李建國

（江蘇省生產(chǎn)力促進(jìn)中心，江蘇 南京 210000）

1 引言

隨著社會的發(fā)展，汽車用戶對汽車配置的要求越來越高，客戶定制的汽車將成為未來發(fā)展趨勢。但是，客戶定制必定出現(xiàn)零件多樣化，而線束作為汽車中單獨的個體零件，連接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，線束的復(fù)雜程度也迅速增長，表現(xiàn)出“基數(shù)少變化多”的特點。如果按照傳統(tǒng)模式設(shè)計汽車線束，將出現(xiàn)更改周期長、生產(chǎn)壓力大、庫存種類多等諸多問題［1］。

上汽大通汽車有限公司是全球首家全平臺采用C2B（Custom-To-Business）客戶定制的生產(chǎn)模式，線束模塊化的系統(tǒng)開發(fā)，解決了傳統(tǒng)模式線束存在的問題。

2 線束模塊化系統(tǒng)開發(fā)

2.1 汽車線束模塊化系統(tǒng)原理

線束模塊由不同模塊組成，線束總成打散為與各個功能相關(guān)的線束結(jié)構(gòu) （模塊），每一功能由一模塊組成。通過圖1可以看出，一個主線束可以分解成半成品組件模塊，圖1中不同模塊通過模塊C的連接器來保持他們之間的關(guān)系。線束可以根據(jù)需求劃分為基礎(chǔ)模塊、功能模塊和選配模塊［2］。

模塊化線束系統(tǒng)開發(fā)制造又稱KSK，是德語 （Kunden-Spezifischer Kabel）的縮寫，本意為Customer-Specified Cable。線束模塊化具體落實環(huán)節(jié)涉及到設(shè)計拆分、定價、檢測、物流拉動、總裝裝配等，需要多個系統(tǒng)配套，上汽大通汽車有限公司線束模塊化設(shè)計總體過程如圖2所示。

圖1 模塊化過程

在設(shè)計生產(chǎn)階段，主機(jī)廠用PowerB2O（Business-2-Organization）系統(tǒng)將線束總成拆分成不同的模塊，對每一模塊進(jìn)行拆分設(shè)計，并用相關(guān)特征的UC（UsingControl）約束符對模塊進(jìn)行約束。供應(yīng)商根據(jù)主機(jī)廠提供的不同模塊進(jìn)行模塊化生產(chǎn)。當(dāng)主機(jī)廠整車排產(chǎn)訂單廣播或車身上線后，主機(jī)廠根據(jù)車輛生產(chǎn)訂單的配置，將車輛信息及線束大類所帶的模塊通過EDI（Electronic Data Interchange）系統(tǒng)將訂單信息發(fā)送至供應(yīng)商，供應(yīng)商接收到主機(jī)廠的訂單配置需求后，將已經(jīng)生產(chǎn)好的不同模塊進(jìn)行配置組合，最后組成線束總成。

供應(yīng)商按照事先約定的提前期，將線束生產(chǎn)完畢后交貨，每一根線束要有單獨料箱，并打印出相應(yīng)標(biāo)簽。主機(jī)廠接收到供應(yīng)商已生產(chǎn)的線束，掃碼收貨時，根據(jù)一定策略需求尋找空倉位，通知物料人員擺放。當(dāng)整車進(jìn)入總裝時，觸發(fā)線束排序動作，根據(jù)車號找到該車使用的線束，通知物流人員取貨并送到排序區(qū)等待排序。

整車下線觸發(fā)結(jié)算動作，根據(jù)整車使用的線束模塊情況，產(chǎn)生單模塊的使用情況，將處于可結(jié)算狀態(tài)的信息發(fā)布到供應(yīng)商平臺，方便供應(yīng)商進(jìn)行發(fā)票的開具和結(jié)算。最后供應(yīng)商在平臺上進(jìn)行結(jié)算信息的勾選以形成相應(yīng)開票依據(jù)。上汽大通汽車有限公司線束KSK模塊化生產(chǎn)的流程如圖2所示。

2.2 模塊化拆分原理

模塊拆分的原則是：首先要確保模塊覆蓋整車所有配置；其次模塊按照配置或功能劃分清晰，不能遺漏回路或重復(fù)回路；最后必要時可做冗余，以減少模塊種類。

線束在開發(fā)前期，模塊必須被劃分清楚，然后將每個零件劃分到不同的模塊中，目前根據(jù)零件功能將整車用電器模塊劃分為兩種：基礎(chǔ)模塊和功能模塊［3］。

基礎(chǔ)模塊又稱必選模塊，具有唯一性，優(yōu)先級最高，基礎(chǔ)模塊內(nèi)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(yīng)該只有一個基礎(chǔ)模塊，所有車型共用這一基礎(chǔ)模塊。

以上汽大通SV61車型儀表線束為例，基礎(chǔ)模塊一般包含車身控制模塊 （BCM）、搭鐵模塊、防盜模塊 （IMMO）等多個模塊。功能模塊包含多種可選擇的模塊。功能模塊分為變速器模塊 （AMT／MT）、CAN網(wǎng)絡(luò)模塊 （高配CAN／低配CAN）、ABS模塊 （ABS／ESP）、倒車影像模塊、電動后視鏡模塊、破窗器等多個模塊。這些功能模塊中，又劃分為必選功能模塊 （如變速器模塊、ABS模塊）及可選功能模塊 （如倒車影像模塊、電動后視鏡模塊），其中必選功能模塊的優(yōu)先級高于可選功能模塊。必選模塊表示不論車輛配置如何，必選模塊中子配置必定選擇其一；可選模塊表示這些模塊是否需要根據(jù)顧客的選擇而定，如果顧客選擇選裝模塊的配置，則功能模塊的子模塊需要，否則不需要。

將模塊劃分完成后，在系統(tǒng)內(nèi)提前對基礎(chǔ)模塊、必選功能模塊及可選功能模塊進(jìn)行設(shè)置選裝規(guī)則，如果選擇模塊重復(fù)或者遺漏，系統(tǒng)會報錯，這有利于對線束多模塊情況下的反查，減少模塊出錯的幾率。

模塊確定后，將線束上的塑件、端子、接插器等進(jìn)行劃分，每個子零件都應(yīng)當(dāng)有一定的屬性［4］。特別對于不同模塊共用接插器，一般按照孔位數(shù)進(jìn)行劃分，將連接器劃歸為孔位數(shù)多的模塊。例如圖3模塊中，B插接件有8個孔位，其中5個孔位屬于此模塊，則此接插件就屬于此模塊。C接插件有4個孔，1個孔屬于該模塊，另外3個孔屬于另外一個模塊，則此連接器就屬于另外一個模塊。

圖2 上汽大通汽車有限公司線束KSK模塊化生產(chǎn)流程

2.3 線束開發(fā)驗證策略

線束搭配后的模塊準(zhǔn)確性因組合數(shù)太龐大，無法100%全面經(jīng)過實物驗證，因此各驗證環(huán)節(jié)一般采取如下策略。

1）虛擬驗證：通過專用設(shè)計軟件輔助，模擬分析各模塊搭配可行性。優(yōu)點是時間短、費用低。缺點是無法預(yù)測到線束實際生產(chǎn)過程的突發(fā)狀況。

2）系統(tǒng)驗證：選擇高、中、低配等數(shù)個線束總成，確認(rèn)線束模塊的可行性。優(yōu)點是能夠模擬實車驗證，缺點是只能驗證部分車輛，不能確保所有配置車輛都進(jìn)行驗證?？紤]到費用、周期等多方面，模塊化線束大多采用此種方法進(jìn)行驗證。

3）實車驗證：同系統(tǒng)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塊。優(yōu)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、驗證周期長、費用高。

3 線束模塊化設(shè)計的優(yōu)缺點

3.1 線束模塊化設(shè)計的局限性

圖3 接插件劃分

線束模塊化模式節(jié)省了一長串的工作流程，大大提高了響應(yīng)速度，同時減少了庫存。但是對于主車型下“不同軸距”的車型不適用于KSK模式，因為線束模塊化適用于同一接插件內(nèi)不同孔位的回路，兩個長度不同的功能不適用劃分到同一子模塊。

3.2 線束模塊化設(shè)計優(yōu)勢

1）減少主機(jī)廠線束設(shè)計流程和工作量。線束傳統(tǒng)設(shè)計模式，每一種配置的車輛對應(yīng)的一張新的圖紙，如果對某一車型的基礎(chǔ)線束進(jìn)行變更，需要對所有的圖紙進(jìn)行變更，工作量非常大。如果采用KSK模塊化設(shè)計，只需對變更的相關(guān)模塊的線束進(jìn)行更新圖紙即可。

2）KSK模式極大降低主機(jī)廠倉儲物流成本和庫存成本。傳統(tǒng)線束生產(chǎn)模式主機(jī)廠內(nèi)每個線束零件號將有大量庫存，KSK模式主機(jī)廠內(nèi)線束零件基本零庫存，極大地減少了庫存成本，而且采用模塊化設(shè)計，每根線都是量身定做，不會產(chǎn)生多余的分支，減少單件成本。以上汽大通SV61-D1儀表線束為例，5年預(yù)計節(jié)省1100W成本費用。

3）縮短周期。模塊化設(shè)計的線束是基于電器功能和布局來分類，設(shè)計人員不需要查找之前車型是否做過類似處理，只需要確認(rèn)是否為新功能出現(xiàn)，如果是新功能出現(xiàn)，把新功能的線束優(yōu)先設(shè)計完成，然后添加到功能清單中，極大地縮短開發(fā)周期。傳統(tǒng)模式下開發(fā)一種線束工裝時間大概需要5周，件交付需提前兩周左右下訂單需求，而KSK模式下，線束開發(fā)周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(jié)

線束KSK模式的系統(tǒng)開發(fā)需要主機(jī)廠和供應(yīng)商建立一個復(fù)雜的信息交互系統(tǒng)，同時對設(shè)計、生產(chǎn)、物流等多方面人員要求較高。但線束KSK模塊化生產(chǎn)能夠大大縮短開發(fā)周期，節(jié)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(shè)計是客戶定制的初步體現(xiàn)。中國市場品牌中上汽大通汽車有限公司的線束已全平臺采用模塊化開發(fā)和生產(chǎn)方式，奇瑞汽車也初步采用模塊化生產(chǎn)，奧迪、大眾等合資品牌采用了半模塊化的生產(chǎn)方式［5］。中國自主品牌汽車正在蒸蒸日上，線束在模塊化設(shè)計方向有著巨大潛力，最終KSK的線束生產(chǎn)方式將會成為主流，并且不局限在汽車領(lǐng)域，還將不斷拓展不同領(lǐng)域，在大規(guī)模量產(chǎn)中實現(xiàn)高復(fù)雜性生產(chǎn)，每個人可以體驗到完全符合自己需求的定制產(chǎn)品。