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                      多領域系統的變更管理

                      發布日期:2020/07/23

                      背景

                      隨著各種行業的產品越來越多地依賴于電氣和電子元件來執行其 *基本的功能,電氣、電子和布線系統的復雜性正在上升?,F代多功能戰斗機包含多達十萬個信號接口,因為飛行控制等關鍵系統是通過電子方式執行的。所有這些都會導致平臺的可生產配置數量激增。

                      產品需求的變化幾乎是永恒的,這導致每個項目里程碑上的數百個設計變更。雖然更改僅應用于相關配置,但是必須評估這些更改對產品的所有可生產配置的影響。變更對評估、傳播和溝通帶來重要影響,對汽車、航空航天、越野和其他公司的產品設計提出 *大的挑戰。

                      為了說明變更對產品設計的深遠影響,請考慮平臺中單個信號的示例(圖1)。其他領域的一些需求和決策可能會影響這個電信號的實現。終端設備供應商可能會糾正不正確的電路板布局,導致改變連接的引腳變化?;蛘?,如果液壓系統發生變化導致泵需要更高的涌流,則需要更大規格的導線來處理增加的負載。 *后,設計部門可能需要更新儀表板布局,將電子控制單元(ECU)的安裝位置移動到不同的線束,這要求信號有新的導線來支持它經過一對對接件。

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                      這些設計變更表示僅對一個信號的設計進行了重大修改(圖2)?,F在,假設這些更改需要應用于整個平臺的每個配置。有效地傳播這些更改本身就是一個挑戰,但是設計的每一個更改都會引起連鎖反應,這些連鎖反應可以改變或使一個或多個系統無效。設計者必須充分理解這些影響

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                      公司必須采用一種穩健和全面的變更管理方法來跟蹤、理解、實施和記錄對設計所做的每個變更。在本書中,我們將討論變更管理的挑戰,以及Capital?工具套件如何幫助公司高效地解決這個問題。   


                      變更說明

                      管理變更的 步是確定要進行的變更并理解所涉及的所有域的總體影響。功能域、軟件域、網絡域、布線域、線束域和機械域都需要在變更請求中考慮,因為任何一個域中的變更都會影響其余的域。 

                      例如,將智能手機連接器添加到商用飛機座椅需要更改座椅控制單元的定義,更新與手機交互的軟件,以及更新連接每個座椅的網絡。然后,工程師還必須更改座椅中可用的物理接線和連接器、材料清單和物理線束結構。

                      另一個例子是在汽車中包含先進的駕駛員輔助系統(ADAS)。這些系統將增加線束中所需的導線數量,增大線束直徑并可能導致車輛機械結構的間隙問題。這就需要機械工程師重新布置線束,而機械工程師又要求對線束設計進行更改,以便考慮對于彎曲半徑、線束直徑約束或潛在信號完整性退化。

                      為了幫助管理這些多域依賴關系,有必要詳細描述更改及其對設計的影響范圍。Capital采用工程變更單來實現這一目標。工程變更單(ECOs)是Capital變更管理方法的核心。ECOs用于定義、組織和跟蹤變更,采用正式的生命周期對象來捕獲 3類關鍵信息:變更描述、受影響的設計和相關配置(圖3)。ECOs還包含元數據,以幫助工程師執行更改。Capital Connect幫助創建ECO,通過鏈接包含給定對象的不同概念抽象來識別受影響的設計。例如,一個功能信號可以被跟蹤到它在邏輯中對應的網絡、電線和線束段,對應的分別是系統、接線和線束的概念抽象。

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                      設計變更可能來自電氣設計團隊內部,也可能來自外部領域。對于源自外部領域(如機械領域)的更改,Capital的變更管理器幫助電氣工程師快速、準確地理解和影響所請求的更改。變更管理器可以按名稱、零件號或MCAD ID關聯相關對象;使用三種不同展平模式將三維布局轉換為二維布局;交叉高亮顯示需要在表格和圖紙中執行的更改(圖4)。

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                      與外部變更管理系統的集成對于管理整個變更流至關重要。ECO啟動、完成和其他事件可以與從需求管理系統集成到跨不同領域的支持市場或產品定義的生命周期管理(PLM)系統等集成。下面是這樣一個與IBM Rational teamconcert集成的示例(圖5)

                      變更規范是管理變更的 步。變更規范由所需變更和所涉及設計的描述組成。ECO概括性地捕捉變更,將各個要求集中在一起,確保更改在所有的概念抽象中傳播和有效地評估影響。


                      變更實施  實施更改

                      下一步是以可管可控的方式在設計抽象中實現和傳播更改。有幾項技術可以幫助工程師實現這些目標

                      工程師首先在適當的概念抽象中完成所要求的更改。與前面的示例一樣,這可能會更改設備上的零件號,從而產生不同的引腳。為此,工程師在邏輯設計中更新部件號和連接到設備的信號連接.  

                      接下來,需要將此更改傳播到其他概念抽象,如接線和線束設計。為了傳播更改,工程師使用Capital Converge來比較源和目標,自動識別要對目標執行的操作列表。然后,該工具使用交互式待辦事項列表指導工程師完成每個更改(圖6)。此列表包含指向工程師需要更改的位置的超鏈接。當工程師完成變更時,他們將從待辦事項列表中劃掉,以確保變更項目不會遺漏。 

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                      生成式設計流程(Generative design flows)使用基于規則的自動化從邏輯設計圖和拓撲約束合成接線,使更改的傳播自動化。這是由于生成式流程中合成機制的增量性質,例如Capital Integrator的綜合和模塊化接線合成機制。這些機制可以根據每個特定的變化,合成或移除接線,同時 *小化對任何預先存在的接線的影響。這意味著當自動化接線綜合消除了使用手動重新設計的時間消耗,工程師可以快速地執行增量更改。


                      快速的變更傳播必須與一個變更策略相結合,該策略定義了哪些團隊掌握了哪些數據以及變更的流向。Capital有一組健壯的選項,允許自動控制數據的更改方式。對數據的所有權是以細粒度的方式確定的,這樣更改策略就可以根據各個設計流進行定制??晒┻x擇的部分非常詳細,因此可以為單個組件的特定屬性設置規則。例如,可以為來自Logic或Integrator的接線與HarnessXC中的接線之間的同步更改設置規則,以便可以更新連接器選項表達式,但不能更新零件號(圖7)。更改策略在數據傳輸期間一直活動,這是因為團隊跨域協作并且工程師在實時工作。

                      成本變更

                      設計變更會對項目時間節點和成本產生相當大的影響。工程變更單對項目成本的影響尤為重要,且難以理解。因此,良好的變更管理解決方案必須包括對成本影響的評估。產品成本、銷售價格和利潤是任何制造組織的關鍵,但對項目成本的全面評估將審查其他非財務措施。這些可以包括一般的線束或機器的重量、復雜性和質量目標。更廣泛的“成本”分析還將調查各種電氣分配系統變型和電氣架構,以確定 *佳設計。

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                      Capital能夠呈現實時成本指標,顯示設計變更對財務、重量、質量、電源和其他成本的影響(圖8)。這些度量是可配置的,直接由設計數據驅動,使它們能夠在工程師執行更改時進行更新。為了增加更多的功能,Capital的成本度量可以與復雜的外部系統集成,以提供更細粒度的分析。工程團隊可以使用此功能為特定的項目需求定制成本計算指標。例如,團隊可以集成一個預測銅價的工具,使團隊能夠主動做出設計決策。這些度量在開發的各個階段都是可用的,并且可以配置到不同的應用程序。 

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                      利用完全工程化后的線束,設計團隊可以使用Capital成本和總體價值管理(TVM)技術來完成詳細的勞動力和材料成本計算,以根據勞動力費率、效率和原材料成本估計創建給定線束所需的時間。團隊還可以比較在不同工藝制造線束的成本,以選擇 *佳的可能選項。

                      發布/批準變更

                      關鍵項目里程碑通常是許多設計變更的交匯點。電氣和電子系統設計有正式的生命周期,通過這些生命周期,各個設計團隊將創建并迭代其設計部分。在關鍵的項目里程碑上,所有這些設計變更都將發布以供審查。設計團隊面臨的挑戰是確保設計變更的發布在一個有組織和可管理的過程中進行。 

                      一種解決方案是對設計變更的開始和實現建立控制,使設計從一個階段過渡到下一個階段。有了這些權限,工程師和設計師就可以將設計更改的草稿轉換為待定狀態。此時,經理可以審查待定的設計更改,批準它,然后將其標記為發布。單個變更單和整個設計都有生命周期。關鍵是要控制誰能夠轉換它們搭配不同的階段,以控制生命周期的進程。


                      變更溝通

                      有效的變更管理方法和系統是建立在全面溝通的基礎上的。有關設計變更的溝通對于確保所有相關團隊了解所需變更的性質、狀態、原因和影響至關重要。變更溝通對于保持外部各方了解項目的 *新情況也很重要。

                      不同的項目涉眾將尋求通過變更文檔來實現不同的目標。發起變更的部門將希望核實其變更已準確有效地完成。設計或工程經理將使用該文件審查和批準變更及其實施,制造和成本團隊將使用該文件了解變更如何影響其工作流程并制定響應.  

                      Capital能夠發布變更說明包,在交互式的、基于web的環境中向相關方傳達變更。這些包的特點是對應用的更改進行交互式可視化,允許接收者在正確的上下文中探索更改及其背后的底層數據(圖9)。 


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                      設計人員可以建立設計里程碑,觸發這些變更包的自動生成和分發(圖10)。對于更 的通信系統,Capital可以與其他系統集成,以通知接收者新變更包的可用性,例如使用電子郵件通知。

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                      Capital的Change Illustrator非常適合與設計環境之外的獨立利益相關者進行溝通,因為插圖不需要工具設置或專業知識??梢詾橄到y、接線、線束和模板設計創建報告,從而在電氣系統設計的所有方面促進有效的溝通。  


                      在每種情況下,涉眾都可以可視化所需的更改,并通過以下方式了解它們的影響:

                      –觀察使用顏色對更改類型進行分類的圖形視圖:添加,更改、刪除

                      –交叉探測每種變更類型的表以及變更所在的圖表位置

                      –展開顯示元件或導線基礎數據的詳細視圖

                      –搜索零件、組件等的報告和圖表。.


                      完整的變更管理解決方案

                      變更管理是產品開發中一個永恒的挑戰。初始設計工作完成后,總體上,剩余設計流程是迭代和更改。換句話說,“你只做了 次”。隨著設計在其正式生命周期中的進展,越來越多的變更被引入,這些變更必須被提出、實施并傳達給相關方。此外,現代電氣系統的復雜性意味著這個過程在產品開發過程中出現了數百次。制造商和一級供應商必須有一個管理設計變更的綜合集成解決方案。

                      Capital提供了一個靈活的體系結構,它有助于從定義、實施和審查到有效的溝通等各個方面進行變更管理。項目協調員能夠描述變更及其受影響的設計,然后管理變更單的生命周期。設計團隊能夠快速理解和傳播建議的變更,在執行變更時提高其準確性和速度。 *后,利益相關者能夠探索提議的變更及其實現,并清楚地理解它們。.

                      總之,Capital的技術組合通過自動化、數字連續性和易用性降低了變更管理和溝通的挑戰和成本。



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