在设计新产品时,工程师主要关注功能、特点、造型和成本。他们并不总是考虑线路。不幸的是,人们往往到最后一刻才会忘记这一点。

工程师们需要更多地考虑电线的长度、弯曲半径和布线。随着线束变得越来越复杂,这种前瞻性思维比以往任何时候都更加重要。

TE Connectivity负责线束组件的高级产品经理John Kuster表示:“工程师们正在尝试用不同类型的电线进行更紧密的捆绑,比如将高速与电力结合在一起,所有这些都在一个绕道或电缆中。”“复杂性的引入增加了保护每一种类型免受其邻居的电磁或射频干扰的需要,更不用说外部环境的影响。”

设计软件供应商Zuken USA Inc.的E3系列解决方案经理Geoff Lydon补充说:“以汽车为例,与几年前相比,如今汽车上使用的电脑和电子控制单元要多得多。”“这些ecu用于控制传输,以及窗户、门和其他设备的运行。

Lydon说:“但是,随着新的便利选项的增加,如自动尾门和车道偏离警告系统,它们需要额外的ecu。”“每个ecu都使用来自车辆各处传感器的数据,为了使系统工作,它们必须通过线束连接。”

在设计线束时,工程师们往往会犯一些错误,比如电线的弯曲半径、额定温度和耐化学性不匹配,甚至忽略了整个系统。

“最严重的错误[人们]是切断电线太短,因为这往往放弃整个利用,”乔恩·柯林斯说,在设计软件公司业务发展总监Cadonix有限公司”另一个常见的错误是没有完成最初的设计意图是连接定义而言。

Collins解释说:“当原理图、线束布局和制造工具之间没有自动集成时,这是一个特别的问题。当使用手动方法时,例如使用Visio绘图和Excel列出连接时,这通常会显示出来。完全手动的过程往往会引入人为错误,这反过来会导致计划外的装具返工,并产生连锁反应,推迟下一个项目。”

“工程师在设计线束时犯下的最大错误是未能控制并将线束系统的初步、功能、分析和商业需求转化为有效连接的产品生命周期管理方法和工作流程,”David Roach说。EPLAN软件服务有限责任公司线束产品业务销售经理。

罗奇补充说:“这不仅包括设计元素,还包括与可制造性、大规模生产、产品多样性和消费者需求相关的规模经济。”“例如,线束设计满足了所有的初步设计要求,但由于定制或专有组件的使用,或没有考虑到劳动密集型操作,无法进行设计更改。”

工程师的另一个错误是设计标准缺乏标准化。罗奇指出:“基于物理原型的电线束设计,通常涉及[工程师]物理测量导线长度,并使用软线或细绳确定布线路径,以及随后手写数据的积累。”

罗奇说:“这些类型的方法依赖于对第一个线束的视觉检查,以及由于线束必须发挥作用的物理环境修订而产生的修改的迭代设计周期。”“研究已经证明,目视检查的假阳性率约为2%,假阴性率为23%。

罗奇警告说:“这些统计数据应用于制造和设计过程时,往往代价高昂,并导致可观的财务成本。”“工作和数据流的标准化对于避免代价高昂的错误至关重要。”

遵循的路线

无论组装什么类型的产品,工程师都必须确保线束的排列正确。根据罗奇的说法,最好的方法是准确地分析工具必须在其中发挥作用的完整物理环境。他指出:“尖锐的边缘、表面条件的热变化、电磁干扰和移动部件等环境条件都会影响电线和电缆线束的正确布线。”

Kuster建议为包提供足够的“自由空间”;在布线过程中为电缆提供足够的保护,如衬里切断器和适当的腺体或馈电槽;防止开玩笑;并提供足够的夹紧或固定支持。

通常,物理模型是确保正确线束布线的最佳方法。但是,它们既耗时又昂贵。随着最近3D机械设计软件的激增,通过在正在设计的产品的CAD模型中布线,尤其是使用软件的布线功能,来创建虚拟原型变得更容易、更快、更划算。

Lydon说:“这些布线工具不仅提供了布线电缆和电缆束的方法,还利用了电缆和电缆束的真实总直径,并在超过弯曲半径时显示出来。”“这让我们可以在3D世界中进行调整,然后才能真正建造脊甲。”

Collins补充道:“然而,从原理图或接线图中将正确的连接数据传递给3D布线工具至关重要。所以,2D逻辑世界和3D实体世界之间的接口需要很好地整合。

“尽管这是最安全的方法之一,但(很少有工程师)真正使用它,”柯林斯说。“创建连接器的3D模型非常耗时。使用路径工具可能会很复杂,因为你需要熟练使用路径工具所依赖的机械工具。”

工程师在设计线束时所犯的另一个错误是没有确保所有的线束都足够长,以适应各种弯曲和转弯。

罗奇建议仔细考虑物理环境。“获得一个虚拟环境模型,以及一个工具,将返回线长度和允许设计师来测试路由,将确保工程师将有足够的资源来成功的路线利用住宿的即使是最复杂的弯曲和转,”他指出。

“(另一种选择是)准备好一端,这样(组装商)就只能往一个方向走,”库斯特说。这意味着你需要估算时间,并预计必须在现场切断和终止一端。你永远不可能完全理解电缆必须走的路线。估计长度,然后根据需要选择路径,削减或终止。”