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【摘要】文章系统阐述了基于DOORS/PREEvision/Capital三种软件的电子电气架构（EEA）开发流程和工具之间的整合技术。通过DOORS系统对汽车电子电气的需求（用户需求、设计需求）进行整理、分析；通过DOORS和PREEvision的接口开发，将DOORS需求分析结果导入到PREEvision软件中，并在PREEvision中进行电子电气架构分层式模型搭建；通过PREEvision和Capital的接口开发，将PREEvision电子电气架构设计结果——电气连接关系导入到Capital线束设计软件中，便于后续的电气系统开发（线束设计）。该技术已在某车型开发过程中成功应用。 【关键词】 电子电气架构、PREEvision、DOORS、Capital The development of automotive electronic and electrical architecture which based on DOORS / PREEvision / Capital Guo Lili 1 ; Lin Dayuan 1 ; Xiao kuan 1 1, Beijing Hirain Technology Co., Ltd, China;   ABSTRACT – This paper systematically describes the main technical processes of Electronic and Electrical Architecture development via using DOORs / PREEvision / Capital. Collating and analyzing the requirements (including user requirements and design requirements) of electronic and electrical systems with DOORs. The result of requirements analyzing will be verified in PREEvision application, and will be hierarchical structured in PREEvision application. The electronic and electrical architecture model results, the connection lists of the EE components, will be imported to Capital application, to complete the final wiring harness design. By using DOORs / PREEvision / Capital, a complete process to design automotive electronic and electrical architecture is provided.   KEYWORDS –Electronic and electrical architecture, PREEvision, DOORS, Capital; 1    EEA 开发面临问题 电子电气架构（Electronic Electrical Architecture，EEA）开发需要完成汽车需求、功能逻辑、硬件网络、电气线路原理、线束接线、线束拓扑的开发。 目前很多厂商选用专业的EEA开发工具PREEvision软件进行EEA开发，实现了EEA的基于模型一体化设计。但PREEvision软件无法实现需求管理的版本比较和差异性分析，PREEvision设计的电气原理图、线束接线图无法很好的应用于具体设计和指导生产。 2 基于 DOORS/PREEvision/Capital 的 全流程 EEA 工具解决方案 2.1   先进的需求管理工具 DOORS 和线束设计软件 Capital IBM 公司的 DOORS系统可以将项目开发过程中产生的各级需求和与需求相关的文件进行链接管理，同时能够对需求进行影响分析。DOORS自带数据库，可以在多个项目间共享文件，便于文件的保存、备份及项目复用。 Capital是专业的线束设计工具，可用于汽车电气原理图、线束图、及生产布板图等设计，Capital线束设计结果可直接用于指导生产及后续车型服务。 2.2  基于 DOORS/ PREEvision/Capital 的 EEA 开发流程 本文EEA开发使用DOORS、PREEvision、Capital工具共同完成。使用DOORS系统进行需求分析及需求开发，并将需求开发结果导入到PREEvision中指导电子电气架构开发，在PREEvision中完成功能逻辑开发、硬件网络开发及部分线束原理开发，将PREEvision线束原理开发结果导入到Capital中进行后续的电气系统（线束原理图、线束接线图、线束拓扑图）设计。结合三个工具的优势，完成EEA开发。 图1 电子电气架构开发流程   第一步、使用 DOORS 进行需求管理 需求包含用户特性（Customer Feature）及设计技术需求（Requirement）。汽车厂商通过市场分析、现有车型数据、对标、平台规划、未来设计等信息，依据功能划分，制定用户特性，并将用户特性进行详细技术描述形成各子系统设计技术需求（Requirement）。子系统技术需求，包含外型、功能技术内容、性能、可靠度、组件特性、验证计划等内容。通过DOORS工具将各子系统设计技术需求进行分析整理、版本管理、关联性追踪等。DOORS将每一个需求视为一个独立模块来储存于资料库中进行管理。 第二步、将 DOORS 需求管理与 PREEvision 关联                                                                       图2  DOORS需求导出过程 储存于DOORS资料库的独立模块包含几种类型：标题、文本内容、表格以及图片。为方便管理，DOORS将这些模块自动加上编号。通过二次开发，将上述提及的DOORS独立模块与编号，依据PREEvision可识别的格式导出至Excel中，通过PREEvision自带的导入功能，可将Excel导入至PREEvision的需求层。 第三步、基于 PREEvision EEA  开发 PREEvision软件采用基于模型的分层式EEA开发方案。分为：功能逻辑层、硬件网络层、线路原理及线束设计层进行设计，各层之间通过映射和信号路由进行关联。 功能逻辑层，定义实现功能所需的Sensor、Function Block、Actuator等模块，并定义各模块之间需要交互的接口及信号。 硬件网络层，定义各功能模块的部件实现形式，即选择何种ECU、执行机构、传感器或开关，以及描述各部件之间的物理连接方式，例如：总线连接、传统连接、电源供应和地线连接。 线路原理层，将硬件网络层的物理连接进行细化。如硬件网络层选用硬线连接，则通过三根线来实现三个信号的传输；如采用双线CAN进行ECU间信号传输，则无论多少信号传输在线路原理层均通过2根CAN线来传输。 线束层，定义线束设计选用的护套、插针、线型、焊接点等；完成线束定义及设计。   图3  PREEvision中进行EEA开发 第四步、将 EEA 开发结果（电气连接关系）导出给线束设计软件 Capital 进行线束开发； 将PREEvision软件中完成的电气连接关系 (Device、PIN、Connector、Cavity、Wire、Spilice)，通过基于PREEvision的Metrics算法，以Excel接线表格形式导出(见下表)，再将Excel表格转换为Capital识别的XML语言导入到Capital设计软件中。实现了EEA开发和线束设计的关联。如表格所示：Wire1连接了设备Dev1的P1引脚与设备Dev2的P2引脚，其中在Dev1端通过连接器 CONN1的第1引脚连接，在Dev2端通过CONN2的第2引脚连接。 表1  PREEvision导出的电气连接关系表 　 From To Wire Device Pin Connector Cavity Device Pin Connector Cavity Splice Wire1 Dev1 P1 CONN1 1 Dev2 P2 CONN2 2   Wire2 Dev1 P2 CONN1 2 Dev2 P1 CONN2 1   Wire3 D2 1             CS3 Wire4 D2 2             CS4   3  开发案例 国内知名车企某车型EEA开发，该车型平台下8+车型，30个控制器，车型销往中国、北美、非洲等国家。以外灯子系统为例，该系统的EEA设计过程。 3.1  DOORS 中需求分析 外灯子系统在DOORS系统下的需求管理状态如图4所示：   图4  DOORS系统需求管理 3.2  PREEvision 中需求开发 外灯子系统需求文件导入到PREEvision，指导并跟踪EEA开发，状态如图5： 图5  PREEvision中需求开发 3.3  EEA 开发  外灯子系统分层式EEA开发过程如图6所示：   图6  PREEvision中EEA开发过程 3.4  电气连接关系导出 PREEvision导出外灯子系统电气连接关系Excel表格如图7所示： 图7  PREEvision导出的电气连接关系表 导入Capital后的图形如图8，后续再通过Capital完成相关线束设计   图8  电气连接关系导入Capital 4 .  总结 与展望 本文介绍的EEA设计方法，能够将复杂的电子电气架构设计流程通过DOORS、PREEvision、Capital三种工具进行有效的结合。整合三种工具优势，实现需求开发、EEA开发、线束设计的完美结合。减少EEA开发前及开发后的重复性工作，提高电气系统开发效率。 展望：该设计流程还存在部分设计过程需要手动调节，部分无法及时更新的问题。和工具开发商进一步协调开发之后，整个过程无须手动调整。 参考文献：  Vector, PREEvision_manual_6.5.3_EN.pdf IBM, Rational DOORS_9.5.0_EN.pdf MentorGraphic, Capital Logic v   恒润科技： http://www.hirain.com 电话：64840808-6006  

       这两天正在用chs的captial logic来绘制系统电气原理图，感觉功能很强大，在此稍微做个介绍。      Capital Logic 是电气系统的逻辑设计工具，它提供一个图形化、集成化的电气设计环境，可以完成原理图、接线图的设计。内嵌 Capital Manager 模块，提供全面的管理功能，包括项目管理、用户管理、元器件库管理以及文档报表输出等功能。 主要特性包括 : 用户角色和权限定义； 项目配置管理； 设计版本及有效性管理； 全面的元器件定义和管理； 方便的屏蔽端定义； 支持共享设计对象； 自动插入splice； 支持Symbol库； 自动执行DRC（设计规则检查）； 用户报告内容定制； 基本逻辑和直流仿真；

因为项目的需要，接触了Mentor Graphics公司的capital logic的产品，下面做个介绍！   CAPITAL 是国际著名EDA厂商Mentor Graphics公司专为航空、航天、车辆等领域开发的专业电气、线束设计软件工具包,覆盖了从系统级设计、逻辑设计到拓扑架构分析、线束设计、制造、和服务文档的完整电气设计和工程化流程。     在CAPITAL平台上，可以完成系统级的逻辑电路、物理电路的设计；可以对完成的电路进行各种仿真验证；完成的电路设计可以和CATIA等三维机械软件进行交互，得到准确的线束直径；可以把三维机械软件中完成的三维拓扑结构展平成二维，并完成工艺方面的设计和工程化计算；最终提供生产制造需要的接线表、EBOM、模板图等各种报告和数据。CAPITAL为行业提供了先进的、高效的线束设计、分析与工程化解决方案。   Mentor 公司线缆线束设计解决方案CAPITAL的主要特点： 基于以数据为中心（data-centric）的思想，支持广泛使用的Oracle数据库,整个流程中所有的数据实施统一管理，可以被各个阶段的设计软件访问； 先进的线束设计理念如复合设计（设计派生、选项）、模块化设计等； 支持全面的数据管理，提供数据、项目、器件库、用户等管理功能； 支持功能强大的仿真和分析； 提供和系统级仿真技术和软件的接口； 支持与主流MCAD、PDM软件的连接； 提供两种流程：   Mentor CAPITAL 主要功能模块介绍：          Capital Logic： 是电气系统的逻辑设计工具，它提供一个图形化、集成化的电气设计环境，可以完成原理图、接线图的设计。内嵌 Capital Manager 模块，提供全面的管理功能，包括项目管理、用户管理、元器件库管理以及文档报表输出等功能。          Capital Analysis： 是仿真和分析工具，支持在原理和接线设计阶段进行各种仿真和分析，并迅速给出设计的仿真分析报告，提高了设计的正确性、减少了逻辑错误的发生，大大缩短了FMEA分析的时间，提高了工作效率、降低了纠错成本。          Capital Harness Costing： 是一个线束成本自动核算系统，包括工作量分析和材料成本核算。能根据工作量和机器负荷计算装配时间，根据售价计算采购材料成本，几分钟就可以完成人工计算需要几天甚至几周时间完成的工作，从而控制整个项目的利润，在第一时间迅速提供准确一致的报价。             Capital Enterprise： 提供和第三方的机械、电气、PDM以及企业内部应用程序的接口。            Capital Topology： 为交互式流程提供完整的线束拓扑设计工具，它提供一个图形可以用于二维的线束布局设计，根据设计规则将接线图设计和拓扑结构相关联，更直接有效地衔接了线束设计以及CATIA三维接口。             Capital Integrator： 是Generative流程的核心模块。集成的图形化设计环境，可以用于二维的线束布局设计，并根据逻辑设计、拓扑结构和设计规则自动综合生成接线图，提供了当前最先进的、效率最高的汽车电气系统设计流程。包含Capital Manager模块，提供全面的管理功能，包括项目管理、用户管理、元器件库管理以及文档报表输出等功能。            Capital Architect： 是物理架构分析工具，可以对电气系统线束不同内容的成本，重量等进行数据分析以及对比不同架构之间差异，并输出不同形式的分析报告和图表数据，对架构优化、成本缩减具有重要指导意义。            Capital HarnessXC： CAPITAL平台中的线束设计模块，利用逻辑设计产生的数据完成2维的工程化线束图的设计，并生成加工制造需要的接线表、EBOM等报告文件，用于后端流程的采购、生产和制造。内嵌Capital Manager模块，提供全面的管理功能，包括项目管理、用户管理、元器件库管理以及文档报表输出等功能。              Capital FormboardXC： 能够从Capital HarnessXC得到线束数据，自动生成1：1的工装板图（模板图），提供丰富的线束二维摆放、编辑功能。              Capital ModularXC ： CAPITAL平台中的另一线束设计模块，根据不同电气功能或是生产流程定义一系列线束子模块，能够自动组合成不同配置线束。         Capital Publisher ： CAPITAL平台中的服务文档制作和发布工具，可以获得线路图图纸或者线束图图纸，并且输出html的图纸文件包，可以发放给终端维修单位进行电子化的图纸查询。