Mentor董事长：电气线路互联系统设计呼唤EDA工具

近日，Mentor在北京举行了“IESF China2012航空航天电气技术论坛”。中国航空工业集团成都飞机设计研究所、上海飞机设计研究院、北京航天自动控制研究所、韩国航宇工业公司，及业内的200多位研发专业人士出席了本次会议。

电气线路互联系统设计呼唤EDA工具

Mentor董事长兼CEO Walden C. Rhines在主题演讲中指出，军工与航空航天系统的电气化程度越来越高，并已成为网络化计算平台。例如，包含CAN、以太网、光纤网、ARINC网，上千个电子控制设备，大量的线缆线束互联、电子传感器和嵌入式软件等。因此，配置管理是确保飞机设计正确的关键因素。

将多个厂商研发制造的上百套系统集成在一个平台上，还要遵守电气线路互联系统(EWIS)、DO254和DO178B等标准，这些使设计更加复杂、严苛。同时，还面临着知识产权保护与涉密数据的保护问题。

以往用绘图软件研发复杂系统的方法很难满足上述设计挑战，而EDA软件可自动生成线束设计，实现电气系统互联和集成，即逻辑图+拓扑图形成可设计制造(DFM)的线束图。因此，EDA工具参与设计正成为发展趋势。

不同领域的V型结构设计流程如图1所示，左侧从上到下是各种抽象层(Abstraction Level)实现的过程，直到最终的零部件设计。右侧是集成与验证过程。水平方向的延伸则包括了制造和售后服务流程。

图1 不同领域的V型结构设计流程示意图

为了提高质量，降低成本，缩短设计周期，加快上市时间，需要压缩上述抽象层的数据转换时间。这需要对V型结构的左右两侧同时优化，并缩短水平方向的尾部。包括3个方面：

1.使不同领域内部及之间的数据流通畅，增加透明度，提高复用率。

2.提高设计自动化程度。通过流程合成，缩短验证流程，提高设计质量和整个流程的复用率，从而实现设计的生成及确保正确。

3.可制造性设计流程。

Mentor集成电气系统事业部业务开发总监Nick Smith表示，电气工程平台工具Capital可以缩短20~70%的设计流程时间。

美国审计署2008年提供给国会的“防务采购入选武器项目评估”审计报告显示，38%的项目存在1~24个月的延迟，15%的项目存在25~48个月的延迟，14%的项目存在48个月以上的延迟，而准时交付的项目只占33%。另外，还存在系统不符合要求，研发成本严重超支的情况。

因此，对于上述及类似问题，有必要改进设计流程。通过系统级建模与仿真实现虚拟系统集成;允许工程师对跨领域系统(机械、电气、控制和软件)进行仿真，包括虚拟原型、物理验证、集成与测试;允许在所有抽象层对上述系统建模，如高端行为模型、低端物理模型，及期间的所有模型。

EWIS设计和适航取证的挑战

上海飞机设计研究院机械电气室副主任刘麦玲在演讲中分析了中国商用飞机面临的EWIS设计和适航取证挑战。

她指出，中国大型商用飞机(C919大型客机)设计经验匮乏，电气系统互联关系变的更复杂，系统信号的多样性导致信号敏感程度增加;电气互联系统的适航取证从设备、系统级要求上升到飞机级要求;原有的设计手段已不足以应付更大复杂度的飞机;原有的设计流程充满了手工数据传递无法确保设计环节数据传递的可靠性和及时性，及传递过程良好的可追溯性。

对此，在设计时借鉴了国外大型商用飞机制造商的经验，采用信息化和电子化设计工具，实现设计数据的统一管理，复杂数据的自动检查和验证，数据传递过程的追踪和监控。在设计软件中固化流程和标准。

潜力巨大的中国航空航天市场

Rhines表示，中国是全球最具活力的飞机市场之一，未来20年，预计将有4000架客机投入使用。“十二五”期间，中国政府计划在航空领域投资1.5万亿元人民币。还将建立航天空间站，并确立了2016年从月球采集样本的目标。另外，国防开支持续增加，如扩编潜艇舰队，建造首艘航母，推进旋翼飞机和军用飞机的投资等。这些都要求高水平的设计能力，相应的设计需求也在不断增长。因此，Mentor首次在中国举办了航空航天电气技术论坛。