平台化汽车环境下系统集成与电气分布设计自动化

时间:2013-03-06来源:网络


分析技术在交互式设计流程中经常被忽视,然而恰当地运用仿真分析技术可以优化产品质量、确保安全性并且降低成本(包括设计修改,产品保修以及产品召回等成本)。

尽管人们通常认为仿真和分析是需要的,但是仍然常常将其归类为设计工作完成之后的一种状态确认,事实上这也是图形化方式设计创见的一个必然结果,换句话说设计结构通常不适合仿真和分析。而生成式设计流程以数据为中心,本质上意味着面向仿真(网表)所需要的连接关系模型都是相关联并且是严格一致的,因而支持在设计流程的任何阶段实施不同层次的仿真和分析。相关的高级分析包括FMEA 以及SCA,这些分析可以施加于所有可能的选配和派生配置而无需人工干预,从而有效改善财务盈利。而如果没有生成式设计流程所必须的数据中心结构这一切都将不可能。

六、 面向新一代方法学的技术和产品

传统的EDA 公司在电子产品设计、建模以及仿真分析等方面积累了丰富的经验,而传统的机械和结构设计技术公司在实体造型、三维建模等领域也有着扎实的功底,EDA 公司、机械CAD 技术公司通过和飞机、汽车等制造行业的合作,成功地开发出一系列全新的系统集成与电气分布自动化设计和工程化的技术和产品。这些设计技术和工程化产品特别适合复杂电气系统的集成和互连、充分吸收也最大程度地发挥了目前EDA 技术和MCAD 技术的精髓,强调电气系统设计、集成、线缆网设计技术与机械设计环境之间的紧密沟通。以数据管理、协同设计、仿真分析、强调质量可靠性等为基本特征的全新系统集成以及线束设计技术和方法业已在行业全面展开,在此过程中,EDA 公司起到了排头兵作用,走在了行业的前沿。

Mentor Graphics 公司不断发展和壮大其在电气系统集成以及分布式设计领域的力量,先后合并和整合了业界著名的Harness Software 公司以及Innoveda 公司的相关技术和产品,实现了快速高效率地融合,并且把上述技术和产品整合成一条完善而高性能的产品线,为行业用户带来先进的系统集成与电气系统分布式设计与工程化的集成实施环境Capital Harness System(简称为CHS),CHS 覆盖逻辑设计、仿真分析、工程化直至后期的生产制造与维护等整个流程。CHS 提供全面广泛的库管理系统,实现部件的统一管理,提高设计效率。CHS 可以实现产品设计中的派生设计以及设计选配的高效管理,同时也支持版本管理。CHS支持相关的仿真与分析机制。

电气设计工程师可以在逻辑连接设计工具Capital Logic 中绘制高层系统功能图和底层更详细的连线图。简单、易学易用的图形化用户界面,把用户从复杂、繁琐的线缆设计中解脱出来。逻辑连接设计工具可以和CATIA 的三维设计软件进行数据交换,通过三维仿真,可以得到准确的连线长度信息,避免了过多的设计余量,降低了成本。仿真与分析引擎支持高性能的DC 分析、FMEA 分析、应力分析以及潜藏电路缝隙。工程化软件Capital Harness 根据器件和连线属性自动进行检查和计算,产生工程制造所需要的各种数据,自动对整个系统的有效性进行检查,自动进行成本核算,自动产生接线表、物料清单。制造软件Formboard产生用于电缆网制造的模板图。

整个流程中的所有数据统一管理,前一阶段产生的数据可以直接应用于下一个阶段,而后面阶段产生的数据又可以自动返回到前面阶段,避免了传统设计中大量的重复性劳动,减少了设计人员的工作量,提高了工作效率,同时也避免了各阶段应用不一致的数据。采用了可以支持电气系统开发与设计的EDA 工具,可以在实际的生产制造前进行相关的电性能分析,从而降低了风险并且提高了系统的可靠性。

国外许多飞机、汽车、航天器的设计都采用了这种先进的设计流程和工具,波音777从设计开始就实现了设计、加工和检测的一体化,即从产品设计、加工、安装和维护完全实现了无纸化过程。目前中国的电子设计领域包括PCB、FPGA、IC 等在设计、制造等方面几乎达到了和国外同样先进的技术水平,但在飞机、汽车等制造行业,和国外先进水平还有相当大的差距。我们相信通过引进先进的设计流程和工具,能够很快改变这一现状,使我们在汽车飞机等机电产品领域在电气系统集成、布线综合以及线缆网设计和制造方面迎头赶上并且呈现出崭新的面貌。

Mentor Graphics 于2005 年5 月完成对Volcano Communications Technologies AB(VCT)公司的收购,从而在其主导产品系列中融入了面向所有主流汽车网络通信系统的设计工具、嵌入式软件以及测试和验证技术。这一整合对于汽车领域电气和电子系统设计知名度不断提升的Mentor Graphics 提供了强有力的支持。

七、 总结

生成式设计流程促进整个车辆的智能化集成以及互联综合。部件布局,设备创建以及布线综合和验证高度整合在一个流程中,这一流程最好地反映并且真实地履行着一个企业最佳的设计实践,从而确保最终机电产品的高性能、高质量和高可靠性,同时这一流程可以高效率地执行,并且高度支持复用,有效降低成本。

生成式设计流程成为汽车工业的设计理念先驱并且已经在实际的生产应用中开花结果。行业预言在未来的几年时间里几乎所有的汽车电气设计流程都将转向生成式设计流程。与此同时这一崭新的设计理念也将在相邻产业比如航天航空、铁路火车等得到光大,这种趋势和潜力都将十分明显。最初为系统设备布局和布线综合而研发的工具都将逐渐上移,为平台层次的设计流程提供结构化支持并且衍生出功能类似的系统。

Mentor Graphics 公司成为这个行业解决方案研发的先驱,相关的技术和产品包括电子系统设计(ASIC/FPGA/PCB 设计技术)、线束和线缆网设计、仿真分析与工程化、嵌入式软件、系统建模与仿真、汽车电子系统网络与数据通信等广泛的领域,这些技术和产品构成平台化汽车设计环境下完备的系统集成与电气分布自动化解决方案,为新一代方法学提供有力支持,并且成功应用在复杂高性能的设计和工程化领域。(end)
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关键词: 平台化 汽车环境 系统集成 电气分布

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