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Capital應用于KSK線束設計介紹

2020-02-26 10:27:26·  來源：數(shù)字化工業(yè)軟件技術期刊  作者：許志剛  
　
1業(yè)務背景隨著汽車市場的不斷深入發(fā)展，汽車用戶的消費需求及消費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重要發(fā)展策略。
1業(yè)務背景
隨著汽車市場的不斷深入發(fā)展，汽車用戶的消費需求及消費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重要發(fā)展策略。區(qū)別于傳統(tǒng)的按整車零件號進行設計研發(fā)的模式，整車廠將針對汽車用戶的產(chǎn)品定制化設計模式稱為KSK設計模式（德語縮寫，客戶定制化）。KSK設計模式也不同于JIT（即時設計）的方式，KSK是預先將可能的用戶需求進行模塊化劃分來完成整車設計，不允許在設計定版后再臨時添加新的功能需求，從而在兼顧汽車用戶定制化需求的同時，還能夠實現(xiàn)批量化的生產(chǎn)需求。汽車線束作為汽車上最復雜、最難以管理的零部件，如何快速、準確的實現(xiàn)邏輯設計的選項定義向物理設計的模塊定義轉化，如何快速繪制單個模塊的圖紙和核算單個模塊的物料及成本，是本文的重點研究內(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計方法主要依賴于人為的核算能力和設計經(jīng)驗，這在KSK線束設計過程中，根本無法滿足設計效率和設計質量的需求。Capital作為一款數(shù)字化的電子電氣設計軟件，除了能夠高效的完成傳統(tǒng)線束項目（衍生子圖）的設計，還能夠有效的提供KSK線束設計功能，主要實現(xiàn)以下兩大功能：
  1. 快速、準確的實現(xiàn)邏輯設計的選項定義向物理設計的模塊定義轉化
  2. 快速繪制單個模塊的圖紙和核算單個模塊的物料及成本
2.2 實現(xiàn)步驟
1）繪制邏輯功能設計圖紙
汽車線束的邏輯功能設計來源于電子電氣架構設計的硬線（導線）實現(xiàn)部分，可以有電子電氣架構設計完成后直接導入到Capital logic模塊中，得到電氣的邏輯功能設計，或者在Capital Logic模塊內(nèi)直接繪制邏輯功能設計，并且在邏輯功能設計中完成選項（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Option,并完成Option之間的關系定義的錄入，包括強制應用、關聯(lián)、互斥等等。
圖1在Capital完成Option的錄入   
圖2 在Capital完成Option的關系定義的錄入
在Capital Logic內(nèi)容完成邏輯功能設計圖紙，并對導線、針腳或設備等等零件完成Option的定義，通常由多個Option之間以“或（||）”、“與（&&）”、“非（！）”等等關系組合完成。
圖3 在Capital Logic中完成邏輯功能設計
2）在Capital Integrator中繪制整車物理拓撲設計
在線束原理設計過程中，如何將邏輯功能設計轉化成物理接線設計，并按照模塊化定義的方式來完成，需要根據(jù)整車定義來計算邏輯回路衍生的真實導線，這項工作幾乎不可能由人工計算來完成。所以在Capital工具中，Capital Integrator通過完成的整車物理拓撲設計和整車模型定義來承擔這部分設計任務，并自動的鏈接邏輯功能設計，通過MWS自動衍生出模塊化設計需求的真實導線。
圖4 整車拓撲設計
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撲設計和邏輯功能設計的關聯(lián)，并通過DRC檢查。下一步即可通過Capital軟件的MWS（Modular Wiring Synthesis）功能自動由邏輯回路衍生出物理導線。
圖6，MWS自動衍生導線
3）完成接線設計的模塊定義
當通過MWS自動衍生出導線后，邏輯回路上的Option定義將延續(xù)到導線上，接下來就需要針對導線進行模塊定義，而其他線束零件的定義將跟隨導線的模塊定義來決定。在實際的設計過程中，采用KSK模塊化設計的整車廠都會有一份Option選項組合與模塊定義的關系對照表，如圖7，在Capital Integrator設計中就可以根據(jù)這份關系對照表，通過定制插件自動完成導線上的模塊定義。
圖7，Option與Function Module的關系對照表
在Capital Project中也有專門的位置用于儲存功能模塊代碼（Function Module Code）,并需要完成模塊之間的關系定義的設置。
圖8 功能模塊創(chuàng)建和模塊之間的關系定義的設置
圖9 在Capital Integrator完成接線設計的模塊定義
還有另外一種情況，整車廠在初始采用KSK設計的方式時，可能無法提供Option組合與功能模塊的關系對照表，或者不能提供全部的關系對照。此時，可以從Capital將所有導線的Option組合定義全部導出，用于比對，或由整車廠規(guī)劃部門進一步進行模塊的標準化編制。這些自動導出、自動設別、自動編譯的功能都是Capital作為一款數(shù)字化設計軟件能夠充分展示的優(yōu)越性。
4）線束設計自動生成模塊設計和核算單個模塊的物料及成本
由Capital Integrator完成的拓撲設計，再配合3D設計的MCAD功能，在Capital ModilarXC模塊中快速完成線束總圖設計，再線束總圖設計上，針對除導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)則自動完成。
圖10 根據(jù)導線的模塊定義確定其他線束零部件的模塊歸屬
接下來就可以自動衍生功能模塊的設計，并通過Breakdown的功能自動生成單個子模塊的圖紙。
圖11 自動由線束總圖拆分出單個模塊的子設計圖紙
針對單個模塊的物料統(tǒng)計，可以在單個模塊的設計中進行，或者在總圖設計上，由定制插件來統(tǒng)一完成。
圖12 通過定制插件，自動統(tǒng)計單個功能模塊的物料
3 價值體現(xiàn)
Capital軟件作為一款數(shù)字化設計工具，其應用范圍不僅僅局限于傳統(tǒng)線束設計，在KSK線束設計過程中也能夠提供非常優(yōu)秀的解決方案，在Integrator綜合設計中提供的MWS功能可以基于Vehicle Model定義最大化自動衍生模塊化設計模式下的導線需求，能夠快速、準確的協(xié)助電氣工程師完成從邏輯功能設計到物理接線設計的轉化。在Capital ModularXC中提供的由總圖自動拆分單個功能模塊圖紙的功能和自動計算單個功能模塊物料的功能，也充分展示了Capital軟件在數(shù)據(jù)處理方面的強大功能。綜上，采用Capital完成KSK線束設計，能夠有效的縮短KSK線束設計周期，并大幅提升KSK線束設計質量。
 
 
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