汽車(chē)電氣設(shè)計(jì)中如何縮短時(shí)間和降低成本
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時(shí)間：2012-12-03
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設(shè)計(jì)瀏覽器的功能表明以數(shù)據(jù)為中心協(xié)議的實(shí)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(gè)部件的文本實(shí)體會(huì)自動(dòng)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(yè)面上。
設(shè)計(jì)者通過(guò)設(shè)計(jì)瀏覽器的符號(hào)選項(xiàng)卡可以訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)的電氣原理符號(hào)，但是這些符號(hào)不是單純的線(xiàn)條圖形。他們包含了庫(kù)定義和電氣分析模型，允許設(shè)計(jì)者檢查電壓降、電流流向等等。零件庫(kù)的定義包含了客戶(hù)和供應(yīng)商的名稱(chēng)信息、連接器接口信息及其他的細(xì)節(jié)。 在設(shè)計(jì)流程的早期，不是每一個(gè)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(shí)添加到已有的數(shù)據(jù)中并提供結(jié)構(gòu)化的報(bào)表。 傳入的數(shù)據(jù)都將被自動(dòng)標(biāo)記并可在流程的每一個(gè)階段由設(shè)計(jì)者進(jìn)行同步更新。
在圖2的邏輯設(shè)計(jì)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(xiàn)和對(duì)接件實(shí)現(xiàn)的。下一步的接線(xiàn)設(shè)計(jì)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(xiàn)規(guī)格以及連接器內(nèi)各個(gè)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(gè)不同子系統(tǒng)來(lái)的無(wú)關(guān)信號(hào)，而每一個(gè)信號(hào)又被幾個(gè)不同的工程師管理。由此發(fā)生沖突的可能性很高，如果沒(méi)有數(shù)據(jù)集成來(lái)允許工程師在整個(gè)流程進(jìn)行協(xié)同工作，將很難控制在這種級(jí)別的復(fù)雜性。
在一個(gè)完整的平臺(tái)上有數(shù)百個(gè)系統(tǒng)的邏輯和接線(xiàn)設(shè)計(jì)。以數(shù)據(jù)為中心所規(guī)定的原則，使每個(gè)設(shè)計(jì)都有自己的語(yǔ)境和與其他所有設(shè)計(jì)類(lèi)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(gè)設(shè)計(jì)階段到下階段的一致性，系統(tǒng)本身就確保了設(shè)計(jì)者無(wú)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(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)中工作的各人之間的一致性。
以數(shù)據(jù)為中心的設(shè)計(jì)流程支持和幫助企業(yè)組織有效的配置管理過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中數(shù)據(jù)的及時(shí)性和可訪(fǎng)問(wèn)性確保工程師知道在使用哪一設(shè)計(jì)版本、可用的規(guī)范和當(dāng)前與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)兼容匹配的原理圖。
圖表3是改編自美國(guó)空軍技術(shù)支持中心的資料，標(biāo)識(shí)了配置控制的4個(gè)主要方面：識(shí)別，狀態(tài)記賬，審計(jì)和變更控制
圖 3: 一個(gè)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(shí)仍保持領(lǐng)先地位
例如，導(dǎo)線(xiàn)的識(shí)別，工程師必須防止在同一設(shè)計(jì)中分配導(dǎo)線(xiàn)/零件識(shí)別名稱(chēng)時(shí)使用那些已經(jīng)被分配給其他部件的名稱(chēng)。在傳統(tǒng)的以繪制為中心的工具中，這肯定是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樗蕾?lài)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(yàn)證，以防止錯(cuò)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(dòng)命名。
當(dāng)幾十個(gè)電氣設(shè)計(jì)工程師各自獨(dú)立地進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，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(jì)呢？以數(shù)據(jù)為中心的解決方案包括兩個(gè)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(jì)驗(yàn)證以確保所有的設(shè)計(jì)兼容，設(shè)計(jì)定義沒(méi)有引用另外一個(gè)設(shè)計(jì)中不存在的導(dǎo)線(xiàn)等等。
在后一個(gè)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(gè)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(dòng)完成該任務(wù)。實(shí)際上，以數(shù)據(jù)為中心的過(guò)程使用有效的配置和版本管理使得人們有可能去面對(duì)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(yàn)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(lái)生成更細(xì)節(jié)的記錄。
在這樣一個(gè)系統(tǒng)，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)到接線(xiàn)設(shè)計(jì)再到線(xiàn)束設(shè)計(jì)，部件定義變得越來(lái)越豐富，到某一點(diǎn)就以庫(kù)零件定義為主。庫(kù)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(hào)，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(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)活動(dòng)，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(tái)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)上誰(shuí)做了什么、在哪里、以及什么時(shí)候。為滿(mǎn)足這些要求，三種類(lèi)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(xiàn)索審核通常列出了例如版本修訂、設(shè)計(jì)規(guī)則檢查、線(xiàn)束加工等主要的操作，再加上某天的某一時(shí)刻、被修訂的對(duì)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(jì)釋放或者設(shè)計(jì)狀態(tài)中的更改。全功能設(shè)計(jì)工具提供了針對(duì)某種特別要求的審核過(guò)濾，例如平臺(tái)、一個(gè)特別的設(shè)計(jì)或者用戶(hù)等等。此外，工具知道每一個(gè)設(shè)計(jì)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(dòng)產(chǎn)生配置定義和完成設(shè)計(jì)配置 。
變更控制包括用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)控制，更改策略定義和其與他設(shè)計(jì)活動(dòng)中的設(shè)計(jì)比較。
用戶(hù)范圍控制，系統(tǒng)管理員建立每個(gè)用戶(hù)的角色：庫(kù)管理員、設(shè)計(jì)員、項(xiàng)目管理者等等。這些角色的每一個(gè)人都可以有針對(duì)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(duì)零件和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)。
更改策略是整個(gè)以數(shù)據(jù)為中心的設(shè)計(jì)過(guò)程的基石，意味他們控制著設(shè)計(jì)階段之間的數(shù)據(jù)流。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，更改策略提供精細(xì)的數(shù)據(jù)傳輸控制。例如可能會(huì)建立一個(gè)策略控制導(dǎo)線(xiàn)的定義，該定義是由幾個(gè)不同的組協(xié)同工作的。當(dāng)參與該設(shè)計(jì)的其他的工程師或者供應(yīng)商提交更改時(shí)，該策略定義是否忽略或者允許特別的導(dǎo)線(xiàn)屬性更改。
當(dāng)驗(yàn)證不同設(shè)計(jì)修訂的變更時(shí)，設(shè)計(jì)比較就是一個(gè)非常寶貴的能力?？雌饋?lái)相同的設(shè)計(jì)，其隱藏的屬性有可能不同。在輸入良好的情況下，計(jì)算機(jī)可以準(zhǔn)確無(wú)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(jì)比較工具會(huì)準(zhǔn)確地計(jì)算最新的數(shù)據(jù)，決不會(huì)由于疲勞或者厭倦而錯(cuò)過(guò)關(guān)鍵細(xì)節(jié)。
結(jié)語(yǔ)
以數(shù)據(jù)為中心的流程提供一種有效的解決汽車(chē)設(shè)計(jì)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(wú)法跟上當(dāng)今汽車(chē)或者飛機(jī)系統(tǒng)中的成千上萬(wàn)的變型和數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的設(shè)計(jì)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(zhuān)門(mén)工具和企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)，以縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間、消除系統(tǒng)錯(cuò)誤并提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。它能以更低的成本帶來(lái)更好的產(chǎn)品。
評(píng)論