图表生成工具将实现汽车电气设计流程的现代化

明导国际 (Mentor Graphics Corporation) 集成电气系统部软件开发经理 Artem Kornilov

不久前，汽车电气系统设计师还要依靠纸笔画的图表以及电线列表来将他们的新设计记录成文。设计师创建出这些文件的初稿，最后的工作由制图人完成，他们负责制作出整齐连贯的图表。制图人在逐行确定对象和连接线的布局时，都会遵守公认的标准和规范。“自动图表生成”等未来技术似乎只是一个遥不可及的梦想。

如今的电气系统设计师则通过工作站或个人电脑进行工作，他们设计的电气系统将被集成到更大的电动机械平台上，如乘用车、农场设备、飞机甚至船艇。设计师所在的设计部门负责管理整个设计流程，包括需求开发、电路和布线设计以及验证等。设计师的终端产品方案通常包括一个可行的原型，但更重要的是，方案中的文件必须使整个设计能够投入生产并最终投入使用。

在当今典型的汽车电气系统设计流程中，设计师以两种形式中的一种来制定设计规格：可视化图表（图表）或文字形式的表单和表格。许多设计师仍在期待一个软件工具集的出现，这种工具集不仅要能够简化他们的构想和记录工作，还要能创建出可以将他们的设计记录成文的图表。

经过多年的构想和努力，电气计算机辅助设计 (ECAD) 工具终于出现了。这种工具自动生成的图表能够描述一辆汽车的整体或部分电气系统。图表或表格的制作都能采用现代化的 ECAD 技术。生成的图表不仅可用于内部的电气设计流程，也适用于内部生产部门和外部供应商。企业内部或其它地区的生产厂都能采用符合公认规范的这些图表。

图表可用于汽车设计、生产和服务

不论一个企业是从事端到端电气设计还是仅负责其中一个流程并将结果交给第三方供应商，文件交付是必不可少的。每个流程和/或整个电气设计流程最后都需要交付文件。这些文件分为以下几类：

    交付给全方位服务供应商的产品需求文件
    交付给按图加工供应商的产品设计文件
    交付给客户以便进行产品维护和服务的服务文件
    交付给监管部门以便在售予客户前进行审批的产品设计文件

在绝大部分电气设计应用中，图表是交付物中必不可少的一部分。在许多机构中，图表的格式和布局都沿用常见的制图惯例，而制作图表是设计师的例行工作。但这些图表仅仅是设计方案的一部分，必要的列表和支持信息必须单独完成。

在主要使用表格法的机构中，当然不会有实际的图表。相反，表格传达的是详细的点到点连接信息。与图表法（必须建立列表来补充图表）相反，在使用表格法时，必须单独建立必要的图表。

无论是图表法还是表格法，传统流程都需要设计师手动创建文件，力求保持文件与设计本身的同步，即便是经历多次变动。这不可避免地需要多次手动操作并且容易出错。

相比之下，自动图表生成方案（如果用于现代化的 ECAD 环境）能够综合设计数据库中众多必要的图表，无需手动操作。此外，自动化应用还可以为服务技术人员生成某个具体配置（一辆汽车）的正确的最新电气图，协助排除故障。图1对两种能够为服务提供商提供数据的设计流程做了说明和比较。箭头右边的“辅助”流程表示的是一种全功能解决方案（如明导国际 CAPITAL 线束设计工具集）的功能。右边的流程或多或少包含了一些自动化的环节。箭头左边的流程在环节上看起来相似，但它是完全手动的。这是当今汽车行业较常见的方案。


图1：传统手动服务文件流程与新的自动化解决方案的对比

避免重复和多余

在手动图表法设计环境中，设计师根据一些规定的格式和结构创建图表。这通常意味着，多个图表中的数据元素完全相同。比如，电源和接地线可能出现在单个子系统和独立的电源和接地线图表中。显然，首次信息输入之外的所有这些重复对于设计师来说都是多余的工作。手动重复输入相同的数据不仅耗时，也容易多次出现错误，因为设计师必须一遍又一遍重复输入相同的信息，而每一次都有可能敲错键或输入错误命令。相比之下，自动图表生成方案可以从根本上防止出现错误和不一致。

图表法和表格法这两种形式都可以使用多种图表。设计师可能希望对描述电路走线、线束、功能、系统甚至是自己选择的具体可订购的产品配置的图表进行检查。每种形式都有助于设计师了解不断变化的系统。图2是一个自动生成的具体系统（汽车的音响系统）单页示意图。该图显示了这一系统的实际布局。如果不借助自动化图表生成工具，很难准确描述出所有这些变量，更别说手动创建图表所耗费的成本和时间。


图2：图表生成工具可以生成某个具体系统的单页示意图。图表的一部分被放大，用以突显系统中某个部分的连接