散漫说,很多线束问题,在二维图纸里看不出来,在三维数模里也不一定明显,只有线束真正装到车上以后,问题才会集中暴露出来。线束工程师真正的成长是在样车现场把问题看清楚、把原因判断准、把整改闭环做扎实。本文主要聊聊线束工程师如何支持样车装车,及设计验证与优化。以下为正文。 线束是柔性件,受路径、固定、包扎、装配姿态、周边件状态和工人操作影响。数模里看着顺的路径,实车上可能因为线束自重、分支刚度或者周边件偏差发生下垂;图纸上标得合理的卡扣位置,现场可能手伸不进去;某个连接器在3D里看起来有空间,装车后却发现插接方向不好,后期维修也不好拆。 线束工程师支持样车装车,不只是去现场看一看,更不是等工厂反馈“装不上”以后再改图。 样车装车本质上是一次设计验证。它验证的不只是线束能不能装上,还包括线束好不好装、装上以后稳不稳、后期会不会磨、连接器能不能插拔、维修有没有空间,以及当前设计能不能继续往试制和量产状态推进。 1、装车前先把设计状态和实物状态对齐
样车装车前,线束工程师最先要做的,不是急着上车,而是把设计状态和实物状态对齐。 项目中经常会碰到一种情况:图纸是一个状态,三维数据是一个状态,供应商做出来的样件又是另一个状态,车上的周边件还可能是上一轮状态。这样一来,现场发现问题以后,很难判断到底是线束设计错了,还是样件没按最新版做,或者是车身、支架、控制器这些周边件状态没有同步。 比如某个分支现场看起来偏短,第一反应不能马上说图纸长度不够,要先确认2D图纸,3D数据,样线状态以及实车状态是不是一致。有可能是图纸已经改了,但供应商仍然按旧件状态生产;或者线束样件是新版,但车身支架还是旧状态;也可能三维里路径改了,但二维长度和固定点没有同步更新。 如果这些状态没有先核清楚,后面讨论问题很容易跑偏。现场看似是在解决问题,实际上可能是在基于错误状态做判断。 样车阶段,零件状态变化很快,装车前需要先把设计状态和实物状态对齐。这个动作看起来很基础,但很关键。很多现场问题不是因为工程师不会改,而是一开始就没有站在正确的状态上分析。 2、样车装车的关注点
线束装车要看的东西很多。能装上,只是最低要求。更重要的是看它装得顺不顺、姿态稳不稳、有没有被拉紧、有没有扭转、有没有和锐边接触、有没有靠近热源、有没有影响其他零件装配、连接器后期能不能拆。 有些线束在样车上确实能装上,但需要工人用力拉、用手扳、靠经验调整姿态。这样的状态不能直接认为设计合格。因为样车现场可以靠工程师盯着、靠工人临时调整、靠手工经验处理,但量产现场不可能每台车都靠人去“找感觉”。 量产需要的是稳定、清晰、可重复的装配状态。线束路径应该有明确的固定和导向,分支长度应该有合理余量,连接器插接应该符合正常操作姿态,保护材料应该覆盖到真正的风险点。 所以,线束工程师在样车现场不能只问“这根线装上没有”,还要继续往下问: 3、样车装车要重点看哪些位置
样车装车时,不同区域的线束关注点不一样。线束工程师不能平均用力,要知道哪些地方更容易出问题,也要知道每个区域真正要验证的是什么。 获取装车准备checklist模版,线束工程师公众号内回复关键词“样车checklist” 3.1 前舱区域
前舱线束是样车装车里比较容易出问题的区域。发动机、排气系统、压缩机、电子风扇等位置周边,热环境和振动环境都比较复杂。 这类区域不能只看线束有没有避开热源,还要看热源附近的保护是否到位,线束固定后姿态是否稳定,振动后会不会发生位移。很多位置冷态看着没问题,热态以后周边件变形、线束姿态变化,风险就会变得明显。 前舱线束上的连接器要重点看固定和出线方向。如果连接器根部缺少有效固定,或者出线段刚度太大,振动载荷很容易顺着线束传到端子接触区。后面可能表现为接触电阻异常、报码、瞬断或者通信不稳定。 总之,前舱线束不能只看“离热源够不够远”,还要看固定是否能控制住线束姿态,连接器尾部有没有被拉扯,出线方向是不是顺,后期维修有没有基本操作空间。 3.2 仪表台内部
仪表台内部空间紧、零件多,装配顺序也复杂。这个区域要重点看两个问题。 1,装配时能不能顺利插接。连接器插接方向、锁止结构位置、线束尾部弯曲空间,都要结合实车状态看。不能只看连接器能不能碰到对插件,还要看工人能不能用正常姿态把它插到位。 2,后期能不能维修。样车阶段能插上,不代表售后能拆下来。仪表台内部很多位置装配空间和维修空间不是一回事,有些连接器装的时候能从前面插,但维修时周边零件已经装完,解锁空间反而没有了。 仪表台线束不能只验证“装得上”,还要验证“以后拆得下”。 3.3 门槛、地板和底盘区域
门槛、地板和底盘区域的线束,容易受到泥水、飞石、脚踩、护板装配、地毯压缩等影响。 门槛和地板区域要看线束是否被地毯、饰板或者座椅支架挤压,保护材料有没有覆盖到可能摩擦的位置。很多时候,线束在裸车状态下看着没问题,等地毯、座椅、饰板装完以后,姿态就会变化。 图:线束3D设计分支出线示意图
底盘线束则要重点看动态空间。最小离地间隙、悬架运动、护板边界、转向和传动部件周边,都要结合实车状态看。不能只看静态间隙够不够,还要考虑车辆运动以后线束会不会位移、下垂或者被周边件反复摩擦。 这些区域的磨损问题往往不是一开始就很严重。前期可能只是胶带起毛、波纹管磨亮,后面时间长了就可能磨穿保护层,甚至伤到导线绝缘。 3.4 车门、尾门和活动件过渡区域
车门、尾门和其他活动件过渡区域,需要特别关注线束并不是装上去就结束了。 这些位置要重点看弯折半径、运动余量、橡胶件固定、护套姿态和分支长度。线束在开闭过程中不能被拉紧,也不能出现异常折弯,更不能在运动过程中和钣金、饰板或者铰链结构反复摩擦。 很多活动区域的问题,静态状态下并不明显。车门关着看没问题,打开到某个角度可能就开始拉紧;尾门打开看没问题,关闭过程中线束可能被挤压;橡胶件装上去看着到位,反复运动以后可能发生偏移。 所以,这些区域一定要结合完整运动过程看,而不是只看某一个静止位置。 3.5 高压线束区域
高压线束外径大、刚度高,路径调整没有低压线束那么灵活。样车阶段更要把安全间隙、固定可靠性、运动空间和装配防错看清楚。 高压线束要关注与热源、运动件、锐边、低压敏感回路之间的距离,也要看橙色标识是否清晰,保护是否连续,固定点是否足够可靠。高压线束一旦装配姿态不稳定,后期整改成本通常比低压线束更高。 高压线束还要关注装配顺序。某些高压连接器插接力较大,线束刚度也大,如果前期没有留足操作空间,现场很容易出现强行扭转、硬插、硬掰的问题。这种状态即使样车能装上,也不适合带到量产。 3.6 卡扣、覆盖物和连接器
不管哪个区域,卡扣、覆盖物和连接器都是样车装车时必须重点看的内容。 卡扣固定不是为了图纸上“有个点”,而是为了控制线束姿态和载荷路径。很多固定点在三维里是合理的,但现场不一定好装。卡扣插入方向、孔位状态、钣金厚度、周边空间、装配顺序都会影响最终效果。 覆盖物材料也是一样。图纸上画了波纹管、胶带、海绵、耐磨布,不代表风险就消除了。现场要看保护材料是不是覆盖到了真正的风险点。钣金孔边、支架锐边、螺栓头、焊点、运动件附近、高温件附近,都是要重点看的位置。 连接器则要重点看插接、锁止和解锁。样车能插上,不代表后期没问题。工程师要确认插接时是不是需要强扭线束,锁止声音和手感是否清晰,插接后有没有确认空间,后期维修能不能解锁。 图:线束接插件爆炸图文章源自线束工程师之家-https://suncve.com/lets-talk-about-how-wiring-harness-engineers-support-prototype-car-assembly-and-about-design-verification-and-optimization/
4、样车问题的闭环管理
样车装车现场暴露问题很正常。对线束工程师来说,问题多并不可怕,真正麻烦的是问题没有记录清楚,原因没有判断准,整改措施没有落到实物和数据上,下一轮样车又重复出现。对于线束工程师来说,一定要有工程闭环的思维。 4.1 记录清楚问题
样车问题不能只靠现场记忆,也不能只靠聊天记录里的照片。现场发现的问题,需要当天就整理到问题清单里。 问题清单不是简单写一句“线束干涉”或者“连接器不好插”。这样的描述后面很难追踪,到时候过问题的时候,可能连当时干涉的是哪个件、在哪个角度干涉、是装配过程中干涉还是装完以后接触,都说不清楚。 一条有效的问题记录,至少要把几个信息写清楚:问题发生在哪个区域,涉及哪根线束、哪个分支、哪个连接器、哪个固定点;现场现象是什么,是偏紧、下垂、磨损、干涉、卡扣不好装,还是连接器插拔困难;问题影响是什么,是影响装配,还是影响可靠性、防水、维修或者后续耐久。 这些信息看起来琐碎,但很重要。线束问题很多时候差别就在一两个细节上。比如同样是“干涉”,有的是装上以后已经碰到了,有的是运动以后才可能碰到;同样是“分支偏短”,有的是设计长度不够,有的是固定点把有效长度限制住了。前面记录不清楚,后面整改就容易跑偏。 4.2 不要急着给整改方案
现场发现问题以后,很多人习惯马上给措施:分支短了就加长,担心磨损就加胶带,姿态不稳就加卡扣。 分支加长可以缓解拉紧,但也可能带来下垂和异响;加胶带可以提高耐磨,但会增加外径,影响装配空间和弯曲半径;加卡扣可以控制姿态,但也可能把线束约束得太死,让连接器尾部长期带偏载。并且,这些方案都是成本和重量的增加。 比如连接器插接困难,不能马上判断为线束短。要看连接器方向是不是合理,尾部出线有没有弯曲空间,固定点是不是离插接区太近,操作人员手有没有空间,锁止结构是不是被周边件挡住,装配顺序是不是本身就不顺。 再比如线束和周边件接触,也不能简单写成“线束干涉”。要判断它是静态干涉,还是动态风险。静态干涉是装完以后已经碰到;动态风险是现在看着没问题,但车辆振动、车身扭转、门盖开闭、座椅运动、热胀冷缩以后可能会碰到。 线束是柔性件,实车状态往往比数模复杂。问题判断不清楚,整改就容易变成头痛医头。短期看似解决了一个问题,后面可能又带出新的问题。 4.3 对问题进行分类
样车问题不能都归到“线束设计问题”里。现场看到的一个现象,背后可能涉及设计、样件、周边件、工艺、供应商制造一致性,甚至样车临时状态。 如果是线束路径不合理,就要回到3D布置重新评估,不能只在2D图纸上改一段长度。因为路径变了以后,分支长度、固定点位置、保护材料范围、连接器出线方向都可能跟着变化。 如果是分支偏紧,要判断是设计长度真的不足,还是固定策略导致有效长度不足。有些问题不是简单加长分支,而是固定点需要调整,或者连接器尾部需要释放一定活动余量。 如果是连接器不好插,要同时看连接器方向、出线角度、尾部余量、装配空间和装配顺序。必要时要和总装工艺、周边件工程师一起确认,不能只在线束专业内部讨论。 如果是磨损风险,不能只靠补一段胶带。还要看路径能不能调整,固定能不能优化,周边锐边是否需要倒角或加护边,线束自由段是不是过长,动态间隙是不是足够。 如果是样件制作问题,就要回到供应商制造和检验环节。比如分支长度偏差、卡扣位置偏差、保护材料覆盖不一致、包扎方向错误,这些问题不能简单靠设计加余量来消化。否则供应商过程问题,最后会变成设计冗余。 如果是周边件状态问题,也不能都让线束让路。支架锐边正对线束、钣金孔边没有护边、控制器安装方向变化、周边件边界和数据不一致,这些都需要推动相关专业一起解决。线束可以调整,但不能无限制地靠绕路径、加保护来吸收所有问题。 4.4 设计闭环不只是把图纸改了
对线束工程师来说,闭环不是会议上说一句“已整改”,也不是问题清单里把状态改成“关闭”。真正的闭环,至少要确认几个结果。 2D图纸有没有更新,3D数据有没有同步,BOM是否涉及变更,供应商是否按新状态重新制作样件,装配工艺文件是否需要调整,质量检验要求是否需要补充,下一轮样车或者验证件是否安排复验。 如果问题只在工程师脑子里关闭了,文件没有改,样件没有变,供应商不知道,总装工艺没有同步,下一轮样车大概率还会重复出现。 问题关闭也不能只看“措施做了没有”,还要看“措施有没有效果”。 比如分支加长以后,连接器是否真的好插了,线束有没有新的下垂;增加保护以后,装配空间是否还够,有没有和周边件形成新的干涉;增加固定以后,线束姿态是否稳定,连接器尾部有没有被拉紧,运动区域是否还有足够余量。 很多问题不是改完就能关,而是要在下一轮样车、DV/PV验证或者实车耐久中确认。没有复验动作的问题关闭,更多只是流程关闭,不是工程关闭。 小结
线束是否装的顺、卡扣固定是否稳、连接器是否好插、覆盖物保护是否有效、后期会不会磨、维修能不能拆,最终还是要在实车上验证。 样车装车现场会暴露很多细节,也会逼着线束工程师从“画图思维”转向“工程思维”。设计方案不是看起来合理就够了,还要经得住制造、装配、验证和量产的一轮轮检查。 文章源自线束工程师之家-https://suncve.com/lets-talk-about-how-wiring-harness-engineers-support-prototype-car-assembly-and-about-design-verification-and-optimization/文章源自线束工程师之家-https://suncve.com/lets-talk-about-how-wiring-harness-engineers-support-prototype-car-assembly-and-about-design-verification-and-optimization/