EDA工具如何幫助設(shè)計(jì)師實(shí)現(xiàn)EWIS一致性

一些法規(guī)或標(biāo)準(zhǔn)適用于現(xiàn)代化飛機(jī)中的幾乎每個(gè)螺栓、面板和電線。一些最嚴(yán)苛的法規(guī)與電氣線路互連系統(tǒng) （EWIS） 有關(guān)。如果在飛機(jī)設(shè)計(jì)項(xiàng)目開(kāi)始時(shí)未能預(yù)測(cè)到這些一致性要求，那么可能會(huì)對(duì)成本產(chǎn)生很大的影響。通過(guò)在項(xiàng)目初期將 EWIS 法規(guī)納入考慮范圍并以此做出英明的設(shè)計(jì)決策，可以避免后期的大部分設(shè)計(jì)修改工作。推遲一致性檢查可能意味著需要做出代價(jià)最高昂的更改。

　　EWIS現(xiàn)在是《聯(lián)邦航空條例》（FAR） 第25部規(guī)定的一部分，也因此成為所有新商用飛機(jī)的一項(xiàng)認(rèn)證條件。“EWIS 思維”已經(jīng)延伸到旋翼機(jī)和防衛(wèi)平臺(tái)等其他工業(yè)。我們不妨來(lái)研究一些主要的關(guān)注點(diǎn)，并探討商用現(xiàn)貨 （COTS） 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具幫助設(shè)計(jì)師實(shí)現(xiàn) EWIS 一致性的方式。

　　命名規(guī)范

　　FAR 25.1711 描述了 EWIS 組件必須帶有的認(rèn)證和信息類型，包括組件的功能、冗余考慮事項(xiàng)、隔離要求和唯一性。在飛機(jī)中，每個(gè)組件都有且只有一個(gè)相應(yīng)的標(biāo)識(shí)，在飛機(jī)的整個(gè)生命周期都必須遵守這項(xiàng)規(guī)則。

　　舉例來(lái)說(shuō)，假設(shè)電線名稱由線束標(biāo)識(shí)、隔離類別、該線束特定的計(jì)數(shù)和電線規(guī)格組成，那么電線編號(hào)為 W238- FC1-101-22。按照唯一性要求，線束或車輛其它地方不能出現(xiàn)另一根編號(hào)為 W238-FC1-101-22 的電線。如今，飛機(jī)中眾多的 EWIS 組件、不同的飛機(jī)配置和生命周期變更管理挑戰(zhàn)使這項(xiàng)工作變得十分困難且容易出錯(cuò)。這就需要系統(tǒng)化和自動(dòng)化程度更高的方法。

　　一個(gè)簡(jiǎn)單的解決辦法是在設(shè)計(jì)周期的不同階段以電子方式檢查組件名稱是否重復(fù)。但這可能使錯(cuò)誤的漪漣通過(guò)流程擴(kuò)散并影響飛機(jī)其它地方的連接或者歸檔。。

　　與之不同的是，先進(jìn)的 COTS 工具采用“正確構(gòu)建”法。該軟件從源頭上杜絕錯(cuò)誤的發(fā)生，而不是等用戶出錯(cuò)后依靠后續(xù)檢查來(lái)找出問(wèn)題所在。當(dāng)設(shè)計(jì)人員創(chuàng)建設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)，COTS 工具運(yùn)用電線命名規(guī)則確保達(dá)到 EWIS 目標(biāo)，從而自動(dòng)符合 FAR 25.1711 的要求。

　　安全問(wèn)題

　　FAR Part 25.1709 側(cè)重于 EWIS 系統(tǒng)的安全性。這些要求確保災(zāi)難性的失效幾乎是不可能的，也不會(huì)由一個(gè)小的失效而導(dǎo)致，同時(shí)每種可能的發(fā)生危險(xiǎn)故障的概率也幾近為零。

　　失效樹(shù)分析法 （FTA） 及失效模式與影響分析法 （FMEA） 對(duì)這里會(huì)用到的虛擬建模功能進(jìn)行了說(shuō)明。進(jìn)行這類分析的軟件工具需要運(yùn)用到電流的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，而根據(jù)變化隨時(shí)拿出應(yīng)對(duì)之策也是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。電氣設(shè)計(jì)師要嚴(yán)格遵守交付時(shí)間，盡量讓這些數(shù)據(jù)更加完善，因?yàn)榘踩こ處煕](méi)有時(shí)間在進(jìn)行每項(xiàng)分析時(shí)都重新輸入新的數(shù)據(jù)。

　　解決這一難題的最好方法就是采用整套符合設(shè)計(jì)環(huán)境需求的安全分析工具。這樣便于重復(fù)使用信息，并將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)運(yùn)用到服務(wù)于更大項(xiàng)目的應(yīng)用中。理想的情況是，安全分析工具不僅提供了有關(guān)安全實(shí)施的“數(shù)據(jù)”，還提供了一種快速評(píng)估分析效果并幫助設(shè)計(jì)工程師有??效進(jìn)行更改的方法。

　　最近，大多數(shù)分析工具已經(jīng)給出了文本形式的分析結(jié)果，安全工程師要根據(jù)這些結(jié)果找出最關(guān)鍵的問(wèn)題。但現(xiàn)代的 COTS 設(shè)計(jì)和分析工具集已經(jīng)與一個(gè)無(wú)縫的環(huán)境形成了整體。最新的電氣設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可重復(fù)用于多種用途，包括以設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的當(dāng)前狀態(tài)為對(duì)象的 EWIS 安全一致性分析。此外這些數(shù)據(jù)還能以圖形化的方式指出問(wèn)題可能出在哪。

　　圖1顯示出明導(dǎo) Capital Design 套件的若干相關(guān)分析窗口，標(biāo)有對(duì)圖形顯示能力的注解。

　　圖1 - FMEA 結(jié)果的圖形顯示