,让相应的设计信息与制造技术方面的数据面临着共享的难题,从而带给有关设计工作人员更大的任务量和难度,产生的错误率较高[1]。
(2)线束技术类型过多且更新过快。
由于汽车行业的发展,促使更多平不同类型的汽车产品出现,在新品更新速度过快情况的影响下,更多种类的汽车线束技术出现,同时面临着更新过快的难题。
当汽车产品频繁的更新换代,必然导致线束构件过多的库存,产生不必要的浪费现象,而当供货周期减慢之后又难以达到制造厂商的要求,由于汽车的零件方面的改进与质量因素的变化,让线束出现过快的变更。
面对此种情况之下,非常易于导致更多的产品库存,面临着一定的报废风险[2]。
2 汽车线束的模块化设计
(1)相关模块的合理分类。
进行汽车线束的设计初期阶段,应该首先掌握相关模块的概念,进而把其中的各个零件科学分到不同的模块类别里边。
在此过程当中,相关的各个模块均需要涵盖导线、插接件、紧固装置、防水塞、继电器以及端子等各类不同的零件,均属于线束的重要构成部分。
进行有关模块的概念阐释过程当中,应该把全部的用电器装置功能分成两种不同的类型,即基础的模块与功能的模块。
1)基础模块的设计说明。
进行汽车线束的基础模块设计的时候,应该确保其拥有唯一性的特点,在此模块当中,全部的零件均可以兼容任何的汽車类型与配置,可谓每一部新车必须具有的功能之一。
由于上述功能中不存在多样化的功能配置情况,所以,从汽车线束设计的图纸当中尽可以找到一个基础模块,同时全部的汽车类型均可以运用相同的基础模块。
对于基础模块而言,通常情况下,其拥有诊断分析、BCM以及内舱熔断丝盒等方面的作用[3]。
2)功能模块的设计说明。
设计汽车线束的功能模块的时候,实际上在该设计模块当中,涵盖了诸多不同的选择方面的功能,可以在当前或未来予以运用。
尤其在汽车的用电器设备数量与日俱增的情况之下,必然会促使功能模块群的生成,并且需求量很大。
基于科学管控相关模块的目的,对功能模块可以划分成不同的等级,即模块组、功能模块以及分支模块等。
第一,对于模块组来说,从其功能性的角度进行分类,主要涵盖了模块组 Module_A、Module_B以及Module_C等等,比如:常见的有收音机、前照灯等模块。
第二、针对功能模块而言,结合其不同的功能差别性,可以分成模块Module_AA、Module_AB、Module_AC等等,例如:应用前照灯模块的过程中,能够具体划分为氙气、LED以及卤素等不同类型的前照灯模块。
第三,对于分支模块而言,将相同功能应用到各个钣金当中,会导致分支长度的差异,使相应衍生模块发挥出作用。
具体的制造过程中则应以钣金的需求为依据,合理选用相应的分支。
(2)导线模块的设计说明。
汽车线束当中,导线是不可或缺的零件。
进行模块化设计时,需应对模块进行概念的确定。
不过一般情况下,回路会和两边的装置相连,存在一定的特殊性特点。
针对某根回路应放置在设备的A端或者B端模块里边的问题予以深入考虑和分析,保证一定的科学性。
一般则依据下述几个方面的要求予以设计。
第一,当基础模块中的2个用电器设备相连时,此回路为基础模块。
第二,当基础模块和功能模块的用电器设备相连之后,此导线为功能模块。
第三,针对2个不同的功能模块用电器装置连接的情况,应对相应的从属关联情况实施判别,并做好回路的类型划分。
第四,如果某回路仅存在一边与用电器相连,另一边搭铁的情况,此回路的用电器设备应符合相关要求。
表示的部分回路,对各个种类回路模块的分类设计进行了阐释。
(3)减小复杂性的设计方法。
当汽车当中可选择的用电器装置以独立形式当作某功能模块时,则形成非常复杂的模块群,以当前的技术,并不适用。
应在模块化设计过程中,确保模块具有一定的灵活性,完成对模块的合并与优化处理,达到控制经济成本的目的。
第一,对于一样种类的用电器而言,应保证一起进行装配处理。
比如:在汽车的前后排座椅中均设置加热的功能,从理论角度来说需要4个模块,不过实际上采用的为前排加热或者前后排一同加热的方式。
第二,功能方面的并存。
对于各个种类的用电器设备,相连并发挥一致的功能。
比如:在车载电话当中涵盖收音机、麦克风以及天线等,假如对模块进行独立设置,便形成4个模块。
对于具体的应用,仅设置一个模块功能便能达到效果。
第三,冗余布线的问题。
把部分分支涵盖在某种特殊的配置之内,不必考虑客户订购与否。
比如:不管客户选择订购该前雾灯与否,均把此分支在设计的时候涵盖在线束的零件当中。
3 针对各个软件模块化的实现方案說明
基于完成汽车线束的模块化设计任务的目的,由明导企业研发的电子系统设计软件,即ESD,使相关模块的代码被简化处理,有效确保设计的合理性,并且使得工程建设时期在功能模块方面的材料配置与生产时期的模块材料配置速度得以有效提升。
进行初始设计的时候。
需要明确各个导线所提供的功能与不同功能间的关联性情况。
通过在设计的过程中进行导线的合成处理,从而自动形成导线的分配模块,让拥有一样功能作用的导线划分成相同的模块,对于缺少表达式相应的导线,则表明此该导线适用于全部的车型,此类型的导线会具备相应的核心模块代码。
依靠软件的自动化模式,完成科学的配置。
进行拥有较高难度与复杂性的汽车线束的设计过程当中,可以运用由Aucotec企业研发的Engineering Base软件,即EB软件进行设计。
依靠EB软件,采用中央数据模块的形式,贯穿由设计至制造的整个环节。
此软件利用了140%的模块化设计方式,具有插接件的变量功能,实现变量和模块的有效融合,完成对具体车型配置的科学管控。
另外,基于达到对汽车线束模块化设计的效果,还可以运用由图研企业研发的E3.Harness Analyzer软件。
通过利用此软件,使其和KBL 、SVG数据等功能有效融合到一起,完成导入
HCV数据库的处理。
当然,其还提供了具有模块信息显示功能的线束图纸,能够清晰地查看到其中的有关信息。
4 结论
本文通过阐述传统汽车线束设计中的不足,说明了汽车线束的模块化设计,同时介绍了针对各个软件模块化的实现方案。
希望此次研究的内容与结果,能够使相关工作人员予以关注和重视,并且从中得到一定的启发与帮助,以便推动我国汽车制造业的不断发展和进步。
参考文献:
[1]陈淳,连坡,CHENChun等.浅谈汽车线束模块化设计[J].汽车电器,2016,22(17):148-150.
[2]周文生.浅析集瑞线束模块化设计[J].山东工业技术,2016,30(14):107-110.
[3]吴震云,余世运,李越.基于软件应用的汽车线束设计流程分析[J].汽车实用技术,2017,28(12):176-179.
作者简介:何佳健(1987-),男,广西南宁人,本科,助理工程师,研究方向:纯电动乘用车电池包。