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平臺化汽車環境下系統集成與電氣分布設計自動化

作者: 時間:2013-03-06 來源:網絡 收藏
一、 介紹

汽車平臺中電氣系統的增加以及選擇成為今天重要的挑戰。現代的汽車平臺經常會整合80 個以上的獨立系統,這些電氣系統通常由幾百個設備以及數千個電氣連接所組成。汽車領域突出的電氣系統設計趨勢包括:

選配及派生復雜性不斷提升、
功能設計方面顯著強調更高層次復用、系統級建模以及架構設計
電氣系統必須適合企業數據管理以及多個領域應用所需
汽車產業軟件成分迅速增加
汽車中多樣化電氣系統的應用日益普及

汽車產業由傳統的機械產業已經轉向電子學驅動的機電產業,此外,面向特殊市場需求、反映汽車平臺選配以及型號派生的特殊車輛配置的提取也將進一步加劇這種復雜性。

高效率地整合名目繁多且復雜的電氣系統需要科學的方法學支持,這種方法學通過復用規則強化公司內部的IP 資源,這些復用規則將指導設備的布局確保這些電氣系統安放在合適的裝配位置,并且據此實施物理布線綜合。

電氣系統和設備在汽車平臺中的智能化分布并通過物理布線實現電氣系統之間的互聯,成為影響最終產品質量和可靠性的關鍵步驟。因而合理的流程并應用相關的工具和技術可以推進和改善電氣系統的優化設計,從而顯著減少設計和制造成本,科學合理的流程應該遵循以下準則:

改善設計流程和方法學強調自動化
復用業已驗證好的現有系統、部件、流程以及最佳設計經驗
支持底層數據的圖表綜合
強化車輛高層次的仿真以及高級分析

汽車平臺中有關電氣系統的部署及其方面的挑戰顯著提升,因而迫切需要獨到的解決方案,這種解決方案應該能夠自動化地實現設備在汽車中的智能化分配,并且依據可能的布線通道實現布線綜合。這種解決方案支持電氣互聯系統綜合,并且適合所有車輛派生及選配,支持仿真,高級分析以及下道工序的制造作業。這種解決方案的核心是一個中央數據庫,依據該中央數據庫可以自動生成相關的圖表。

二、 啟用新流程

面向汽車平臺的系統電氣設備集成,產業目前并沒有好的解決方案,所以任何的解決方案都必須適合業已存在的從設計到制造的流程。極少有公司或者部門具備共享的設計流程,因而很難就軟件解決方案研發的實質性指導意見方面達成一致。事實上,在絕大多數公司內部只有極個別資深的員工,他們既有權利,又具備相關的知識,因而比較適合推動這一完善解決方案的實施。一開始大型EDA 公司并沒有介入相關的汽車平臺層次的技術研發,所以早期業界出現的技術本質上是汽車企業“局部的”也是“本土的”解決方案。很快OEM 廠商以及商開始對于通用的電子工程設計方法提出了需求,期望依靠通用技術來提升設計生產力并且應對汽車產業復雜性以及派生等方面的挑戰。

上圖簡要描繪出汽車設計理念下從設計到維修的整個流程。流程中引入了“交互式設計”以及“生成式設計”兩種理念、方法學以及配套的工具集,相關的方法學和工具面向平臺層次的、互聯布線綜合以及線纜網工程化。目前主流OEM 廠商普遍開始采納的流程兼具以下特點:

1) 確認汽車平臺以及目標系統需求,定義可能的選配和派生
2) 選擇滿足特定汽車平臺需求的標準系統和/或特殊部件
3) 創建標準解決方案無法滿足需求的新系統和部件
4) 獲得目標汽車平臺的特殊需求以及關鍵參數(比如:電源分布、接地位置以及網絡節點等)
5) 在平臺中分配所有系統部件及連接,并且通過物理布線實現系統互聯(這一過程通常手工實現)
6) 將所有部件分別指定到各自線纜網
7) 生成該模型(反映出實際應用中所有可能的選配和派生)所有的發布和維護文檔

該流程的所有階段會實施各種各樣的分析以及嘗試性研究(比如成本、重量、空間、安全性FMEA 、電氣驗證以及可制造性分析等)。涉及這一流程的不同領域和不同機構在逐步的細化過程中設計數據不斷豐富,同時這些設計數據也可以進行觀察和報告輸出。電子設計數據同樣也可以實現與企業工程化系統如機械CAD 或者PLM 解決方案之間的共享。

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