整车线束KSK设计入门

2021年3月26日
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大众集团和捷豹路虎均采用KSK设计整车线束,这样能最大限度的满足客户的不同需求。本文结合大众集团解析整车线束KSK设计。

一、KSK线束的定义

KSK-KundenSpezifischer Kabelsatz

字面含义:根据客户要求,定制的

KSK客户定制更偏向于是一个商务概念,并非必须的产品设计理念。一般认为,KSK是为了满足多变的外部环境而产生的一种设计方法。

KSK线束设计一般定义:将整车功能的所有可能性都考虑在内,一次性完成线束开发设计,兼容所有变种。

KSK设计按完成度分类:完全KSK,部分KSK,伪KSK

完全KSK:客户可以在整车所有物理上可以实现的电气功能中挑选,得到对应配置的线束(一次开发,满足所有)

部分KSK:客户在给定的范围内,可以对范围内的功能进行挑选(一次开发,满足给定范围内所有可能性)

伪KSK:表象同“完全KSK/部分KSK” (多次开发,一般只开发市场已明确需要的配置,一但配置、功能发生变动,需要重新开发验证)

二、KSK线束的特点

KSK设计主要特点就是用足够的冗余设计,保证所有已知的可能性都可以被制造出来。

KSK优势

  • 可以满足多元化的需求;
  • 设计集成度高;
  • 匹配标准化后子零件的大批量使用,降低物料成本;
  • 匹配车型平台化,可以降低研发成本和周期;
  • 匹配功能模块的标准化,一般不需要工程变更即可满足市场需求的调整。

KSK劣势:

  • 初始设计,验证成本大,耗时长;
  • 设计环境要求高(公司整体开发流程,员工素养,软件硬件,标准化程度);
  • 后期设计变更困难;
  • 生产工艺设计难度大;
  • 单车成本无法达到最优。

三、大众集团平台化,模块化,标准化战略

高集成度:不同品牌的车辆都可以集成在同一个平台中。根据集团战略需要,分出多个平台。平台的区分维度一般根据动力总成和整车架构:横置发动机,纵置发动机,电动车,商用车,跑车等等。

高标准化:包含工作流程,开发工具,功能模块,子零件。

所有的功能模块化:同一个功能模块可以适应不同平台,不同品牌,不同车型

整车线束KSK设计入门

大众集团平台化-高集成度的平台

产品集成度高:同级别车,无论车型,都集成在一张原理图上。

品牌集成度高:几乎所有品牌都囊括在平台设计中。

电子电气架构集成度高:基本按车辆大小,同一个级别的车辆只需要一套原理图。

市场集成度高:各个国家大洲的原理图也是同一套。

大众集团模块化-承上启下的功能模块

模块高度标准化:同一个功能模块的用电器,pin脚定义在不同车型,不同平台之中都能保持一致。

高通用性:在平台化的过程中,充分考虑了模块化。同一个模块在不同车型,不同平台之间都被选用。

经济性:在高度标准化和通用性的设计中,依托于大众集团全球的销量,保证了被选模块中的元器件在全球范围内会有非常大的产量,从而降低了模块的成本。

大众集团标准化-无处不在的标准化

平台:根据顶层工程设计,区分出不同的平台。后续新车型一般都可以加入到已有的平台中,并遵循平台的定义,使用平台已有的模块和架构。

电子电气架构:同平台中的电子电气架构基本保持一致。同平台同级别的电子电气架构一次性开发,在同一套原理图中。

开发流程:包括集团内部,外部供应商在开发目标,开发方法,实验验证,开发软硬件要求等等方面完全一致。

散件:塑件,端子,卡钉,胶带几乎完全沿用。甚至橡胶件,支架有些也能沿用10年以上。

依托于平台化,模块化,标准化战略。实现高效的,单一车型复杂的客户定制化线束的开发

四、大众集团 KSK开发流程

1、著名的VOBES流程

VOBES:VolkswagenBordnetzEntwicklungsSystem

官方定义:

VOBES使从系统电路图到线束图的连续设计成为可能。VOBES过程将电气组件的逻辑互连与在三维空间中的插头,电缆等的几何布置结合在一起。由于2D和3D的结合,当前只能使用两个单独的系统执行该过程。

这些系统可通过Elena进行,用于2D区域和CATIA的逻辑互连。

整车线束KSK设计入门

传统图纸维护方式:快速、灵活、依赖个人能力

VOBES图纸维护方式:严谨、精准、不依赖个人能力

整车线束KSK设计入门

2.纵向开发流程

整车线束KSK设计入门

五、常见的对KSK理解的误区

误区一:KSK设计模式一定是又快又好又省钱。

KSK≠节省开发工时,开发过程的便利,单车线束设计的最优化

解析:

  • VW的KSK设计确实可以在很短的周期内,完成一个复杂车型的设计。但开发效率的提升,很大程度上依赖于成熟的平台化和模块化。在成熟的框架下,大部分的功能模块不需要重新设计、验证,只需要进行选择并在整车环境中验证即可。
  • KSK设计也难以实现单车成本最优。比如某款保险丝盒子的大小对于A级车来说显然太大,但是为了保证同平台的D级车也能使用,就必须包含足够的冗余量。

误区二:KSK设计就是模块化、平台化

KSK≠模块化、平台化

解析:

  • 应该反过来说更为贴切,为了了实现KSK设计,模块化是一个非常好的手段。
  • 也是反过来说更为贴切,为了实现KSK,平台化是一个非常好的手段。
  • 同时需要注意:单一车型的KSK没有必要使用模块化和平台化的设计方法。因为模块和平台更多是为了进行
  • 标准化,而标准化除了能提高开发效率外,更多的是为了经济性的考量。

六、KSK设计优势最大化的前提条件

1、公司层面:

  • 长期坚持的贯彻KSK设计理念(VW坚持了20-30年,才完成初步框架的搭建)
  • 拥有高度集中的工程研发团队
  • 拥有足够的产品线,以及平滑的市场战略

2、工程层面:

  • 有完善的基础平台和通用模块设计
  • 有资深的研发人员维护基础平台等顶层的工程设计
  • 严格贯彻标准化(产品定义,原理架构开发,开发流程,开发软件,子零件)

3、相关部门:

  • 市场部:决定新增一个电气功能,在决定投放到某一款车前,需要提前在整个平台的电器架构中验证是否兼容,并尽量调整设计以匹配整个平台
  • 项目管理部门:安排进度是,考虑到平台部分的更改需要长时间验证带来的项目节点的限制
  • 物流部门:建立相关系统,匹配KSK的设计,以功能定义来拉动需求。对于高度定制化的产品还需要建立及时化供货系统,避免高库存的出现
  • 采购部门:平台设计,大量零件有沿用的情况,对于供应商的管理需要注意对整个平台的影响
  • 生产部门:同一条流水线需要适配所有变种

七、KSK设计是发展方向?还是面临淘汰?

整车线束KSK设计入门

放下非此即彼的二元思维

分析并理解KSK设计中各种方法的优势和缺陷

根据项目需要,选择最合适项目的开发方式

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