汽車電氣設(shè)計中如何縮短時間和降低成本
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設(shè)計瀏覽器的功能表明以數(shù)據(jù)為中心協(xié)議的實際意義，并強(qiáng)調(diào)特定領(lǐng)域數(shù)據(jù)環(huán)境的重要性。選中一個部件的文本實體會自動定位并高亮顯示相關(guān)的圖形元素，甚至這些元素不在當(dāng)前顯示的頁面上。
設(shè)計者通過設(shè)計瀏覽器的符號選項卡可以訪問存儲的電氣原理符號，但是這些符號不是單純的線條圖形。他們包含了庫定義和電氣分析模型，允許設(shè)計者檢查電壓降、電流流向等等。零件庫的定義包含了客戶和供應(yīng)商的名稱信息、連接器接口信息及其他的細(xì)節(jié)。 在設(shè)計流程的早期，不是每一個細(xì)節(jié)都可能被定義，但是在以數(shù)據(jù)為中心的環(huán)境中允許新的信息隨時添加到已有的數(shù)據(jù)中并提供結(jié)構(gòu)化的報表。 傳入的數(shù)據(jù)都將被自動標(biāo)記并可在流程的每一個階段由設(shè)計者進(jìn)行同步更新。
在圖2的邏輯設(shè)計中定義了設(shè)備的互連但是故意不定義這些連接是如何用連接線和對接件實現(xiàn)的。下一步的接線設(shè)計將承擔(dān)這樣的任務(wù)。這代表了更細(xì)節(jié)的電氣連接示意圖，它再次從更廣的數(shù)據(jù)流中獲取數(shù)據(jù)，包括導(dǎo)線規(guī)格以及連接器內(nèi)各個引腳的分配細(xì)節(jié)。值得注意的是，連接器可能攜帶著從幾個不同子系統(tǒng)來的無關(guān)信號，而每一個信號又被幾個不同的工程師管理。由此發(fā)生沖突的可能性很高，如果沒有數(shù)據(jù)集成來允許工程師在整個流程進(jìn)行協(xié)同工作，將很難控制在這種級別的復(fù)雜性。
在一個完整的平臺上有數(shù)百個系統(tǒng)的邏輯和接線設(shè)計。以數(shù)據(jù)為中心所規(guī)定的原則，使每個設(shè)計都有自己的語境和與其他所有設(shè)計類似的環(huán)境，這更便于管理。以數(shù)據(jù)為中心的數(shù)據(jù)流系統(tǒng)，可以確保數(shù)據(jù)從一個設(shè)計階段到下階段的一致性，系統(tǒng)本身就確保了設(shè)計者無需再次輸入相同的數(shù)據(jù)。此外，系統(tǒng)加載約束和反饋以強(qiáng)迫數(shù)據(jù)在零件定義和在同一個項目團(tuán)隊中工作的各人之間的一致性。
以數(shù)據(jù)為中心的設(shè)計流程支持和幫助企業(yè)組織有效的配置管理過程。在這個過程中數(shù)據(jù)的及時性和可訪問性確保工程師知道在使用哪一設(shè)計版本、可用的規(guī)范和當(dāng)前與設(shè)計數(shù)據(jù)庫兼容匹配的原理圖。
圖表3是改編自美國空軍技術(shù)支持中心的資料，標(biāo)識了配置控制的4個主要方面：識別，狀態(tài)記賬，審計和變更控制
圖 3: 一個嚴(yán)格的配置控制結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)中心的方法，可以幫助企業(yè)在迅速增加復(fù)雜性時仍保持領(lǐng)先地位
例如，導(dǎo)線的識別，工程師必須防止在同一設(shè)計中分配導(dǎo)線/零件識別名稱時使用那些已經(jīng)被分配給其他部件的名稱。在傳統(tǒng)的以繪制為中心的工具中，這肯定是一個問題，因為它依賴于工程師的命名規(guī)則的正確執(zhí)行，并要求額外的步驟進(jìn)行檢查和驗證，以防止錯誤。在具有嚴(yán)格的數(shù)據(jù)為中心的方法中，系統(tǒng)持續(xù)跟蹤相關(guān)元素，防止不正確的選擇和部件自動命名。
當(dāng)幾十個電氣設(shè)計工程師各自獨立地進(jìn)行設(shè)計時，許多的配置和版本變更不可避免。如何管理所有這些設(shè)計呢？以數(shù)據(jù)為中心的解決方案包括兩個步驟：
要求工程師按照特別規(guī)定的形式即配置管理進(jìn)行定義和記錄有效的配置。
執(zhí)行徹底的設(shè)計驗證以確保所有的設(shè)計兼容，設(shè)計定義沒有引用另外一個設(shè)計中不存在的導(dǎo)線等等。
在后一個步驟中，傳統(tǒng)的以繪制為中心的流程中，單單這一步就需要一個人*月的工作量。 相比之下，以數(shù)據(jù)為中心的軟件工具在幾分鐘之內(nèi)就可以自動完成該任務(wù)。實際上，以數(shù)據(jù)為中心的過程使用有效的配置和版本管理使得人們有可能去面對現(xiàn)在迅速提高的復(fù)雜性
狀態(tài)記賬要求維護(hù)產(chǎn)品描述記錄、配置驗證記錄、更改狀態(tài)記錄、更改批準(zhǔn)追溯。許多這些功能很自然融合到產(chǎn)品生命周期管理中， 但是特定領(lǐng)域的工具提供了以數(shù)據(jù)為中心的方式來生成更細(xì)節(jié)的記錄。
在這樣一個系統(tǒng)，從系統(tǒng)設(shè)計到接線設(shè)計再到線束設(shè)計，部件定義變得越來越豐富，到某一點就以庫零件定義為主。庫定義，例如連接器，就包含了物理描述、顏色、材料、孔位數(shù)等等。還提供了圖形符號，作為修訂記錄。狀態(tài)記賬的意圖即以數(shù)據(jù)為中心的系統(tǒng)提供一種手段來驗證設(shè)計活動，并捕捉狀態(tài)記賬記錄作為配置定義。
審核包括正式的資格審查、物理配置審核和功能配置審核。審核跟蹤是有關(guān)于跟蹤在平臺設(shè)計數(shù)據(jù)上誰做了什么、在哪里、以及什么時候。為滿足這些要求，三種類型的功能是必不可少的：審核跟蹤，配置定義和有效性。
以數(shù)據(jù)為中心的線索審核通常列出了例如版本修訂、設(shè)計規(guī)則檢查、線束加工等主要的操作，再加上某天的某一時刻、被修訂的對象、修改者的名字等等。主要的意圖是 跟蹤主要的步驟如設(shè)計釋放或者設(shè)計狀態(tài)中的更改。全功能設(shè)計工具提供了針對某種特別要求的審核過濾，例如平臺、一個特別的設(shè)計或者用戶等等。此外，工具知道每一個設(shè)計和修訂的有效性范圍，并能夠在給定的有效性范圍內(nèi)自動產(chǎn)生配置定義和完成設(shè)計配置 。
變更控制包括用戶訪問控制，更改策略定義和其與他設(shè)計活動中的設(shè)計比較。
用戶范圍控制，系統(tǒng)管理員建立每個用戶的角色：庫管理員、設(shè)計員、項目管理者等等。這些角色的每一個人都可以有針對性的更進(jìn)一步的細(xì)化。 這些指定是有用的，例如，有必要區(qū)分承包商和內(nèi)部的工程師對零件和設(shè)計數(shù)據(jù)的訪問。
更改策略是整個以數(shù)據(jù)為中心的設(shè)計過程的基石，意味他們控制著設(shè)計階段之間的數(shù)據(jù)流。簡單來說，更改策略提供精細(xì)的數(shù)據(jù)傳輸控制。例如可能會建立一個策略控制導(dǎo)線的定義，該定義是由幾個不同的組協(xié)同工作的。當(dāng)參與該設(shè)計的其他的工程師或者供應(yīng)商提交更改時，該策略定義是否忽略或者允許特別的導(dǎo)線屬性更改。
當(dāng)驗證不同設(shè)計修訂的變更時，設(shè)計比較就是一個非常寶貴的能力。看起來相同的設(shè)計，其隱藏的屬性有可能不同。在輸入良好的情況下，計算機(jī)可以準(zhǔn)確無誤地處理大量的數(shù)據(jù)。以數(shù)據(jù)為中心系統(tǒng)中的圖形和屬性設(shè)計比較工具會準(zhǔn)確地計算最新的數(shù)據(jù)，決不會由于疲勞或者厭倦而錯過關(guān)鍵細(xì)節(jié)。
結(jié)語
以數(shù)據(jù)為中心的流程提供一種有效的解決汽車設(shè)計中成本和復(fù)雜性的方案。傳統(tǒng)的保存記錄的方法根本無法跟上當(dāng)今汽車或者飛機(jī)系統(tǒng)中的成千上萬的變型和數(shù)以百萬計的設(shè)計細(xì)節(jié)。以數(shù)據(jù)為中心的環(huán)境集成特定領(lǐng)域的專門工具和企業(yè)數(shù)據(jù)庫，以縮短開發(fā)時間、消除系統(tǒng)錯誤并提高設(shè)計質(zhì)量。它能以更低的成本帶來更好的產(chǎn)品。
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