汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中的MATHCAD應(yīng)用

1.MATHCAD誰(shuí)在用

從PTC官方的兩份文件（Mathcad – Use Cases for Automotive，Mathcad Customer References）之中，可以看出汽車(chē)行業(yè)內(nèi)的用戶(hù)：



我在網(wǎng)上能夠找到一些非電子的案例使用比如：Ex 5 Mass Balance Air & Fuel for Gasoline Auto Engine to Obtain Exhaust Gas Flow Rate

電子方面的使用在一些論文之中比較多：

1.Automotive Powertrain DC/DC Converter with 25kW/dm3 by using SiCDiodes
High Efficiency Power Supply using new SiC devices

更有Delphi的專(zhuān)門(mén)的PPT介紹：

Statistics and Reliability in Automotive Electronics Design
Modeling & Automotive System Design

2.Mathcad在什么階段用？

從項(xiàng)目開(kāi)發(fā)時(shí)間來(lái)看，PTC自己的文檔之中給出了一個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)的結(jié)果：



從以上的這張圖來(lái)看，主要在質(zhì)量管控（這應(yīng)該是使用它的統(tǒng)計(jì)和分析的功能）；概念設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)三個(gè)階段，以及后期的驗(yàn)證和測(cè)試的輔助工作階段，這部分內(nèi)容就是我以前用的非常多的。

從使用的方法來(lái)看，其實(shí)本質(zhì)上用的還是差異分析的方法來(lái)設(shè)計(jì)出來(lái)一個(gè)相對(duì)合理的結(jié)果，特別需要注意的是，狹義的最壞分析（WC）僅僅是其中一種方法。我在查閱很多的文檔的時(shí)候，也可以把WC分為一個(gè)廣義的WC方法（有點(diǎn)等同于容差分析）是包含極值分析法、RSS和蒙特卡洛三種，至于DOE這又是另外一個(gè)故事了。



3.曾經(jīng)寫(xiě)過(guò)的文章

這里還是把以前的文章都翻出來(lái)，有助于整體的理解并保持一致。

a.電路分析文檔的注意點(diǎn)
b.電路分析文檔格式和Mathcad資源
c.使用MATHCAD進(jìn)行電路分析的小技巧_1
d.使用MATHCAD進(jìn)行電路分析的小技巧_2
e.容差分析與最壞分析、設(shè)計(jì)閾度與最壞分析、最壞分析由來(lái)和內(nèi)容 (Worst Case Analysis)

4.新的構(gòu)思

由于在國(guó)內(nèi)的特殊情況，使得老板覺(jué)得設(shè)計(jì)越快越好、成本越低越好、過(guò)程越簡(jiǎn)單越好和人員越少越好，如果都要完成這幾個(gè)目標(biāo)，我覺(jué)得那中國(guó)的工程師就比國(guó)外同行強(qiáng)幾個(gè)檔次了，這顯然是不可能的。能做的，就是在使用足夠的軟件工具的基礎(chǔ)上，進(jìn)行質(zhì)量和成本的預(yù)測(cè)。想要節(jié)約返工費(fèi)用、BOM費(fèi)用和測(cè)試費(fèi)用，就是需要對(duì)設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行徹底的軟件評(píng)估，使用MATHCAD可以做這個(gè)事情。對(duì)一個(gè)汽車(chē)電子模塊而言，大概能做以下的事情：

1.概念設(shè)計(jì)的時(shí)候，去驗(yàn)證系統(tǒng)的拓?fù)?/strong>，主要是電路拓?fù)?，這點(diǎn)在未來(lái)的汽車(chē)功率化過(guò)程之中尤為關(guān)鍵。個(gè)人覺(jué)得充電機(jī)（AC-DC）、轉(zhuǎn)換器（DC-DC）、逆變器（Inverter）和高壓分配器（Power Distribute）幾個(gè)部件，拓?fù)涫菦Q定產(chǎn)品的特性的首要因素。

2.細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，選了芯片之后，完成原理圖，導(dǎo)出BOM的各個(gè)參數(shù)，然后就需要在MATHCAD中進(jìn)行各個(gè)功能部分的電路的設(shè)計(jì)工作，需要能夠搞定從BOM的 EXCEL中提取數(shù)據(jù)的功能，這個(gè)非常重要，可以保證在后期設(shè)計(jì)之中，不會(huì)出現(xiàn)元件變化而分析文件出現(xiàn)差異和脫離的情況出現(xiàn)。

3.結(jié)果傳遞，由于各個(gè)模塊內(nèi)容相關(guān)關(guān)聯(lián)，所以需要進(jìn)行各個(gè)文件之間的結(jié)果匯總和傳遞。這點(diǎn)MATHCAD之中有個(gè)比較完善的EXCEL導(dǎo)入和導(dǎo)出功能。

4. 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證前的分析工作：如果想要做個(gè)耐久和高溫實(shí)驗(yàn)，由于樣件是通過(guò)一定順序進(jìn)行測(cè)試的（我看到EDN有位網(wǎng)友在抱怨做了跌落實(shí)驗(yàn)之后做別的實(shí)驗(yàn)，其實(shí)你只要設(shè)定好實(shí)驗(yàn)分組和流程圖，完全可以杜絕這樣的情況），可以開(kāi)辟一組實(shí)驗(yàn)結(jié)果估計(jì)的文件，將各個(gè)文件的條件輸入后進(jìn)行結(jié)果預(yù)計(jì)，這樣可以避免出現(xiàn)不必要的樣件炮灰和測(cè)試費(fèi)用浪費(fèi)的情況發(fā)生。當(dāng)然，估計(jì)僅僅是估計(jì)，實(shí)驗(yàn)的作用就是實(shí)踐，這是不能避免的。