線束工程師:線束降本設(shè)計的十個思路探討

散漫說,不管是汽車主機(jī)廠,還是零部件廠,降本一直是一個重點關(guān)注的問題,汽車線束當(dāng)然也不另外。本文主要探討下線束降本的思路。以下為正文。

對于我們線束工程師來講,線束降本開發(fā)能力能夠直接反應(yīng)出自己業(yè)務(wù)水平高低,線束成本的降低能夠直接帶來公司利潤的增長,而且,線束降本很多時候能夠帶來線束減重,因而,降本設(shè)計是一項能夠塑造線束工程師自身核心價值的能力,本文提供線束降本設(shè)計的十個思路。


1 電器件的合理布置

線束連接整車所有用電器,充當(dāng)電器件能源傳遞與信號交互的媒介,整車電器件的布置位置對線束的走向布局影響很大,也影響到了線束的成本。因此在整車虛擬樣機(jī)階段,作為線束工程師/系統(tǒng)工程師就應(yīng)該參與整車電器件的布置方案確定上來。比如:

1)機(jī)艙保險絲盒做到和駕駛室保險絲盒在同一側(cè),盡量縮短機(jī)艙保險絲盒與駕駛室保險絲盒之間的電源線的長度

2)蓄電池、DCDC/發(fā)電機(jī)、機(jī)艙保險絲盒盡量在同一側(cè),并彼此靠近,可以極大的縮短電源線的長度

下面舉幾個量產(chǎn)車型的例子,說明電器件的布置位置是如何影響到線束的成本的。

線束工程師:線束降本設(shè)計的十個思路探討的圖1

圖:大眾高爾夫機(jī)艙布置圖

線束工程師:線束降本設(shè)計的十個思路探討的圖2

圖:大眾邁騰機(jī)艙布置圖

線束工程師:線束降本設(shè)計的十個思路探討的圖3

圖:北京Jeep機(jī)艙布置圖

線束工程師:線束降本設(shè)計的十個思路探討的圖4

圖:傳祺GS8機(jī)艙布置圖

從圖上,我們可以看到高爾夫,邁騰、GS8和Jeep車的的蓄電池、機(jī)艙保險絲盒都位于機(jī)艙同側(cè),且靠近防火墻位置。這可以極大的縮短電源線的長度,有利于線束成本控制。


2 線束回路布置路徑優(yōu)化

回路路徑優(yōu)化,指的是設(shè)計過程中將回路的路徑做到最短,在縮短導(dǎo)線長度的同時,可以減少壓降,從成本、輕量化、設(shè)計可靠性的角度來說都是有利的。比如:

線束工程師:線束降本設(shè)計的十個思路探討的圖5

圖:回路優(yōu)化前的走向

線束工程師:線束降本設(shè)計的十個思路探討的圖6

圖:回路優(yōu)化后的走向

從上圖我們可以看到,線束中回路路徑優(yōu)化后,可以縮短很長的線長。


3 合理進(jìn)行線束固定,包扎保護(hù)設(shè)計

有效的避免一些過設(shè)計可以有助于線束降本。一般的,常見的過設(shè)計在線束固定,線束包扎設(shè)計上特別常見,比如:

1)線束固定的時候,對于室內(nèi)地板線束,兩個扎帶之間300左右的距離使用扎帶進(jìn)行固定,如果間隔150就設(shè)置一個固定點,對于線束設(shè)計來說,就存在設(shè)計浪費了,不光增加了線束產(chǎn)品成本,也增加了總裝裝配的工時,這些完全可以避免。

2)室內(nèi)的地板線束我們可以用花纏包扎,如果設(shè)計成全纏的化,即增加了線束的成本,又會導(dǎo)致線束過硬,不利于線束裝配。

3)對于波紋管的使用,有些將耐熱波紋管全部覆蓋上了機(jī)艙線束,甚至部分室內(nèi)線束。

線束工程師:線束降本設(shè)計的十個思路探討的圖7

圖:寶馬3系地板線束包扎方案(花纏)

線束工程師:線束降本設(shè)計的十個思路探討的圖8

圖:大眾高爾夫的地板線束包扎方案(花纏)


4 原理設(shè)計的角度

大多數(shù)時候,我們做線束降本設(shè)計的時候,都會去想著進(jìn)行原理的優(yōu)化,比如可以從以下幾個方面去考慮:

1)保險絲的位置優(yōu)化、保險絲的容量優(yōu)化,保險絲的合并與共用

2)結(jié)合保險絲的容量,進(jìn)行導(dǎo)線線徑的優(yōu)化,導(dǎo)線類型的優(yōu)化

3)是否就近接地,接地分配是否合理,比如新增頂棚線束接地點

4)回路導(dǎo)線的鉚接點位置優(yōu)化等

關(guān)于原理設(shè)計優(yōu)化,從開始設(shè)計的時候就需要考慮,另外,樣車試制過程中,還需要輔以相關(guān)的試驗進(jìn)行設(shè)計驗證和設(shè)計優(yōu)化,形成閉環(huán)設(shè)計。不能僅僅停留在理論層面,一方面,是因為對手件提供的理論參數(shù)和實際參數(shù)并非完全一致,甚至?xí)鋈牒艽螅@點我們控制不了,需要去驗證;另一方面,現(xiàn)有的選型理論還無法完全做到完全通用,大多也是經(jīng)驗的總結(jié)。


5 模塊功能集成化,網(wǎng)絡(luò)化

這里說的集成化,指的是將模塊的功能集成,將多個模塊做成一個大的模塊,這樣就可以減少各個模塊對硬線回路的依賴,對于線束來說,可以省略很多導(dǎo)線,既可以降低線束的成本,又可以減輕整車的重量。

網(wǎng)絡(luò)化也可以極大的減少導(dǎo)線的使用,比如我們已知的CAN總線,Lin總線等,將

這里大膽預(yù)測, 模塊的集成化,網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域化是未來汽車發(fā)展的方向。也許未來汽車內(nèi)的線束就像當(dāng)前電腦機(jī)箱里面的排線一樣少。


6 合理進(jìn)行線束配置劃分

為滿足不同消費者的需求,很多公司,對于同一款車會出現(xiàn)很多車型配置,甚至有二三十款的。我們市場部門,認(rèn)為僅僅是進(jìn)行整車功能配置的增減,對于零部件來說就是裝和不裝的問題。但是對于線束來說,任何功能配置的變化,從整車原理的角度來說,都會帶來線束的接線差異(軟件配置項除外)。

如果這個時候,對于每款配置車型,我們都去做線束的差異化,那么必然會增加很多線束的圖號。這樣會造成如下后果(包括但不限于):

1)線束品種繁多,汽車主機(jī)廠和線束供應(yīng)商都增加了管理成本,倉儲成本。

2)給生成物流增加了很大的工作量

3)給整車裝配增加了很多不確定性,容易裝錯

4)增加了設(shè)計變更,產(chǎn)品優(yōu)化的成本

基于此,我們可以從功能配置的角度出發(fā),統(tǒng)籌管理,進(jìn)行相關(guān)配置的圖號合并,甚至在開發(fā)階段,我們可以嘗試去做到所有樣車都用同一個配置的線束,開發(fā)驗證完成后,再去做線束配置功能區(qū)分,同時結(jié)合產(chǎn)品銷量,后期有針對性的對爆款的功能配置做專門的線束配置優(yōu)化,進(jìn)一步降低線束成本。


7 線束子部件的平臺化選型

什么是線束的平臺化選型設(shè)計?所謂平臺化,是指

平臺化選型有兩個優(yōu)勢,一是能夠保證設(shè)計的可靠性,這是因為已經(jīng)有量產(chǎn)車型在使用了;一是平臺化的零件價格更優(yōu),這是因為很多車型都在使用同一個零部件,用量上來了,可以獲得更低的價格。

線束的平臺化設(shè)計,意味著我們要做到

1)卡扣、扎帶的平臺化選型,避免新開發(fā)件、即使要使用新件,也應(yīng)該去選擇供應(yīng)商量大的產(chǎn)品,其他主機(jī)廠量產(chǎn)車型用件。

2)膠帶、波紋管等包扎物的平臺化選型

3)橡膠件的平臺化選型

4)導(dǎo)線線徑,線色的平臺化選擇

5)端子、接插件的平臺化,inline件的平臺化,設(shè)備端接插件的平臺化

上面關(guān)于接插件的平臺化,對于線束組來說,大多數(shù)時候只能控制線束對接件,而零部件對插插接單靠我們自己是很控制的,畢竟線束是匹配對手件。因此,接插件的平臺化,需要從電器部門層面,甚至是院級層面去推動。線束設(shè)計平臺化選型,是一個自上而下的過程。


8 線束子部件的國產(chǎn)化選型

零部件的國產(chǎn)化,這點其實是和上述“平臺化選型”進(jìn)行配合的。國產(chǎn)化的選型,不光有利于成本,更有利于供貨周期的縮短。

在線束開發(fā)過程中,由于線束的特殊性,樣車試制過程中,線束不同于其他零件可以晚到甚至是補(bǔ)裝,線束總是被要求提前到貨。因此,如果選型很多進(jìn)口子部件對于交期影響是很大的,同時也也影響到開發(fā)成本,增加了開發(fā)的風(fēng)險,比如不得不接收替代件的更換風(fēng)險。

9 線束產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計

在線束產(chǎn)品開發(fā)過程中,布置上的優(yōu)化設(shè)計不僅僅是在數(shù)據(jù)階段,而應(yīng)該貫穿到整個線束設(shè)計開發(fā)的每一個過程。

在樣車試制階段,線束產(chǎn)品已經(jīng)實物化,對于第一次樣車試制,不可避免的會存在線束尺寸過長/過短、分支點位置不合理的各種各樣的問題。作為線束工程師,應(yīng)該充分利用好每次樣車試制的資源,充分的進(jìn)行產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計,優(yōu)化線束分支點位置,線束分支長度,每次設(shè)計更改需要做好記錄,并進(jìn)行驗證。一般反復(fù)進(jìn)行3輪后,線束尺寸上,物料上的優(yōu)化設(shè)計,在線束降本、減重上帶來的收益也會很可觀。


10 供應(yīng)商原材料采購、生產(chǎn)制造與運輸?shù)慕当?/span>

前面九條都是從設(shè)計開發(fā)的角度上來講線束的降本設(shè)計,雖然說產(chǎn)品的價格是由設(shè)計決定的,但是這并不意味著,除設(shè)計優(yōu)化化,沒有其他途徑進(jìn)行線束降本了。其實,原材料的采購渠道,制造過程優(yōu)化,不良率的控制,運輸路線,產(chǎn)品包裝設(shè)計等等這些,對線束降本來說還是有很多機(jī)會的。

對于線束降本的思路,本文分別從10個角度進(jìn)行了闡述。還需要補(bǔ)充說明的是,線束降本的前提應(yīng)該是以產(chǎn)品性能為基礎(chǔ)的,同時一定要做到閉環(huán)設(shè)計,保證降本優(yōu)化后的設(shè)計可靠性。另外,線束降本是一個系統(tǒng)性的任務(wù),并非僅僅依靠本項目的某一個線束工程師就可以完成,它應(yīng)該作為一個特別的課題,或者說單獨的項目,需要充分發(fā)揮設(shè)計、采購、市場、制造等各個小組的能動性,這些都離不開公司高層資源的關(guān)注。

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