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多领域系统的变更管理

发布日期:2020/07/23

背景

随着各种行业的产品越来越多地依赖于电气和电子元件来执行其 *基本的功能,电气、电子和布线系统的复杂性正在上升。现代多功能战斗机包含多达十万个信号接口,因为飞行控制等关键系统是通过电子方式执行的。所有这些都会导致平台的可生产配置数量激增。

产品需求的变化几乎是永恒的,这导致每个项目里程碑上的数百个设计变更。虽然更改仅应用于相关配置,但是必须评估这些更改对产品的所有可生产配置的影响。变更对评估、传播和沟通带来重要影响,对汽车、航空航天、越野和其他公司的产品设计提出 *大的挑战。

为了说明变更对产品设计的深远影响,请考虑平台中单个信号的示例(图1)。其他领域的一些需求和决策可能会影响这个电信号的实现。终端设备供应商可能会纠正不正确的电路板布局,导致改变连接的引脚变化。或者,如果液压系统发生变化导致泵需要更高的涌流,则需要更大规格的导线来处理增加的负载。 *后,设计部门可能需要更新仪表板布局,将电子控制单元(ECU)的安装位置移动到不同的线束,这要求信号有新的导线来支持它经过一对对接件。

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这些设计变更表示仅对一个信号的设计进行了重大修改(图2)。现在,假设这些更改需要应用于整个平台的每个配置。有效地传播这些更改本身就是一个挑战,但是设计的每一个更改都会引起连锁反应,这些连锁反应可以改变或使一个或多个系统无效。设计者必须充分理解这些影响

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公司必须采用一种稳健和全面的变更管理方法来跟踪、理解、实施和记录对设计所做的每个变更。在本书中,我们将讨论变更管理的挑战,以及Capital®工具套件如何帮助公司高效地解决这个问题。   


变更说明

管理变更的 步是确定要进行的变更并理解所涉及的所有域的总体影响。功能域、软件域、网络域、布线域、线束域和机械域都需要在变更请求中考虑,因为任何一个域中的变更都会影响其余的域。 

例如,将智能手机连接器添加到商用飞机座椅需要更改座椅控制单元的定义,更新与手机交互的软件,以及更新连接每个座椅的网络。然后,工程师还必须更改座椅中可用的物理接线和连接器、材料清单和物理线束结构。

另一个例子是在汽车中包含先进的驾驶员辅助系统(ADAS)。这些系统将增加线束中所需的导线数量,增大线束直径并可能导致车辆机械结构的间隙问题。这就需要机械工程师重新布置线束,而机械工程师又要求对线束设计进行更改,以便考虑对于弯曲半径、线束直径约束或潜在信号完整性退化。

为了帮助管理这些多域依赖关系,有必要详细描述更改及其对设计的影响范围。Capital采用工程变更单来实现这一目标。工程变更单(ECOs)是Capital变更管理方法的核心。ECOs用于定义、组织和跟踪变更,采用正式的生命周期对象来捕获 3类关键信息:变更描述、受影响的设计和相关配置(图3)。ECOs还包含元数据,以帮助工程师执行更改。Capital Connect帮助创建ECO,通过链接包含给定对象的不同概念抽象来识别受影响的设计。例如,一个功能信号可以被跟踪到它在逻辑中对应的网络、电线和线束段,对应的分别是系统、接线和线束的概念抽象。

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设计变更可能来自电气设计团队内部,也可能来自外部领域。对于源自外部领域(如机械领域)的更改,Capital的变更管理器帮助电气工程师快速、准确地理解和影响所请求的更改。变更管理器可以按名称、零件号或MCAD ID关联相关对象;使用三种不同展平模式将三维布局转换为二维布局;交叉高亮显示需要在表格和图纸中执行的更改(图4)。

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与外部变更管理系统的集成对于管理整个变更流至关重要。ECO启动、完成和其他事件可以与从需求管理系统集成到跨不同领域的支持市场或产品定义的生命周期管理(PLM)系统等集成。下面是这样一个与IBM Rational teamconcert集成的示例(图5)

变更规范是管理变更的 步。变更规范由所需变更和所涉及设计的描述组成。ECO概括性地捕捉变更,将各个要求集中在一起,确保更改在所有的概念抽象中传播和有效地评估影响。


变更实施  实施更改

下一步是以可管可控的方式在设计抽象中实现和传播更改。有几项技术可以帮助工程师实现这些目标

工程师首先在适当的概念抽象中完成所要求的更改。与前面的示例一样,这可能会更改设备上的零件号,从而产生不同的引脚。为此,工程师在逻辑设计中更新部件号和连接到设备的信号连接.  

接下来,需要将此更改传播到其他概念抽象,如接线和线束设计。为了传播更改,工程师使用Capital Converge来比较源和目标,自动识别要对目标执行的操作列表。然后,该工具使用交互式待办事项列表指导工程师完成每个更改(图6)。此列表包含指向工程师需要更改的位置的超链接。当工程师完成变更时,他们将从待办事项列表中划掉,以确保变更项目不会遗漏。 

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生成式设计流程(Generative design flows)使用基于规则的自动化从逻辑设计图和拓扑约束合成接线,使更改的传播自动化。这是由于生成式流程中合成机制的增量性质,例如Capital Integrator的综合和模块化接线合成机制。这些机制可以根据每个特定的变化,合成或移除接线,同时 *小化对任何预先存在的接线的影响。这意味着当自动化接线综合消除了使用手动重新设计的时间消耗,工程师可以快速地执行增量更改。


快速的变更传播必须与一个变更策略相结合,该策略定义了哪些团队掌握了哪些数据以及变更的流向。Capital有一组健壮的选项,允许自动控制数据的更改方式。对数据的所有权是以细粒度的方式确定的,这样更改策略就可以根据各个设计流进行定制。可供选择的部分非常详细,因此可以为单个组件的特定属性设置规则。例如,可以为来自Logic或Integrator的接线与HarnessXC中的接线之间的同步更改设置规则,以便可以更新连接器选项表达式,但不能更新零件号(图7)。更改策略在数据传输期间一直活动,这是因为团队跨域协作并且工程师在实时工作。

成本变更

设计变更会对项目时间节点和成本产生相当大的影响。工程变更单对项目成本的影响尤为重要,且难以理解。因此,良好的变更管理解决方案必须包括对成本影响的评估。产品成本、销售价格和利润是任何制造组织的关键,但对项目成本的全面评估将审查其他非财务措施。这些可以包括一般的线束或机器的重量、复杂性和质量目标。更广泛的“成本”分析还将调查各种电气分配系统变型和电气架构,以确定 *佳设计。

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Capital能够呈现实时成本指标,显示设计变更对财务、重量、质量、电源和其他成本的影响(图8)。这些度量是可配置的,直接由设计数据驱动,使它们能够在工程师执行更改时进行更新。为了增加更多的功能,Capital的成本度量可以与复杂的外部系统集成,以提供更细粒度的分析。工程团队可以使用此功能为特定的项目需求定制成本计算指标。例如,团队可以集成一个预测铜价的工具,使团队能够主动做出设计决策。这些度量在开发的各个阶段都是可用的,并且可以配置到不同的应用程序。 

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利用完全工程化后的线束,设计团队可以使用Capital成本和总体价值管理(TVM)技术来完成详细的劳动力和材料成本计算,以根据劳动力费率、效率和原材料成本估计创建给定线束所需的时间。团队还可以比较在不同工艺制造线束的成本,以选择 *佳的可能选项。

发布/批准变更

关键项目里程碑通常是许多设计变更的交汇点。电气和电子系统设计有正式的生命周期,通过这些生命周期,各个设计团队将创建并迭代其设计部分。在关键的项目里程碑上,所有这些设计变更都将发布以供审查。设计团队面临的挑战是确保设计变更的发布在一个有组织和可管理的过程中进行。 

一种解决方案是对设计变更的开始和实现建立控制,使设计从一个阶段过渡到下一个阶段。有了这些权限,工程师和设计师就可以将设计更改的草稿转换为待定状态。此时,经理可以审查待定的设计更改,批准它,然后将其标记为发布。单个变更单和整个设计都有生命周期。关键是要控制谁能够转换它们搭配不同的阶段,以控制生命周期的进程。


变更沟通

有效的变更管理方法和系统是建立在全面沟通的基础上的。有关设计变更的沟通对于确保所有相关团队了解所需变更的性质、状态、原因和影响至关重要。变更沟通对于保持外部各方了解项目的 *新情况也很重要。

不同的项目涉众将寻求通过变更文档来实现不同的目标。发起变更的部门将希望核实其变更已准确有效地完成。设计或工程经理将使用该文件审查和批准变更及其实施,制造和成本团队将使用该文件了解变更如何影响其工作流程并制定响应.  

Capital能够发布变更说明包,在交互式的、基于web的环境中向相关方传达变更。这些包的特点是对应用的更改进行交互式可视化,允许接收者在正确的上下文中探索更改及其背后的底层数据(图9)。 


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设计人员可以建立设计里程碑,触发这些变更包的自动生成和分发(图10)。对于更 的通信系统,Capital可以与其他系统集成,以通知接收者新变更包的可用性,例如使用电子邮件通知。

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Capital的Change Illustrator非常适合与设计环境之外的独立利益相关者进行沟通,因为插图不需要工具设置或专业知识。可以为系统、接线、线束和模板设计创建报告,从而在电气系统设计的所有方面促进有效的沟通。  


在每种情况下,涉众都可以可视化所需的更改,并通过以下方式了解它们的影响:

–观察使用颜色对更改类型进行分类的图形视图:添加,更改、删除

–交叉探测每种变更类型的表以及变更所在的图表位置

–展开显示元件或导线基础数据的详细视图

–搜索零件、组件等的报告和图表。.


完整的变更管理解决方案

变更管理是产品开发中一个永恒的挑战。初始设计工作完成后,总体上,剩余设计流程是迭代和更改。换句话说,“你只做了 次”。随着设计在其正式生命周期中的进展,越来越多的变更被引入,这些变更必须被提出、实施并传达给相关方。此外,现代电气系统的复杂性意味着这个过程在产品开发过程中出现了数百次。制造商和一级供应商必须有一个管理设计变更的综合集成解决方案。

Capital提供了一个灵活的体系结构,它有助于从定义、实施和审查到有效的沟通等各个方面进行变更管理。项目协调员能够描述变更及其受影响的设计,然后管理变更单的生命周期。设计团队能够快速理解和传播建议的变更,在执行变更时提高其准确性和速度。 *后,利益相关者能够探索提议的变更及其实现,并清楚地理解它们。.

总之,Capital的技术组合通过自动化、数字连续性和易用性降低了变更管理和沟通的挑战和成本。