汽車線束設(shè)計軟件及中線CAD應(yīng)用簡介

汽車線束發(fā)展介紹

汽車線束與汽車同步誕生的，早期的汽車結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)械控制占主導(dǎo)地位，在很長的一段時期內(nèi)，人們更著重汽車機(jī)械性能方面的研究，汽車線束僅作為整車的一個部件，沒有得到重視，對其技術(shù)質(zhì)量的評價也只是電路的導(dǎo)通與否，汽車線束的加工工藝為手工的鉸接、焊接、栓接等工藝，連接器、端子等線束零件的可靠性較差。

20世紀(jì)80年代初，隨著機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，拉動了壓接工藝的進(jìn)步和成熟，尤其是全自動壓接機(jī)的問世，使汽車線束的制造技術(shù)產(chǎn)生了質(zhì)和量的飛躍，汽車線束的單線抗拉強(qiáng)度提高，機(jī)械性能趨于穩(wěn)定，壓接點(diǎn)的電壓降可得到有效控制，信號在傳輸過程中的損耗降低，整車的可靠性成倍提高，同時汽車線束的功能由單一的供電回路擴(kuò)大到信號傳遞。

進(jìn)入90年代后，除原有汽車功能外，相繼出現(xiàn)了安全氣囊系統(tǒng)、剎車防抱死系統(tǒng)、中控鎖電動門窗系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、電動座椅系統(tǒng)以及汽車音響系統(tǒng)和汽車導(dǎo)航系統(tǒng)等；電氣系統(tǒng)的增加直接導(dǎo)致了終端電器的增加，終端電器的增加導(dǎo)致了回路的劇增，使得線束、連接器、繼電器、傳感器等不可避免地增加，最終，汽車線束的重量和體積逼近了汽車的承受范圍。

在中國汽車高速增長的驅(qū)動下，尤其是自主品牌汽車如吉利、長安、長城、比亞迪、奇瑞等的快速崛起，中國汽車線束行業(yè)也是風(fēng)云乍起，線束企業(yè)數(shù)量和規(guī)模得到迅猛的發(fā)展，形成了近千家汽車一級、二級線束配套企業(yè)，年產(chǎn)值近千億人民幣的龐大市場。汽車線束是連接各個電子設(shè)備、電器的重要元件，負(fù)責(zé)整車信號傳遞和電能傳輸，是汽車內(nèi)部的神經(jīng)和脈絡(luò)，在汽車內(nèi)部發(fā)揮著十分重要的作用。據(jù)中國線束研究報告數(shù)據(jù)，線束規(guī)模2017年達(dá)到969.7億。

線束軟件的應(yīng)用

隨著汽車功能的增加和信息技術(shù)的普及，對汽車線束的設(shè)計與制造帶來了較大的挑戰(zhàn)。最初期的純手工線束圖紙繪制和簡單的利用AutoCAD類計算機(jī)輔助制圖軟件進(jìn)行輔助設(shè)計，已不能滿足線束設(shè)計與制造的要求和效率，中國除上千家線束企業(yè)外，有約200家主機(jī)廠、造車新勢力和汽車設(shè)計公司，都有自己的線束設(shè)計能力。就其研發(fā)能力而言，合資企業(yè)一般有自己的線束開發(fā)軟件，自主企業(yè)采取合作或購買現(xiàn)有的設(shè)計軟件，目前，國內(nèi)外主機(jī)廠和大多數(shù)的線束制造企業(yè)已普遍使用專業(yè)的線束設(shè)計（CAD）與線束工藝軟件（CAPP）進(jìn)行線束的開發(fā)設(shè)計與制造生產(chǎn)。

1.國外線束軟件介紹

早在20世紀(jì)90年代，國外很多主機(jī)廠與線束廠就全面采用了先進(jìn)的電氣化設(shè)計平臺，使用專業(yè)軟件進(jìn)行線束開發(fā)與生產(chǎn)，在2D方面，主要應(yīng)用的軟件有CHS、E3、Eb、vesys等，在3D方面有CATIA，UG、Pro/e等，這些軟件的應(yīng)用，使得工程設(shè)計水平和研制效率得到了巨大的提高，同時也降低了相應(yīng)的成本。這類軟件優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)過長時間的積累、發(fā)展與優(yōu)化，在應(yīng)用方面已經(jīng)比較成熟穩(wěn)定，同時，不同軟件之間有接口對接功能，能完成數(shù)據(jù)通信。比如CHS提供與CATIA的對接服務(wù)，CHS完成的原理和線束能自動抽取信息，完成線束圖紙。這類軟件的缺點(diǎn)是對數(shù)據(jù)庫的依賴極高、功能模塊繁雜，且相互制約，對應(yīng)用軟件的技術(shù)團(tuán)隊人員數(shù)量和能力要求都比較高，導(dǎo)致開發(fā)成本很高。

2.國內(nèi)線束軟件介紹

國內(nèi)汽車廠在電氣化系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用方面起步較晚，設(shè)計模式從2000年以前的手工圖版+丁字尺繪圖；到2000年左右開始使用AutoCAD繪制原理圖、二維線束圖、二維裝配圖；到2003年以后使用CHS、E3、CATIA、UG等平臺軟件。但受設(shè)計思想與相應(yīng)人才等方面的制約，大部分企業(yè)僅能對平臺或軟件的個別模塊功能熟練應(yīng)用，無法發(fā)揮平臺和軟件的整體優(yōu)勢；另外，國外的線束軟件價格較高，動輒十幾、幾十萬一個點(diǎn)，很多中小企業(yè)無法承受，種種原因，使得我國的汽車線束設(shè)計開發(fā)及生產(chǎn)制造在很長一段時間內(nèi)處于較低水平。

國外線束軟件在國內(nèi)又“水土不服”，國內(nèi)傳統(tǒng)的汽車線束設(shè)計手段又無法滿足汽車線束行業(yè)的發(fā)展，基于這些情況，20年代初期開始，國內(nèi)部分主機(jī)廠及線束廠開始向軟件公司定制適應(yīng)我國汽車線束設(shè)計及制造的軟件，但最終因?yàn)槎€束的不懂軟件，懂軟件的不懂線束；加之線束和設(shè)計軟件開發(fā)費(fèi)用較低，開發(fā)難度較大，真正有實(shí)力的軟件企業(yè)不愿參與，使得定制開發(fā)的軟件質(zhì)量參差不齊；目前，產(chǎn)品能被市場認(rèn)可并以開發(fā)線束軟件為主業(yè)的線束軟件公司所剩無幾，僅有陜西西安的中線軟件、河南鄭州的澤泰軟件、北京洛中的Joydrive Harness等少數(shù)幾家線束軟件企業(yè)堅持了下來。

3.國內(nèi)線束軟件的特點(diǎn)

國內(nèi)線束軟件大都是在CAD類（AutoCAD、中望CAD等）軟件基礎(chǔ)上開發(fā)的，在初期，軟件功能僅側(cè)重于二維圖紙快速繪制和工藝數(shù)據(jù)輸出，主要客戶群體為中小型商用汽車廠和大中小型線束廠，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，產(chǎn)品在功能和市場定位上形成了各自的特點(diǎn)，功能特點(diǎn)如下圖所示：

公司名稱快速繪圖圖紙轉(zhuǎn)換工藝數(shù)據(jù) 工裝板 原理圖 3D轉(zhuǎn)2D網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中線 支持 支持 支持 支持 支持 支持 支持洛中 支持 不支持 支持 不支持 支持 支持 支持澤泰 支持 不支持 支持 支持 不支持 不支持 不支持

客戶分類如下圖所示：

公司名稱 平臺依賴 定制支持 客戶主體 市場占有率中線 AutoCAD、中望CAD 支持主機(jī)廠、合資線束廠、國內(nèi)大中型線束廠60%左右洛中 AutoCAD 支持 國防軍工企業(yè) 5%左右澤泰AutoCAD、中望CAD、浩辰CAD支持 中小型商用車及線束廠 20%左右

中線CAD應(yīng)用簡介

西安中線軟件技術(shù)有限公司是一家以提升線束的設(shè)計與制造效率為出發(fā)點(diǎn)，在線束研發(fā)、設(shè)計與生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化發(fā)展方向耕耘多年的公司,先后推出了中線CAD、中線數(shù)據(jù)庫、中線萬庫、線束分裝系統(tǒng)等產(chǎn)品，目前有多名高級編程師，位于線束設(shè)計軟件行業(yè)第一梯隊。在國產(chǎn)線束軟件中，中線CAD的應(yīng)用最為廣泛，中線CAD是西安中線軟件技術(shù)有限公司的核心產(chǎn)品。

中線CAD獲得過多項(xiàng)國家發(fā)明專利，如：一種基于CAD平臺的全尺寸線束工裝板圖生成方法，發(fā)明專利號：ZL 2016 1 1219587 0；一種基于CAD平臺的對電子產(chǎn)品的線束的處理方法，發(fā)明專利號：ZL 2012 1 0551226.1。其主要功能是提升線束在設(shè)計開發(fā)、生產(chǎn)制造等環(huán)節(jié)的效率和準(zhǔn)確率。

中線軟件的業(yè)務(wù)流程及功能模塊如下圖所示：

中線CAD的客戶群體主要以大中型線束廠和主機(jī)廠為主，如以藤倉、住友為首的日資企業(yè)，以悠進(jìn)電裝、海陽三賢為首的韓資企業(yè)，以安費(fèi)諾金事達(dá)電子系統(tǒng)有限公司為首的美資企業(yè)，以中車、奇瑞、長春燈泡、保定曼德、河南天海、金亭、雙飛、得潤、立訊為首的本土企業(yè)，以津地本為首的家電線束企業(yè)等都在使用中線CAD。

1.在線束設(shè)計方面的應(yīng)用

中線CAD在線束設(shè)計方面的應(yīng)用主要集中在原理圖繪制、三維數(shù)模轉(zhuǎn)二維圖紙、多配置設(shè)置和二維線束圖紙繪制方面，如下圖所示：

在原理圖繪制方面，通過萬能電器屬性塊定義功能和數(shù)據(jù)庫電器模塊參數(shù)化的管理，可快速定義電器及引腳屬性，通過自動連線功能，可對電氣系統(tǒng)關(guān)聯(lián)匹配的引腳進(jìn)行快速連線，完成原理圖紙的快速、標(biāo)準(zhǔn)繪制，同時也可以將參數(shù)化的原理圖回路信息和pin腳定義一鍵遷移到線束二維圖中，并形成相互校對的閉環(huán)設(shè)計。

在三維數(shù)模轉(zhuǎn)二維圖紙方面，用戶在CATIA中將線束3D數(shù)模按要求繪制好以后，一鍵可在CAD中展開二維線束布局分支圖，再通過分支調(diào)整、匹配連接器和扎帶、卡扣等定位件后，一條完整的線束二維圖紙基本就完成了。三維數(shù)模轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)與2D圖紙數(shù)據(jù)100%匹配。

在多配置設(shè)置方面，通過多配置工具，能便捷地對多配置及分配置進(jìn)行增刪改查，高效地完成多配置圖紙繪制、修改、查看，分配置圖紙生成、輸出，多配置與分配置雙向更新等功能。

二維線束圖紙繪制方面，結(jié)合中線連接器數(shù)據(jù)庫，可快速地完成連接器插入，回路插入、分支繪制等功能，繪制完成后，還可對回路進(jìn)行錯誤檢查。

總之，在設(shè)計階段應(yīng)用中線CAD，可更加高效、標(biāo)準(zhǔn)地完成圖紙繪制。

2.中線CAD在線束制造方面的應(yīng)用

中線CAD在線束制造方面的應(yīng)用主要集中在各種工藝數(shù)據(jù)和看板的快速輸出，如下圖所示：

通過中線CAD，可快速、準(zhǔn)確地導(dǎo)出物料BOM表，裁線工藝卡、接線表、短路工藝卡、打卡圖、預(yù)裝圖等線束生產(chǎn)所需工藝數(shù)據(jù)表格與圖紙；在工裝板圖紙輔助繪制方面，通過中線CAD，可快速生成1：1工裝板圖紙，并可在工裝板上遷移顯示護(hù)套名稱、護(hù)套圖形、護(hù)套圖片和護(hù)套電線回路，自動生成治具、公差帶、包扎方式等內(nèi)容，工裝板圖紙上的線束分支角度，治具（鋼叉）位置、護(hù)套位置等可以方便靈活地進(jìn)行位置、角度調(diào)節(jié)，從而生成符合最優(yōu)化生產(chǎn)的工裝板。

線束軟件的前景及發(fā)展方向

軟件的發(fā)展總體上是市場驅(qū)動型，行業(yè)的特性和發(fā)展決定了軟件的方向。隨著汽車市場的競爭加劇和消費(fèi)者對汽車消費(fèi)的個性化需求凸顯，車企開發(fā)周期將進(jìn)一步縮短，數(shù)十個甚至上百個配置的多配置車型將會出現(xiàn)，車企的降本壓力、時間壓力等都會傳導(dǎo)給線束設(shè)計和生產(chǎn)，這些都會給線束開發(fā)與生產(chǎn)帶來巨大的挑戰(zhàn)，同時也是線束軟件發(fā)展的方向。

因目前線束行業(yè)的生產(chǎn)是勞動密集型，且短時間內(nèi)不會有大的變化，為應(yīng)對行業(yè)發(fā)展和變革，只能在設(shè)計端和生產(chǎn)前端壓縮時間和人員。在設(shè)計方面，就要求線束軟件功能上更加智能，如原理繪制階段的自動連線、電器系統(tǒng)屬性快速定義等；在協(xié)作上更加簡單，如在原理開發(fā)、三維布局、線束二維圖之間能無縫連接，使設(shè)計、變更能快速自動聯(lián)動，多平臺協(xié)作、多團(tuán)隊協(xié)作能更加簡單高效，和采購、產(chǎn)線的ERP及MES系統(tǒng)高效互動，最終發(fā)展成一個集原理設(shè)計、二維三維圖設(shè)計、工藝設(shè)計，無縫鏈接生產(chǎn)、采購的強(qiáng)大平臺支撐。