线束工程师:线束降本设计的十个思路探讨

2020年9月15日 评论 1,178 3197字
不管是汽车主机厂,还是零部件厂,降本一直是一个重点关注的问题,汽车线束当然也不另外。对于我们线束工程师来讲,线束降本开发能力能够直接反应出自己业务水平高低,线束成本的降低能够直接带来公司利润的增长,而且,线束降本很多时候能够带来线束减重,因而,降本设计是一项能够塑造线束工程师自身核心价值的路径,本文提供线束降本设计的十个思路。

1 电器件的合理布置

线束连接整车所有用电器,充当电器件能源传递与信号交互的媒介,整车电器件的布置位置对线束的走向布局影响很大,也影响到了线束的成本。因此在整车虚拟样机阶段,作为线束工程师/系统工程师就应该参与整车电器件的布置方案确定上来。比如:
1)机舱保险丝盒做到和驾驶室保险丝盒在同一侧,尽量缩短机舱保险丝盒与驾驶室保险丝盒之间的电源线的长度
2)蓄电池、DCDC/发电机、机舱保险丝盒尽量在同一侧,并彼此靠近,可以极大的缩短电源线的长度
下面举几个量产车型的例子,说明电器件的布置位置是如何影响到线束的成本的。
线束工程师:线束降本设计的十个思路探讨
图:大众高尔夫机舱布置图
线束工程师:线束降本设计的十个思路探讨
图:大众迈腾机舱布置图
线束工程师:线束降本设计的十个思路探讨
图:北京Jeep机舱布置图
线束工程师:线束降本设计的十个思路探讨
图:传祺GS8机舱布置图
从图上,我们可以看到高尔夫,迈腾、GS8和Jeep车的的蓄电池、机舱保险丝盒都位于机舱同侧,且靠近防火墙位置。这可以极大的缩短电源线的长度,有利于线束成本控制。

2 线束回路布置路径优化

回路路径优化,指的是设计过程中将回路的路径做到最短,在缩短导线长度的同时,可以减少压降,从成本、轻量化、设计可靠性的角度来说都是有利的。比如:
线束工程师:线束降本设计的十个思路探讨
图:回路优化前的走向
线束工程师:线束降本设计的十个思路探讨
图:回路优化后的走向
从上图我们可以看到,线束中回路路径优化后,可以缩短很长的线长。

3 合理进行线束固定,包扎保护设计

有效的避免一些过设计可以有助于线束降本。一般的,常见的过设计在线束固定,线束包扎设计上特别常见,比如:
1)线束固定的时候,对于室内地板线束,两个扎带之间300左右的距离使用扎带进行固定,如果间隔150就设置一个固定点,对于线束设计来说,就存在设计浪费了,不光增加了线束产品成本,也增加了总装装配的工时,这些完全可以避免。
2)室内的地板线束我们可以用花缠包扎,如果设计成全缠的化,即增加了线束的成本,又会导致线束过硬,不利于线束装配。
3)对于波纹管的使用,有些将耐热波纹管全部覆盖上了机舱线束,甚至部分室内线束。
线束工程师:线束降本设计的十个思路探讨
图:宝马3系地板线束包扎方案(花缠)
线束工程师:线束降本设计的十个思路探讨
图:大众高尔夫的地板线束包扎方案(花缠)

4 原理设计的角度

大多数时候,我们做线束降本设计的时候,都会去想着进行原理的优化,比如可以从以下几个方面去考虑:
1)保险丝的位置优化、保险丝的容量优化,保险丝的合并与共用
2)结合保险丝的容量,进行导线线径的优化,导线类型的优化
3)是否就近接地,接地分配是否合理,比如新增顶棚线束接地点
4)回路导线的铆接点位置优化等
关于原理设计优化,从开始设计的时候就需要考虑,另外,样车试制过程中,还需要辅以相关的试验进行设计验证和设计优化,形成闭环设计。不能仅仅停留在理论层面,一方面,是因为对手件提供的理论参数和实际参数并非完全一致,甚至会出入很大,这点我们控制不了,需要去验证;另一方面,现有的选型理论还无法完全做到完全通用,大多也是经验的总结。

5 模块功能集成化,网络化

这里说的集成化,指的是将模块的功能集成,将多个模块做成一个大的模块,这样就可以减少各个模块对硬线回路的依赖,对于线束来说,可以省略很多导线,既可以降低线束的成本,又可以减轻整车的重量。
网络化也可以极大的减少导线的使用,比如我们已知的CAN总线,Lin总线等,将模块之间很多信号交互的硬线进行替代。
这里大胆预测, 模块的集成化,网络的区域化是未来汽车发展的方向,也许未来汽车内的线束就像当前电脑机箱里面的排线一样少。

6 合理进行线束配置划分

为满足不同消费者的需求,很多公司,对于同一款车会出现很多车型配置,甚至有二三十款的。我们市场部门,认为仅仅是进行整车功能配置的增减,对于零部件来说就是装和不装的问题。但是对于线束来说,任何功能配置的变化,从整车原理的角度来说,都会带来线束的接线差异(软件配置项除外)。
如果这个时候,对于每款配置车型,我们都去做线束的差异化,那么必然会增加很多线束的图号。这样会造成如下后果(包括但不限于):
1)线束品种繁多,汽车主机厂和线束供应商都增加了管理成本,仓储成本。
2)给生成物流增加了很大的工作量
3)给整车装配增加了很多不确定性,容易装错
4)增加了设计变更,产品优化的成本
基于此,我们可以从功能配置的角度出发,统筹管理,进行相关配置的图号合并,甚至在开发阶段,我们可以尝试去做到所有样车都用同一个配置的线束,开发验证完成后,再去做线束配置功能区分,同时结合产品销量,后期有针对性的对爆款的功能配置做专门的线束配置优化,进一步降低线束成本。

7 线束子部件的平台化选型

什么是线束的平台化选型设计?所谓平台化,是指经过产品验证的优质线束子部件的集合,平台化选型就是在车型/企业平台子部件数据库的基础上进行选型的。
平台化选型有两个优势,一是能够保证设计的可靠性,这是因为已经有量产车型在使用了;一是平台化的零件价格更优,这是因为很多车型都在使用同一个零部件,用量上来了,可以获得更低的价格。
线束的平台化设计,意味着我们要做到:
1)卡扣、扎带的平台化选型,避免新开发件、即使要使用新件,也应该去选择供应商量大的产品,其他主机厂量产车型用件。
2)胶带、波纹管等包扎物的平台化选型
3)橡胶件的平台化选型
4)导线线径,线色的平台化选择
5)端子、接插件的平台化,inline件的平台化,设备端接插件的平台化
上面关于接插件的平台化,对于线束组来说,大多数时候只能控制线束对接件,而零部件对插插接单靠我们自己是很控制的,毕竟线束是匹配对手件。因此,接插件的平台化,需要从电器部门层面,甚至是院级层面去推动。线束设计平台化选型,是一个自上而下的过程。

8 线束子部件的国产化选型

零部件的国产化,这点其实是和上述“平台化选型”进行配合的。国产化的选型,不光有利于成本,更有利于供货周期的缩短。
在线束开发过程中,由于线束的特殊性,样车试制过程中,线束不同于其他零件可以晚到甚至是补装,线束总是被要求提前到货。因此,如果选型很多进口子部件对于交期影响是很大的,同时也也影响到开发成本,增加了开发的风险,比如不得不接收替代件的更换风险。
 

9 线束产品优化设计

在线束产品开发过程中,布置上的优化设计不仅仅是在数据阶段,而应该贯穿到整个线束设计开发的每一个过程。
在样车试制阶段,线束产品已经实物化,对于第一次样车试制,不可避免的会存在线束尺寸过长/过短、分支点位置不合理的各种各样的问题。作为线束工程师,应该充分利用好每次样车试制的资源,充分的进行产品优化设计,优化线束分支点位置,线束分支长度,每次设计更改需要做好记录,并进行验证。一般反复进行3轮后,线束尺寸上,物料上的优化设计,在线束降本、减重上带来的收益也会很可观。

10 供应商原材料采购、生产制造与运输的降本

前面九条都是从设计开发的角度上来讲线束的降本设计,虽然说产品的价格是由设计决定的,但是这并不意味着,除设计优化化,没有其他途径进行线束降本了。其实,原材料的采购渠道,制造过程优化,不良率的控制,运输路线,产品包装设计等等这些,对线束降本来说还是有很多机会的。
对于线束降本的思路,本文分别从10个角度进行了阐述。还需要补充说明的是,线束降本的前提应该是以产品性能为基础的,同时一定要做到闭环设计,保证降本优化后的设计可靠性。另外,线束降本是一个系统性的任务,并非仅仅依靠本项目的某一个线束工程师就可以完成,它应该作为一个特别的课题,或者说单独的项目,需要充分发挥设计、采购、市场、制造等各个小组的能动性,这些都离不开公司高层资源的关注。
推荐阅读:
继续阅读
weinxin
立即关注公众号:
1、免费领取线束设计资料包(资源); 2、进入线束技术交流专家群(进群);3、免费获取发布求职招聘信息。
小孙
匿名

发表评论

匿名网友 填写信息

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen: