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Capital應(yīng)用于KSK線束設(shè)計(jì)介紹
2020-02-26 10:27:26· 來源：數(shù)字化工業(yè)軟件技術(shù)期刊 作者：許志剛
1業(yè)務(wù)背景隨著汽車市場的不斷深入發(fā)展，汽車用戶的消費(fèi)需求及消費(fèi)心理也變得日趨成熟，從而針對汽車用戶需求的客戶定制化成為各大整車廠的又一項(xiàng)重要發(fā)展策略。
1業(yè)務(wù)背景
隨著汽車市場的不斷深入發(fā)展，汽車用戶的消費(fèi)需求及消費(fèi)心理也變得日趨成熟，從而針對汽車用戶需求的客戶定制化成為各大整車廠的又一項(xiàng)重要發(fā)展策略。區(qū)別于傳統(tǒng)的按整車零件號進(jìn)行設(shè)計(jì)研發(fā)的模式，整車廠將針對汽車用戶的產(chǎn)品定制化設(shè)計(jì)模式稱為KSK設(shè)計(jì)模式（德語縮寫，客戶定制化）。KSK設(shè)計(jì)模式也不同于JIT（即時(shí)設(shè)計(jì)）的方式，KSK是預(yù)先將可能的用戶需求進(jìn)行模塊化劃分來完成整車設(shè)計(jì)，不允許在設(shè)計(jì)定版后再臨時(shí)添加新的功能需求，從而在兼顧汽車用戶定制化需求的同時(shí)，還能夠?qū)崿F(xiàn)批量化的生產(chǎn)需求。汽車線束作為汽車上最復(fù)雜、最難以管理的零部件，如何快速、準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)邏輯設(shè)計(jì)的選項(xiàng)定義向物理設(shè)計(jì)的模塊定義轉(zhuǎn)化，如何快速繪制單個(gè)模塊的圖紙和核算單個(gè)模塊的物料及成本，是本文的重點(diǎn)研究內(nèi)容。
2解決方案
2.1方案思路
傳統(tǒng)的圖形化或表格化的設(shè)計(jì)方法主要依賴于人為的核算能力和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，這在KSK線束設(shè)計(jì)過程中，根本無法滿足設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量的需求。Capital作為一款數(shù)字化的電子電氣設(shè)計(jì)軟件，除了能夠高效的完成傳統(tǒng)線束項(xiàng)目（衍生子圖）的設(shè)計(jì)，還能夠有效的提供KSK線束設(shè)計(jì)功能，主要實(shí)現(xiàn)以下兩大功能：
- 快速、準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)邏輯設(shè)計(jì)的選項(xiàng)定義向物理設(shè)計(jì)的模塊定義轉(zhuǎn)化
- 快速繪制單個(gè)模塊的圖紙和核算單個(gè)模塊的物料及成本
2.2 實(shí)現(xiàn)步驟
1）繪制邏輯功能設(shè)計(jì)圖紙
汽車線束的邏輯功能設(shè)計(jì)來源于電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)的硬線（導(dǎo)線）實(shí)現(xiàn)部分，可以有電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)完成后直接導(dǎo)入到Capital logic模塊中，得到電氣的邏輯功能設(shè)計(jì)，或者在Capital Logic模塊內(nèi)直接繪制邏輯功能設(shè)計(jì)，并且在邏輯功能設(shè)計(jì)中完成選項(xiàng)（Option）的定義。
Option通常來源于整車廠的市場規(guī)劃需求。在Capital Project內(nèi)有專門的位置用于存儲(chǔ)Option,并完成Option之間的關(guān)系定義的錄入，包括強(qiáng)制應(yīng)用、關(guān)聯(lián)、互斥等等。
圖1在Capital完成Option的錄入
圖2 在Capital完成Option的關(guān)系定義的錄入
在Capital Logic內(nèi)容完成邏輯功能設(shè)計(jì)圖紙，并對導(dǎo)線、針腳或設(shè)備等等零件完成Option的定義，通常由多個(gè)Option之間以“或（||）”、“與（&&）”、“非（?。?rdquo;等等關(guān)系組合完成。
圖3 在Capital Logic中完成邏輯功能設(shè)計(jì)
2）在Capital Integrator中繪制整車物理拓?fù)湓O(shè)計(jì)
在線束原理設(shè)計(jì)過程中，如何將邏輯功能設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化成物理接線設(shè)計(jì)，并按照模塊化定義的方式來完成，需要根據(jù)整車定義來計(jì)算邏輯回路衍生的真實(shí)導(dǎo)線，這項(xiàng)工作幾乎不可能由人工計(jì)算來完成。所以在Capital工具中，Capital Integrator通過完成的整車物理拓?fù)湓O(shè)計(jì)和整車模型定義來承擔(dān)這部分設(shè)計(jì)任務(wù)，并自動(dòng)的鏈接邏輯功能設(shè)計(jì)，通過MWS自動(dòng)衍生出模塊化設(shè)計(jì)需求的真實(shí)導(dǎo)線。
圖4 整車拓?fù)湓O(shè)計(jì)
圖5 整車的Vehicle Mode車型定義
通過名稱匹配、規(guī)則定義等等方式完成拓?fù)湓O(shè)計(jì)和邏輯功能設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)，并通過DRC檢查。下一步即可通過Capital軟件的MWS（Modular Wiring Synthesis）功能自動(dòng)由邏輯回路衍生出物理導(dǎo)線。
圖6，MWS自動(dòng)衍生導(dǎo)線
3）完成接線設(shè)計(jì)的模塊定義
當(dāng)通過MWS自動(dòng)衍生出導(dǎo)線后，邏輯回路上的Option定義將延續(xù)到導(dǎo)線上，接下來就需要針對導(dǎo)線進(jìn)行模塊定義，而其他線束零件的定義將跟隨導(dǎo)線的模塊定義來決定。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，采用KSK模塊化設(shè)計(jì)的整車廠都會(huì)有一份Option選項(xiàng)組合與模塊定義的關(guān)系對照表，如圖7，在Capital Integrator設(shè)計(jì)中就可以根據(jù)這份關(guān)系對照表，通過定制插件自動(dòng)完成導(dǎo)線上的模塊定義。
圖7，Option與Function Module的關(guān)系對照表
在Capital Project中也有專門的位置用于儲(chǔ)存功能模塊代碼（Function Module Code）,并需要完成模塊之間的關(guān)系定義的設(shè)置。
圖8 功能模塊創(chuàng)建和模塊之間的關(guān)系定義的設(shè)置
圖9 在Capital Integrator完成接線設(shè)計(jì)的模塊定義
還有另外一種情況，整車廠在初始采用KSK設(shè)計(jì)的方式時(shí)，可能無法提供Option組合與功能模塊的關(guān)系對照表，或者不能提供全部的關(guān)系對照。此時(shí)，可以從Capital將所有導(dǎo)線的Option組合定義全部導(dǎo)出，用于比對，或由整車廠規(guī)劃部門進(jìn)一步進(jìn)行模塊的標(biāo)準(zhǔn)化編制。這些自動(dòng)導(dǎo)出、自動(dòng)設(shè)別、自動(dòng)編譯的功能都是Capital作為一款數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件能夠充分展示的優(yōu)越性。
4）線束設(shè)計(jì)自動(dòng)生成模塊設(shè)計(jì)和核算單個(gè)模塊的物料及成本
由Capital Integrator完成的拓?fù)湓O(shè)計(jì)，再配合3D設(shè)計(jì)的MCAD功能，在Capital ModilarXC模塊中快速完成線束總圖設(shè)計(jì)，再線束總圖設(shè)計(jì)上，針對除導(dǎo)線之外的其他線束零件確定模塊歸屬，該步驟在Capital中可依照規(guī)則自動(dòng)完成。
圖10 根據(jù)導(dǎo)線的模塊定義確定其他線束零部件的模塊歸屬
接下來就可以自動(dòng)衍生功能模塊的設(shè)計(jì)，并通過Breakdown的功能自動(dòng)生成單個(gè)子模塊的圖紙。
圖11 自動(dòng)由線束總圖拆分出單個(gè)模塊的子設(shè)計(jì)圖紙
針對單個(gè)模塊的物料統(tǒng)計(jì)，可以在單個(gè)模塊的設(shè)計(jì)中進(jìn)行，或者在總圖設(shè)計(jì)上，由定制插件來統(tǒng)一完成。
圖12 通過定制插件，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)單個(gè)功能模塊的物料
3 價(jià)值體現(xiàn)
Capital軟件作為一款數(shù)字化設(shè)計(jì)工具，其應(yīng)用范圍不僅僅局限于傳統(tǒng)線束設(shè)計(jì)，在KSK線束設(shè)計(jì)過程中也能夠提供非常優(yōu)秀的解決方案，在Integrator綜合設(shè)計(jì)中提供的MWS功能可以基于Vehicle Model定義最大化自動(dòng)衍生模塊化設(shè)計(jì)模式下的導(dǎo)線需求，能夠快速、準(zhǔn)確的協(xié)助電氣工程師完成從邏輯功能設(shè)計(jì)到物理接線設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)化。在Capital ModularXC中提供的由總圖自動(dòng)拆分單個(gè)功能模塊圖紙的功能和自動(dòng)計(jì)算單個(gè)功能模塊物料的功能，也充分展示了Capital軟件在數(shù)據(jù)處理方面的強(qiáng)大功能。綜上，采用Capital完成KSK線束設(shè)計(jì)，能夠有效的縮短KSK線束設(shè)計(jì)周期，并大幅提升KSK線束設(shè)計(jì)質(zhì)量。
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