满足C2B配置需求的线束模块化设计

李继德　赵士杰　吴成哲

摘 要：互联网经济时代诞生了汽车消费的C2B商业模式，其特点在于车辆配置的需求是自由灵活搭配的，客户可以任意选择搭配自己需要的配置。传统的线束设计方法是依据不同车辆配置列表设计出对应的线束总成零部件图纸，然后依据图纸生产制造。在汽车消费C2B商业模式下，车辆个性化定制非常多，这造成了线束产品种类繁多。如果沿用传统的设计方法，设计及生产工作量较大，且不便于对零部件的管理。文章阐述了一种基于模块化的线束设计方法，将一个线束总成拆分成构成各种配置的线束模块，通过不同线束模块的排列组合实现不同的线束功能，极大减少了线束设计及生产的工作量，满足了C2B配置的线束需求。

关键词：线束设计;模块化;灵活的配置组合;C2B

1 概述

C2B（Customer to Business，即消费者到企业），是互联网经济时代新的商业模式，改变了企业和消费者的关系。首先消费者通过手机或电脑端APP，如蜘蛛智选，提出彰显个性化需求的定制产品，然后生产企业进行定制化生产。个性化定制具有需求量小的特点，基本表现为“量小变化多”，对于汽车生产企业而言，无疑会造成产品管理和设计的臃肿、繁杂，如果延续传统的在设计阶段固定配置的开发模式，将很难满足C2B造车的实际要求，且对线束生产也造成非常大的压力。如何解决这个问题，决定着C2B造车的成败，模块化设计思路为我们提供了有效解决问题的途径。模块化设计是指在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，以满足市场不同需求的设计方法。简而叙之，模块就是组成系统具有组合与拆分功能的单元，而模块化就是为了获取系统自由组合的最佳效益，解构和组合系统模块的全部活动[1]。

2 满足C2B配置需求的线束模块化设计解决方案介绍

2.1 基本原理

实现满足C2B配置需求的线束模块化设计方法基本原理：首先基于上汽大通公司某一平台整车电气功能和布局来分类，完成整车线束模块化设计，生成整车电器功能清单，而后供客户通过使用上汽MAXUS AAP内蜘蛛智选完成个性化车辆配置，同时即可获得与之相匹配的整车线束总成图纸，之后拉动物料按图进行生产，最后完成整车装配并交付客户。在这整个过程当中，线束实现模块化设计尤为重要。线束模块化设计的主要原理是：将线束总成拆分成不同的模块。每个模块都作为一个变量，以实现对变量的管理，通过对模块不同的排列组合，实现不同的线束功能。将传统的发布线束大总成模式，下沉为发布构成线束的各配置模块，减少发布数据的配置关联性以提高灵活性，缩短响应时间。具体如图1所示，一个完整的线束总成可以拆分为模块1、模块2、模块3。

2.2 线束模块化设计准则

2.2.1 线束配置设计方面准则

（1）线束的功能配置Option

为了模块化的拆分需求，便于拆分后明确的理解各电路的准确功能，对于线束的Option有下面的这些要求：

A、线束回路的Option尽量采用整车配置表中的Feature Code代码表述，线束回路Option采用Feature Code的标准代码来表达有利于固化線束回路Option的功能表达。

B、对于无法单纯用整车配置表中的Feature Code代码表述的回路，可以采用Feature Code组合的形式表达，但是尽量少的避免采用这种方式。

C、线束电路的Option必须用最根本的设计关联制约因素来表达。

D、为避免拆分过程理解错误，也为了避免在模块与OPTION关系的表达过程出现逻辑和理解错误，另外也是为了避免设计软件判断错误，Option杜绝采用“非”的表达形式。

（2）线束模块与电路配置Option的关系定义

由于某些特定的Option无法用客户感知得到的具体配置来表达，同时线束的模块拆分的数量不能过多、过细，因此电路配置中设定了模块定义和Option定义两个层级。两者的具体关系是，Option定义比模块定义更为细致，一个模块可以是多个Option的组合。Option表达的是每个电路的具体信号定义或功能，模块的表达需要与用户实际看得到的配置有强关联，能够被用户或整车配置直接简单的选中搭配。

2.2.2 线束电气原理设计方面准则

（1）避免INLINE的PIN脚共用原则

线束模块化设计对于原理方面的影响最显著的是INLINE的PIN脚孔位排布，INLINE的PIN脚孔位排布设计需满足高、低配，而且不同配置的电路不能共用。由于线束模块化不可能在所有线束Family上都应用这种模式，如果INLINE上不同功能配置的电路共用PIN脚，当采用模块化模式的线束与其他常规模式线束对接情况下，传统模式线束的INLINE中PIN脚很可能出现与模块化模式的线束不匹配，导致功能不正常[2]。

（2）电路设计独立原则

电路设计越独立，相互之间的影响越小，才更有利于电路拆分。模块化设计需要对电路进行拆分，因此需要在电路设计中考虑电路设计尽量独立的原则。电路独立的含义是指同一个回路不要出现多个功能信号共用。如果做不到独立，则采用全面共用。

（3）电器设备PIN脚定义兼容原则

为了避免对接的电器设备接口PIN 脚定义各种配置不兼容的情况发生，必须要在前期设计开发过程中，定义电器设备的PIN脚信号定义时做到高、中、低配等各种配置的信号定义可以兼容，各个电器设备的PIN脚定义很大程度上都可做到平台化通用化。

2.3 模块化拆分一般规则

模块化拆分的就是将传统的总成线束零件模式拆分为模块化线束的过程。线束模块化设计一般是先完成总成式的线束设计然后再对其进行模块化拆分。模块化拆分的过程其实就是基于锁定版本的整车配置需求，再结合具体的每个电路Option以及布置路径是否有布置差异等因素综合考虑拆分到具体的基础模块或者功能配置模块，拆分后的结果就是线束模块化矩阵定义。

3 开发工具

为支撑线束模块化设计开发，需要强大的数据库支持，且需要各种信息矢量化，便于计算机处理。目前较完善的设计软件为Capital Harness System，该软件中Modular XC模块是一个专门应对线束模块化的软件功能模块，它可以支持线束模块化设计。其主要功能是定义线束的模块;生成相关的模块图纸以及全涵盖最大化的图纸;生成相关的BOM以及回路表;支持模块化的生产制造。

4 线束模块化的效益

4.1 节约成本

采用模块设计，每台车上的线束都是依据客户定制而量身订做的，不会产生多余的线束分支，个性化定制车辆的客户不用额外支付多出来的线束分支产生的费用。

4.2 提高产品质量

采取模块设计后，原本复杂的线束设计过程变得简单化，标准化，系统化。可有效降低和减少线束设计与生产风险，从而提升产品质量。

4.3 简化主机厂线束设计流程、缩短设计周期

模块化设计的线束是基于电气功能和布局来分类的。对于设计人员只要确认是否有新的功能种类出现。如果有，需要把新功能的线束设计先完成。然后添加到功能清单中。待客户选择完车辆配置，与之对应的功能清单产生后，这时线束设计只要把客戶选择的不同功能的线束组合到一起即可完成线束设计。

4.4 实现复杂性管理

采用模块化设计一张图纸可以制作成多个不同车型的线束。而传统的设计方法，每个细小的变化就会有一个新的图纸出来。这样衍生出来的线束图纸可能会有几百上千份。如果一旦对某一车型的基础线束进行变更，就会导致这几百上千份的图纸变更。由此产生的任务量是巨大的。

5 结论

满足C2B配置需求的线束模块化设计，目前已广泛应用于上汽大通技术中心所有平台全系车型。从实践经验来看，客户先后提出超过十万种的个性化配置，通过采用该模块化设计，将原本复杂的线束设计过程变得简单化、标准化、系统化、快速化，节约了管理和生产成本，有效降低和减少线束设计与生产风险，提升了产品品质，充分满足了互联网经济时代C2B造车的配置需求。

参考文献：

[1]柳献初.模块化思想溯源[J].商用汽车，2009（2）.

[2]张玉钟，王艳丽，尹亮，等.汽车插接器的模块化设计[J].汽车电器，2013（10）：7-8.