线束加工厂

汽车线束设计如何降低成本?

对我们线束工程师来说,线束降本开发能力可以直接反应自己业务水平的高低,线束成本的降低可以直接带来公司利润的增长,而且,线束降本设计可以带来更好的增长,线束降本设计可以直接反映其业务水平的高低。

一、电气设备的合理配置

电路板作为能量传递和信号交互的媒介,整车电气设备的布线位置对线束布局有很大的影响,同时也影响到线束的成本。所以,在整车虚拟样机阶段,应作为线束工程师/系统工程师参与制定整车电气设备布置方案。例如:

汽车线束设计如何降低成本?

1)机舱保险丝盒应与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电源线的长度。

2)蓄电池、DCDC/发电机、机舱的保险丝盒尽量放在同一侧,并彼此靠近,可大大缩短电线的长度。

以下是几个大批量生产车型的例子,说明电气设备的安装位置对线束成本的影响。

我们可以看到高尔夫、迈腾、GS8、Jeep等车型的电池、座舱内的保险丝盒都位于同一侧,靠近防火墙位置。这样可大大缩短电线的长度,并有利于成本控制。

二、线束回路布置路径优化

路径优化是指在设计过程中,使线路最短,在缩短导线长度的同时降低压降,这是一种从成本、轻量化、设计可靠性角度考虑的优点。在束中回路优化后,可以缩短很长的线长。

三、合理进行线束固定

在某些设计上有效地避免了某些过载设计。一般而言,普通过线设计是线束固定,而线束包扎设计则特别常见,如:

1)线束固定时,对于室内地板线束,两根扎带之间约300米的距离用扎带固定,若为间隔150处设一个固定点,对于线束设计而言,就存在设计浪费,不仅增加了线束产品成本,也增加了总装装配的工时,这些都是可以避免的。

2)室内的地板线束我们可以用花缠包扎,如果设计成全缠的包扎,即增加了线束的成本,又会导致线束优良,不利于线束装配。

3)在使用波纹管时,有的用耐高温波纹管完全覆盖在座舱的线束,甚至是室内线束。

四、设计四原则角度

多数情况下,当我们做线束降本设计时,都会考虑如何对原理进行优化,例如可以从以下几个方面来考虑:

1)熔丝位置优化,熔丝容量优化,熔丝合并和共用。

2)结合熔断能力,优化导线线径,优化导线类型。

3)是否就近接地,接地分配是否合理,例如增加顶棚的线束位置。

4)回路导线铆接点位置优化等。

对于原则设计优化,从开始设计时就需要考虑,另外,样车试制时,还需要辅以相关试验进行设计验证和设计优化,形成闭环设计。不能只停留在理论层面上,一方面是因为对所提供的理论参数与实际参数并不完全一致,甚至会有偏差,这是我们无法控制的,需要加以验证;另一方面,现有的选型理论还不能完全做到完全一般,大多也是经验的总结。

五、模块的功能整合、网络连接

“集成”在这里指的是模块的功能整合,把几个模块做成一个大的模块,这样可以减少每个模块对硬线回路的依赖性,对于线束来说,可以省略很多导线,既可以降低成本,又可以减轻整车的重量。

网络也可以大大减少使用的导线,例如我们所知道的CAN总线、Lin总线等等。大胆预测,模块化、网络化是未来汽车发展的方向。或许将来车里的线束就像现在的电脑盒子里的那样少。

六、合理划分线束配置

为了满足不同消费者的需求,很多公司、同一款车都会出现很多车型配置,甚至二三十款。我公司市场部,认为只是对整车功能配置进行增减,对于零部件来说是装与不装的问题。但对线束而言,任何一种功能配置的改变,从整车原理上讲,都会带来线束连接的不同(软件配置项除外)。

假如此时,对于每一个配置车型,我们都去做一个线束的差异性化,那必然会增加很多线束的图号。这可能导致以下后果(包括但不限于):

1)线束种类繁多,汽车主机厂和线束供应商都增加了管理成本,增加了储存成本。

2)为物流生成增加了大量的工作量。

3)整车装配增加了许多不确定性,容易出现装错。

4)设计变更增加,产品优化成本。

因此,我们可以从功能配置的角度出发,综合管理,对相关配置进行图号整合,甚至在开发阶段,我们可以尝试实现所有样车使用相同配置的线束,当开发验证完成后,再去做线束配置功能,同时结合产品销量,对爆款的功能配置做专门的线束配置,进一步降低线束成本。

七、线束组件平台化选型研究

线束的平台选型设计有哪些?我们说的平台化,是指平台化选型有两个优点,一是由于已有大量的大批量应用,一是由于已有大批量生产的车型在使用;一是由于许多车型采用相同的零部件,使用的零部件数量较多,价格较低。

平台化的线束设计意味着我们要做到。

1)卡扣、扎带的平台选择,避免开发新件,即使要用新件,也要去选择供应量大、其它主机厂量产车型用件的产品。

2)胶带、波纹管等包扎材料的平台选择。

3)橡胶制品平台化选择。

4)线径,平台化颜色选择。

5)终端、接插件平台化、插入件平台化、设备端接插件平台化。

以上所讲的接插件平台,对于线束组,多数时候只能控制线束对接件,而零件对插头接单则要靠我们自己来控制,毕竟线束是与对手产品相匹配的。所以,接插件的平台化,需要从电器部门层面,甚至是院级进行推广。设计中的平台化选型,是一个自上而下的过程。

八、线束组件的国产化选择。

零配件国产化,这实际上就是与上述“平台化选型”相配合。国产选型,不仅有利于成本,而且有利于缩短供货周期。

在线束研制过程中,由于线束的特殊性,在样车试制过程中,可以对线束进行迟到甚至不能再补装,所以线束通常需要提前到达。所以如果选型太多的进料零件对交期的影响很大,同时也会影响开发成本,增加开发风险,如不得不接受替代件的更换风险。

九、线束产品的优化设计

在线束产品开发过程中,布局优化设计不仅局限于数据,还应贯穿整个线束设计开发的各个环节。

原型试制阶段,线束产品已实物化,针对第一批样车试制,不可避免的会出现各种问题,如线束尺寸过长/过短、分支点位置不合理等。身为线束工程师,应充分利用每一次样车试制的资源,充分进行产品优化设计,优化线束分支点位置,每一次修改都要做好记录和验证。通常重复3轮后,线束尺寸、材料上进行优化设计,在线束降本、减重方面带来的收益也会非常可观。

十、供货商的原材料采购、生产制造和运输

前九条线是从设计开发的角度来讲线束的降本设计,虽然说产品的价格是由设计决定的,但这并不意味着线束降本除了设计优化之外没有别的途径。事实上,原材料采购渠道、制造工艺优化、良率控制、运输路线、产品包装设计等,对于线束降本来说还是有许多机遇的。

对“线束降本”的思路,分别从10个角度进行了阐述。还有需要补充说明的是,线束降本的前提应该是以产品的性能为基础,同时一定要做到闭环设计,在降本优化后保证设计可靠性。再者,线束降本是一项系统的工作,不能单靠本工程中的某个线束工程师来完成,而是作为一个特殊的课题,或单独的工程,需要充分发挥设计、采购、市场、制造等各方面的能动性,这些都与公司高层资源密不可分。

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