上海2013年10月28日電 /美通社/ -- 電子設計自動化技術的領導廠商Mentor Graphics近日發布一份題為《采用數據連續性、設計自動化和 V 型系統來提升電氣設計》的研究報(bao)告。中文版的報(bao)告全文可在(zai) Mentor Graphics 的官方網(wang)站(zhan)閱讀和下載：[]。
本文作者 李榮躍。
一.背景
當(dang)今(jin)汽車(che)、越(yue)野車(che)輛、航天航空和國防領域的(de)(de)(de)制造商(shang)面臨(lin)的(de)(de)(de)挑(tiao)(tiao)戰主要是對不斷縮短設(she)計周期，同時保持或提高質量(liang)的(de)(de)(de)需(xu)求。在電(dian)氣設(she)備增加，以及(ji)源(yuan)于增加成品定制化服(fu)務的(de)(de)(de)市場需(xu)求而使復雜性提高的(de)(de)(de)形(xing)勢下，必(bi)須實現(xian)這一目(mu)標。定制化服(fu)務則是滿足數量(liang)不斷增長的(de)(de)(de)客戶定制選(xuan)擇。客戶選(xuan)擇的(de)(de)(de)增加及(ji)其選(xuan)擇的(de)(de)(de)組合(he)(he)將促使電(dian)氣系統配置(zhi)數量(liang)呈現(xian)出爆炸式增長；然而，合(he)(he)成技術需(xu)要跟上這一發展步伐，并且應對與設(she)計相關的(de)(de)(de)持續挑(tiao)(tiao)戰，但許(xu)多制造商(shang)在這兩個層面均不成熟且滯后。
二．V 模式
V 模式系統工程可展示需求定義的最(zui)初(chu)步驟(zou)如何被分(fen)(fen)解，首先(xian)是(shi)分(fen)(fen)解為單個功能，然后是(shi)用于執(zhi)行的相關(guan)功能。這些(xie)功能必(bi)須結合在系統上并(bing)配置(zhi)在物理(li)設備或(huo)車載軟件上。這種邏輯(ji)設計(ji)與(yu)汽車、卡車或(huo)飛機(ji)等所有車型的機(ji)械定義關(guan)聯起來，然后最(zui)終由物理(li)配線(xian)系統連接，而該系統最(zui)終被劃分(fen)(fen)成可以生產和安裝的各種線(xian)束。這些(xie)車型一旦(dan)售出，就需要在其使用年(nian)(nian)限中提供維(wei)修服務直到被拆卸。維(wei)修要求是(shi)車輛與(yu)集成電路 (IC) 或(huo)印(yin)刷電路板 (PCB) 等電氣零件之間使用年(nian)(nian)限的主要區別，需要進行規劃以維(wei)護公司形象。
“V”周(zhou)期還有一(yi)個(ge)與其密切(qie)關(guan)聯的(de)時(shi)間表(biao)，而(er)(er)各家制造商的(de)一(yi)個(ge)主要目標(biao)是縮(suo)短(duan)(duan)這個(ge)周(zhou)期或(huo)“壓縮(suo) V 模式(shi)”。壓縮(suo) V 模式(shi)可帶來豐厚的(de)回(hui)報，還能對(dui)縮(suo)短(duan)(duan)上市時(shi)間、降低(di)成本并(bing)帶來質量(liang)(liang)的(de)必然提升(sheng)產生重大影響。此(ci)外，如果(guo)您認為上市時(shi)間已經足夠（只需比同行競(jing)爭者(zhe)更快(kuai)），接(jie)著縮(suo)短(duan)(duan)周(zhou)期可留(liu)出時(shi)間，以進行更多的(de)設(she)計迭代(dai)來進一(yi)步(bu)降低(di)成本或(huo)提高質量(liang)(liang)，這進而(er)(er)可以降低(di)維修(xiu)成本并(bing)提升(sheng)品牌形(xing)象。
三．基礎
“壓縮 V 模式”需要設(she)(she)計(ji)和驗(yan)證機構在許(xu)多方面進行完善(shan)。一(yi)個較好(hao)流程的基礎是數(shu)據連(lian)續性和設(she)(she)計(ji)自動化，它們被看作是 Capital 電氣(qi)設(she)(she)計(ji)工具的主要基礎元素。
1. 數據連續性：在設計(ji)領域內和領域之間(jian)(jian)必須實(shi)現大量的(de)數(shu)據流(liu)動，以(yi)提(ti)高設計(ji)各(ge)步(bu)(bu)驟間(jian)(jian)的(de)透明度，并能夠(gou)在整個設計(ji)步(bu)(bu)驟中以(yi)安全可控的(de)方式對設計(ji)變更提(ti)供指導與支持。該公司將其(qi)稱為“數(shu)字連續性”。業內尚未實(shi)現各(ge)步(bu)(bu)驟間(jian)(jian)完(wan)全的(de)數(shu)據流(liu)動，但這(zhe)確實(shi)是(shi)一項宏遠(yuan)目標。
2. 設計自動化：從管理文檔(dang)至處理作為設(she)計(ji)核心的(de)設(she)計(ji)數據(ju)包，這種轉變(bian)為軟件開發商帶來了空前的(de)發展機遇，可有(you)助(zhu)于實現(xian)(xian)與設(she)計(ji)相關(guan)的(de)流(liu)程(cheng)的(de)自(zi)(zi)動化。這將提高生產力，最(zui)為重(zhong)要(yao)(yao)的(de)是，它(ta)還將提升對其相應產生的(de)設(she)計(ji)的(de)“正確地構建”能力。換而(er)言之，如果一個設(she)計(ji)步驟(zou)的(de)各要(yao)(yao)素實現(xian)(xian)了自(zi)(zi)動化處理并(bing)且(qie)設(she)計(ji)數據(ju)可對應預(yu)定(ding)(ding)義設(she)計(ji)規則和流(liu)程(cheng)限制(zhi)要(yao)(yao)求，它(ta)將按符合要(yao)(yao)求的(de)定(ding)(ding)義生成(cheng)結果。設(she)計(ji)自(zi)(zi)動化還可減少所需驗證的(de)次數，還可使 V 模式右側更加垂直并(bing)縮短(duan)周期。
四．電氣設計合成
在 Capital 中(zhong)，電氣設(she)計專(zhuan)家的專(zhuan)門(men)技能可編寫成一套規則并(bing)應(ying)用所有設(she)計層面，以提(ti)升連續性和質量。生成電氣設(she)計的主要步驟如下：
剎車(che)、音響和(he)配電等汽(qi)車(che)子系統被看作是邏輯(ji)連(lian)接。這(zhe)些多(duo)個子系統被收集到一起并以整車(che)二維平面圖進行合(he)成。而這(zhe)種平面圖是從三維機械(xie)設計中生成的(de)電氣布局。
利用這些(xie)數(shu)據(ju)，以及(ji)該車型確定的客戶與工程設(she)(she)(she)計(ji)(ji)配置，合(he)成(cheng)引擎可(ke)以為(wei)所有車型配置自動生成(cheng)較佳的配線設(she)(she)(she)計(ji)(ji)。公司相關(guan)規(gui)則在合(he)成(cheng)過(guo)程中采用，并成(cheng)為(wei)該設(she)(she)(she)計(ji)(ji)完成(cheng)時(shi)最終驗(yan)證的依據(ju)。這種“創新式設(she)(she)(she)計(ji)(ji)”過(guo)程代表(biao)了電氣平(ping)臺設(she)(she)(she)計(ji)(ji)方(fang)(fang)式方(fang)(fang)面取得了一項巨大進步，而數(shu)據(ju)連續性可(ke)確保多種渠道的規(gui)范和設(she)(she)(she)計(ji)(ji)數(shu)據(ju)可(ke)加以整合(he)，設(she)(she)(she)計(ji)(ji)合(he)成(cheng)“引擎”可(ke)實現詳細(xi)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)流程的自動化。
在配(pei)線(xian)規(gui)格確(que)定(ding)(ding)并經過驗(yan)(yan)證之后(hou)(hou)，配(pei)線(xian)數據將(jiang)與定(ding)(ding)義(yi)的(de)(de)三維(wei)線(xian)束結(jie)合，并自(zi)(zi)動生成二維(wei)線(xian)束圖(tu)紙。所有機械零件(jian)均(jun)可實現三維(wei)和(he)二維(wei)之間(jian)的(de)(de)同步，從而為車型各種線(xian)束提(ti)供完(wan)整且可選配(pei)的(de)(de)線(xian)束定(ding)(ding)義(yi)。然后(hou)(hou)線(xian)束工程師接管線(xian)束設計并完(wan)成線(xian)束設計的(de)(de)規(gui)范、零件(jian)號的(de)(de)自(zi)(zi)動選擇并按需進行的(de)(de)相關計算。在向制造（Build）發布(bu)數據前(qian)，最(zui)后(hou)(hou)執行一系列標準和(he)自(zi)(zi)定(ding)(ding)義(yi)的(de)(de)設計規(gui)則檢驗(yan)(yan)，確(que)保設計符(fu)合規(gui)范。
額(e)外的功能(neng)可(ke)擴(kuo)展電氣設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)自動(dong)化(hua)(hua)能(neng)力。“合成(cheng)”過程(cheng)(cheng)可(ke)使電氣設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)師利用最初(chu)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)階段極其詳盡的模(mo)型進行(xing)(xing)優化(hua)(hua)。設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)過程(cheng)(cheng)中各步驟間的數(shu)據(ju)連(lian)(lian)續(xu)性(xing)(xing)可(ke)以簡化(hua)(hua)執行(xing)(xing)和(he)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)變動(dong)的驗證過程(cheng)(cheng)，包(bao)含制造設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)信息(xi)例(li)如成(cheng)本的設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)數(shu)據(ju)可(ke)以進行(xing)(xing)快(kuai)速處理(li)，而且還可(ke)以用于完善上(shang)游設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)決策。數(shu)據(ju)連(lian)(lian)續(xu)性(xing)(xing)可(ke)使技(ji)術文檔工(gong)程(cheng)(cheng)師從(cong)初(chu)始配(pei)線和(he)機械數(shu)據(ju)中直(zhi)接(jie)創建服務(wu)文檔，無(wu)須進行(xing)(xing)大量的人工(gong)轉錄工(gong)作。數(shu)據(ju)連(lian)(lian)續(xu)性(xing)(xing)和(he)設(she)(she)(she)(she)計(ji)(ji)自動(dong)化(hua)(hua)是實現所有這(zhe)些性(xing)(xing)能(neng)的主要(yao)基礎。
五．總結
Capital 等(deng)工具使(shi)各個(ge)組織(zhi)能從概念(nian)到制造與服務實現“V 模式系(xi)統(tong)(tong)”轉變(bian)，從而(er)利(li)用(yong)平臺進(jin)行電氣(qi)數據管(guan)理。電氣(qi)設(she)(she)計數據能以(yi)更加可(ke)控的(de)方(fang)式創建并加以(yi)管(guan)理，而(er)其自動(dong)化和驗(yan)證為(wei)各步驟(zou)的(de)電氣(qi)設(she)(she)計活動(dong)提供支持。Capital 可(ke)與其它企業系(xi)統(tong)(tong)進(jin)行整合，從而(er)發揮(hui) ePLM 系(xi)統(tong)(tong)的(de)作用(yong)，對日常(chang)“進(jin)行中”和“發布”各個(ge)層面電氣(qi)設(she)(she)計數據進(jin)行管(guan)理，滿足企業主(zhu)系(xi)統(tong)(tong)生成與存檔的(de)需求(qiu)。
