客戶定製的汽車線束模組化系統開發

1 引言

隨著社會的發展，汽車使用者對汽車配置的要求越來越高，客戶定製的汽車將成為未來發展趨勢。但是，客戶定製必定出現零件多樣化，而線束作為汽車中單獨的個體零件，連線了汽車中的所有用電器，需要滿足不同的功能配置。隨著新四化及電子電器配置的不斷增加，線束的複雜程度也迅速增長，表現出“基數少變化多”的特點。如果按照傳統模式設計汽車線束，將出現更改週期長、生產壓力大、庫存種類多等諸多問題。

上汽大通汽車有限公司是全球首家全平臺採用C2（Custom-To-Business） 客戶定製的生產模式，線束模組化的系統開發，解決了傳統模式線束存在的問題。

2 線束模組化系統開發

2.1 汽車線束模組化系統原理

線束模組由不同模組組成，線束總成打散為與各個功能相關的線束結構（模組），每一功能由一模組組成。透過圖1可以看出，一個主線束可以分解成半成品元件模組，圖1中不同模組透過模組C的聯結器來保持他們之間的關係。線束可以根據需求劃分為基礎模組、功能模組和選配模組。

圖1 模組化過程

模組化線束系統開發製造又稱KSK，是德語（Kunden-Spezifischer Kabel） 的縮寫，本意為Customer-Specified Cable。線束模組化具體落實環節涉及到設計拆分、定價、檢測、物流拉動、總裝裝配等，需要多個系統配套，上汽大通汽車有限公司線束模組化設計總體過程如圖2所示。

在設計生產階段，主機廠用PowerB2O （Business-2-Organization）系統將線束總成拆分成不同的模組，對每一模組進行拆分設計，並用相關特徵的UC （UsingControl） 約束符對模組進行約束。供應商根據主機廠提供的不同模組進行模組化生產。當主機廠整車排產訂單廣播或車身上線後，主機廠根據車輛生產訂單的配置，將車輛資訊及線束大類所帶的

模組透過EDI （Electronic Data Interchange） 系統將訂單資訊傳送至供應商，供應商接收到主機廠的訂單配置需求後，將已經生產好的不同模組進行配置組合，最後組成線束總成。

供應商按照事先約定的提前期，將線束生產完畢後交貨，每一根線束要有單獨料箱，並打印出相應標籤。主機廠接收到供應商已生產的線束，掃碼收貨時，根據一定策略需求尋找空倉位，通知物料人員擺放。當整車進入總裝時，觸發線束排序動作，根據車號找到該車使用的線束，通知物流人員取貨並送到排序區等待排序。

整車下線觸發結算動作，根據整車使用的線束模組情況，產生單模組的使用情況，將處於可結算狀態的資訊釋出到供應商平臺，方便供應商進行發票的開具和結算。最後供應商在平臺上進行結算資訊的勾選以形成相應開票依據。上汽大通汽車有限公司線束KSK模組化生產的流程如圖2所示。

圖2 上汽大通汽車有限公司線束KSK模組化生產流程

2.2 模組化拆分原理

模組拆分的原則是：首先要確保模組覆蓋整車所有配置；其次模組按照配置或功能劃分清晰，不能遺漏迴路或重複迴路；最後必要時可做冗餘，以減少模組種類。

線束在開發前期，模組必須被劃分清楚，然後將每個零件劃分到不同的模組中，目前根據零件功能將整車用電器模組劃分為兩種：基礎模組和功能模組。

基礎模組又稱必選模組，具有唯一性，優先順序最高，基礎模組內的零件是所有車型的必裝配置，而且這些零件不含多種配置。此時線束圖紙應該只有一個基礎模組，所有車型共用這一基礎模組。

以上汽大通SV61車型儀表線束為例，基礎模組一般包含車身控制模組（BCM）、搭鐵模組、防盜模組（IMMO）等多個模組。功能模組包含多種可選擇的模組。功能模組分為變速器模組（AMT／MT）、CAN網路模組（高配CAN ／低配CAN）、ABS模組（ABS ／ ESP）、倒車影像模組、電動後視鏡模組、破窗器等多個模組。這些功能模組中，又劃分為必選功能模組（如變速器模組、ABS模組） 及可選功能模組（如倒車影像模組、電動後視鏡模組），其中必選功能模組的優先順序高於可選功能模組。必選模組表示不論車輛配置如何，必選模組中子配置必定選擇其一；可選模組表示這些模組是否需要根據顧客的選擇而定，如果顧客選擇選裝模組的配置，則功能模組的子模組需要，否則不需要。

將模組劃分完成後，在系統內提前對基礎模組、必選功能模組及可選功能模組進行設定選裝規則，如果選擇模組重複或者遺漏，系統會報錯，這有利於對線束多模組情況下的反查，減少模組出錯的機率。

模組確定後，將線束上的塑件、端子、接插器等進行劃分，每個子零件都應當有一定的屬性。特別對於不同模組共用接插器，一般按照孔位數進行劃分，將聯結器劃歸為孔位數多的模組。例如圖3模組中，B插接件有8個孔位，其中5個孔位屬於此模組，則此接外掛就屬於此模組。C接外掛有4個孔，1個孔屬於該模組，另外3個孔屬於另外一個模組，則此聯結器就屬於另外一個模組。

圖3 接外掛劃分

2.3 線束開發驗證策略

線束搭配後的模組準確性因組合數太龐大，無法100%全面經過實物驗證，因此各驗證環節一般採取如下策略。

1） 虛擬驗證：透過專用設計軟體輔助，模擬分析各模組搭配可行性。優點是時間短、費用低。缺點是無法預測到線束實際生產過程的突發狀況。

2） 系統驗證：選擇高、中、低配等數個線束總成，確認線束模組的可行性。優點是能夠模擬實車驗證，缺點是隻能驗證部分車輛，不能確保所有配置車輛都進行驗證。考慮到費用、週期等多方面，模組化線束大多采用此種方法進行驗證。

3） 實車驗證：同系統驗證選件策略，確保所有試驗車型搭載的線束總成涵蓋所有模組。優點是可以確保各種配置車輛都得到驗證，驗證充分。缺點是需求車輛多、驗證週期長、費用高。

3 線束模組化設計的優缺點

3.1 線束模組化設計的侷限性

線束模組化模式節省了一長串的工作流程，大大提高了響應速度，同時減少了庫存。但是對於主車型下“不同軸距”的車型不適用於KSK模式，因為線束模組化適用於同一接外掛內不同孔位的迴路，兩個長度不同的功能不適用劃分到同一子模組。

3.2 線束模組化設計優勢

1） 減少主機廠線束設計流程和工作量。

線束傳統設計模式，每一種配置的車輛對應的一張新的圖紙，如果對某一車型的基礎線束進行變更，需要對所有的圖紙進行變更，工作量非常大。如果採用KSK模組化設計，只需對變更的相關模組的線束進行更新圖紙即可。

2） KSK模式極大降低主機廠倉儲物流成本和庫存成本。

傳統線束生產模式主機廠內每個線束零件號將有大量庫存，KSK模式主機廠內線束零件基本零庫存，極大地減少了庫存成本，而且採用模組化設計，每根線都是量身定做，不會產生多餘的分支，減少單件成本。以上汽大通SV61-D1儀表線束為例，5年預計節省1100W成本費用。

3） 縮短週期。

模組化設計的線束是基於電器功能和佈局來分類，設計人員不需要查詢之前車型是否做過類似處理，只需要確認是否為新功能出現，如果是新功能出現，把新功能的線束優先設計完成，然後新增到功能清單中，極大地縮短開發週期。傳統模式下開發一種線束工裝時間大概需要5周，件交付需提前兩週左右下訂單需求，而KSK模式下，線束開發週期工裝時間大概需要2周，零件交付提前3天提交需求即可。

4 總結

線束KSK模式的系統開發需要主機廠和供應商建立一個複雜的資訊互動系統，同時對設計、生產、物流等多方面人員要求較高。但線束KSK模組化生產能夠大大縮短開發週期，節省費用。

隨著消費者對車輛配置及個性化的需求越來越高，KSK線束設計是客戶定製的初步體現。中國市場品牌中上汽大通汽車有限公司的線束已全平臺採用模組化開發和生產方式，奇瑞汽車也初步採用模組化生產，奧迪、大眾等合資品牌採用了半模組化的生產方式。中國自主品牌汽車正在蒸蒸日上，線束在模組化設計方向有著巨大潛力，最終KSK的線束生產方式將會成為主流，並且不侷限在汽車領域，還將不斷拓展不同領域，在大規模量產中實現高複雜性生產，每個人可以體驗到完全符合自己需求的定製產品。