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电子、机械及软件一体化的设计思路浅述

发布时间:2016-10-12 16:46

  随着全球化发展,产业整合与产品研发复杂性增加。然而研发工程师其所处区域位置不同,其所主要应用的软件及工具不同,如ECAD电子工程师与MCAD机械工程师其相通性偏低,软件工程师操作行为难以被电子工程师获知,如何实现电子、机械及软件一体化设计成为了发展所面临的重要问题。在探究一体化设计常见出错方式的基础上,对电子、机械及软件一体化设计思路进行探究。

 

  一、电子、机械及软件一体化设计主要的出错方式认知

 

  随着科学技术与行业整合,产品研发日趋复杂。在进行电子设计、机械设计与软件工程设计时,三者之间缺乏有效沟通与过程管理,导致电子、机械及软件无法有效集成,难以实现一体化设计。当前,机电一体化设计存在的主要出错方式表现为:第一,MCAD变更与电子工程师缺乏有效传递。MCAD用户进行IDF格式将变更信息存储于原始版中,但其无法传递给电子工程师。同样,电子工程师依据电路图实现设计,受ECAD规划失效影响,需要进行返工操作从而延迟交付及制作时间;第二,ECAD变更与机械设计师之间缺乏有效传递。CEAD设计人员进行PCB构件调整,以优化布局,如其没有及时将变更信息传递给机械设计师,则会出现PCB组件与PCB线路接口故障问题,推迟交付时间并增加其成本;第三,配置管理中断。如在研发中其设计科目均有着自身独立的数据调试模型,则会提高设计效率然而软件设计师多独立作业,缺乏有效沟通导致配置管理中断;第四,错误软件版本,虽然在产品发布中采取错误软件版本较为容易避免,但一旦出现其问题,则会造成较多问题;第五,软件研发孤立性。在产品研发中其变更管理多将软件研发排除在外,软件缺陷及变更命令符难以协调,为软件修复与产品交付带来问题。

 

  二、电子、机械及软件一体化设计思路探究

 

  ()软件变更实例分析

 

  制造商需向客户交付机器人技术装配客制化版本,产品标明最新软件编号并准备交付时出现软件现场变更问题,则会产生交付延迟等问题。制造商则面临着如何找出与设备上安装软件版本一致信息,采取什么软件工具进行重建软件,设备配置存放区域设计,技术工程师如何知道其采取的实际版本信息,公司需采取最新软件并在期限时间内完成设计,避免出现交付延迟与质量问题。

 

  ()电子、机械一体化设计方案

 

  采取PTCInter Comm ExpertInter Comm EDAcompare可以实现MCADECAD同步问题研究,通过PTC,实现电子设计师与机械设计师相互变更信息的有效捕捉,在获取变更信息的基础上进行相关设计文档同步修改,从而解决电子设计与机械设计不同步问题。电子机械一体化设计方案如下:

 

  2.2.1 变更识别

 

  Inter Comm EDAcompare属于PTC电子设计标准变更识别解决方案,可以进行PCB设计变更识别,其识别实现方法为:进行不同版本图解对比,PCB布局及制造工艺对比以实现变更识别,以几何及属性变化实现识变更识别,依据差异识别,当Inter Comm Exper选中变更后则会将设计影响区域进行标定。

 

电子、机械及软件一体化的设计思路浅述


  2.2.2 电子机械一体化设计

 

  顺利实现机械设计与电子设计集成,需要自动生成设计变更并及时告知。在变更识别基础上,电子与机械一体化设计可行性条件基本满足。如机械工程师可以进行电子设计文档查看与识别其与上版本差异。应用PTC方案可以进行智能化ECAD设计演示,向授权用户进行差异展示。机械设计团队可对电子设计数据信息进行有效查询,无需进行新型IDF文档下载,且应用其解决方案可以进行不同版本差异自动对比,如吉和变更、信号改道发送等。该方案成本较低,技术优势与过程管理优势突出,能够切实提高电子设计与机械设计协调度,为实现电子机械一体化设计提供技术支撑。

 

  ()集成软件一体化设计分析

 

  实现软件与电子设计及机械设计同步是实现一体化设计的重要基础。然而将软件设计与产品研发相整合存在着较大困难。因软件研发多为外包方式且由相对孤立组织来完成。如电气工程师完成相关设计后,项目降级将产品及软件最新版本交付制造部门,在进行基础版创建后载入软件,软件运行无效,经研究可能其软件版本并非最新。在软件研发过程中,应用PDS系统,软件设计师可实现软件版本及其他设备动态链接操作,可将团队作呕为整个产品研发的部分。PDS系统为机械、电子及软件设计退工了可视化同一系统,且支持软件组件重组,能够实现全球配置管理,推动不同软件研究团队之间的协调性,确保产品研发进度与研发质量。

 

  ()电子、机械及软件一体化设计方案

 

  采取PDS系统,可以实现跨软件研发,协调软件团队协作,其解决方案为:工程师将软件配置管理系统中存在的软件与PDS软件部分进行正确连接;进行原型制造产品,测试产品发布;如测试团队发现产品关键特性缺失作用,考虑到用户及软件产品接口是由软件及硬件综合控制,无法实现错误判断;测试工程师则应用PDS系统,进行问题报告创建,直接将受影响硬件及软件构建联系;变更调查任务发送给软件团队与硬件团队,并将PDS发送于电子信箱;缺陷跟踪系统进行错误报告自动生成,对PDS变更调查作交叉引用,将错误报告发配给相应软件设计人员进行调查;错误报告与缺陷跟踪系统具体软件版本之间存在链接,且错误报告与PDS配置管理受影响软件之间存在链接;在缺陷跟踪系统中执行现行软件更新,以software QA实现软件测试;新版本与PDS管理部件链接,依据PDS分配实际任务执行产品测试,完成测试后企业变更请求则于PDS中实现完结,针对不同系统中存在的变更状况执行错误报告分析,从而提高了电子、机械及软件一体化设计效率。

 

  三、结语

 

  随着产品研发与产业整合进一步推进,如何实现电子、机械及软件一体化设计成为了时代发展所面临的重要问题。缺乏设计同步性与沟通有效性是实现一体化设计的重要举措,然而缺乏有效的技术手段,实现电子团队、机械团队与软件团队之间的有效沟通,应用PDS系统与软件配置管理系统,为实现电子、机械及软件一体化设计提供沟通办法。实践证明,强化电子、机械及软件一体化设计,能够有效提高产品研发进度,实现其综合效益。

 

  作者:徐斌峰 来源:中国科技博览 201528

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