汽車產(chǎn)業(yè)中的MATHCAD應用

1.MATHCAD誰在用

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



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的專門的PPT介紹：

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

2.Mathcad在什么階段用？

從項目開發(fā)時間來看，PTC自己的文檔之中給出了一個統(tǒng)計學的結(jié)果：



從以上的這張圖來看，主要在質(zhì)量管控（這應該是使用它的統(tǒng)計和分析的功能）；概念設計、系統(tǒng)設計和細節(jié)設計三個階段，以及后期的驗證和測試的輔助工作階段，這部分內(nèi)容就是我以前用的非常多的。

從使用的方法來看，其實本質(zhì)上用的還是差異分析的方法來設計出來一個相對合理的結(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候，也可以把WC分為一個廣義的WC方法（有點等同于容差分析）是包含極值分析法、RSS和蒙特卡洛三種，至于DOE這又是另外一個故事了。



3.曾經(jīng)寫過的文章

這里還是把以前的文章都翻出來，有助于整體的理解并保持一致。

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

4.新的構(gòu)思

由于在國內(nèi)的特殊情況，使得老板覺得設計越快越好、成本越低越好、過程越簡單越好和人員越少越好，如果都要完成這幾個目標，我覺得那中國的工程師就比國外同行強幾個檔次了，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上，進行質(zhì)量和成本的預測。想要節(jié)約返工費用、BOM費用和測試費用，就是需要對設計的內(nèi)容進行徹底的軟件評估，使用MATHCAD可以做這個事情。對一個汽車電子模塊而言，大概能做以下的事情：

1.概念設計的時候，去驗證系統(tǒng)的拓撲，主要是電路拓撲，這點在未來的汽車功率化過程之中尤為關鍵。個人覺得充電機（AC-DC）、轉(zhuǎn)換器（DC-DC）、逆變器（Inverter）和高壓分配器（Power Distribute）幾個部件，拓撲是決定產(chǎn)品的特性的首要因素。

2.細節(jié)設計，選了芯片之后，完成原理圖，導出BOM的各個參數(shù)，然后就需要在MATHCAD中進行各個功能部分的電路的設計工作，需要能夠搞定從BOM的 EXCEL中提取數(shù)據(jù)的功能，這個非常重要，可以保證在后期設計之中，不會出現(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，由于各個模塊內(nèi)容相關關聯(lián)，所以需要進行各個文件之間的結(jié)果匯總和傳遞。這點MATHCAD之中有個比較完善的EXCEL導入和導出功能。

4. 實驗驗證前的分析工作：如果想要做個耐久和高溫實驗，由于樣件是通過一定順序進行測試的（我看到EDN有位網(wǎng)友在抱怨做了跌落實驗之后做別的實驗，其實你只要設定好實驗分組和流程圖，完全可以杜絕這樣的情況），可以開辟一組實驗結(jié)果估計的文件，將各個文件的條件輸入后進行結(jié)果預計，這樣可以避免出現(xiàn)不必要的樣件炮灰和測試費用浪費的情況發(fā)生。當然，估計僅僅是估計，實驗的作用就是實踐，這是不能避免的。