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CHS线束设计软件

  CAPITAL是Mentor Graphics公司的电气线束设计集成环境,涵盖了电气原理设到线束工程化设计,直至最后生产制造和智能售后服务文档创建的整个流程。

      除提供设计工具的基本功能外,CAPITAL为整个设计流程提供强大的数据管理功能,管理内容包括:设计所使用的基础数据(零部件信息库、符号库、命名规则、车型配置等),设计过程数据(过程版本),设计权限数据,项目管理数据(项目审批、配置等)。在整个设计流程中,CAPITAL利用数据统一管理的优势,在保证数据一致性的前提下,将前一设计阶段的输出数据,直接应用于下一阶段,避免了传统设计过程中的大量重复操作和人工操作,减轻设计人员的工作量,提高设计效率和准确性。

 

 

      CAPITAL的对原理图设计和接线设计提供仿真分析功能,在设计阶段即发现潜在问题,能定性或定量分析电路是否满足设计要求,检查潜在回路,产生FMEA报告,支持批量执行仿真脚本。
      CAPITAL可以和Catia V5,Pro/E等3D设计工具进行交互,使用三维模型数据来提高线束设计的效率,避免重复设计;同时   CAPITAL也能将计算完成后精确的线束直径、导线等信息返回到3D设计中,提高三维数模的精确性。
      CAPITAL提供全面、广泛的设计支持数据管理功能,实现零部件、库数据的统一管理,使设计人员使用相同的设计基础数据,控制过期零部件使用,提高设计重用率。
      CAPITAL可实现产品设计中的派生设计以及选项设计,自动生成特定车型的配置线束设计图,提高设计的效率和质量。系统内建的标准设计规则检查(DRC),可对设计数据进行自动检查,防止数据违反设计规则。
     CAPITAL将图纸格式化和设计任务分割开来,减轻设计人员对设计图样式调整的负担,而由CAPITAL的自动格式化功能在设计过程中,或设计结束前对图纸进行自动格式化,满足企业图纸的格式要求,自动生成各类报表,提高设计效率,保证设计图纸的正确性。
     CAPITAL拥有系统级别的扩展性,支持基于服务(SOA)的数据传输架构,除和TeamCenter具有标准接口外,还能和其他企业级的PDM,ERP系统进行整合,共同管理车辆产品设计数据。此外,CAPITAL具有基于Java的定制开发功能,扩展CAPITAL的标准功能,满足企业特定需求。

 

 

 

 

CAPITAL线束设计基本流程


 

      CAPITAL最基本的设计流程称作“交互式(Interactive)”设计流程。 该流程下工作过程如下:
1.准备设计项目信息,如车型配置、设计规则、命名规则、账户权限等
2.绘制电气接线图设计,并可对设计结果进行简单的仿真验证,适用设计规则检查来确保设计的准确性
3.添加功能选项代码,赋予导线的各类属性,添加对接件,焊接点、护套等关键信息;
4.与完成的整车拓扑布局图进行关联,以验证原理接线图的设计和整车的拓扑设计是否完全一致,即在整车平台的级别上再次对原理设计进行验证。
5.把线束的属性反馈到电气接线设计, 
6.完成接线图设计后,线束设计人员可选择以下两种方法之一来完成线束布置设计:
a) 创建线束设计,并手动放置线束及其附件;
b) 从3D模型中直接导入线束及其附件信息(高效,但依赖于3D设计的质量),然后进行手
动调整;
7.完成线束布置设计后,设计人员从接线设计中导入导线连接信息,通过DRC检查后完成线束设计过程
8.最后是线束工程化自动计算,CAPITAL会在中心库中进行匹配查找,自动调整短接点、端子、防水塞、盲堵等信息并输出线表、BOM表等报告;进行自动图纸格式化,自动生成具体车型配置的线束图

 

 

 

流程步骤及对应工具流程样图如下:

 

流程一: 交互式流程(Interactive Flow)

 

流程二: 生成式流程(Generative Flow)
      在Capital中的高级的设计流程是旨在满足更为自动化的设计方法和需求,它是在基于用户可重用的电气设计原理、车型平台上的车型配置状况、用户的基于企业的规则(例如不同的信号逻辑回路是否可以在生成导线的时候能够进行合并从而节约导线的长度,接地点上的接地端子哪些可以合并接到同一个接地桩头,用户是倾向于生成焊接点还是喜欢保留并头压接),以及整个车型平台的线束划分状况,依据上述4个输入条件,自动的生成接线设计,该种技术成为“correct by construction”即正确的构建。
      同样的,在该设计方法中,用户能够灵活的定义设计规则,如同自然的设计语言,软件按照设计规则去合成需要的结果。设计规则检查同样适用于该流程,确保用户在进行下一步的工作之前或者正确的设计结果。线束的等级能够自动地同步到下游的线束设计模块,避免了用户不断的重新录入选项代码,在integrator中,用户可以针对具体的车型马上进行电气仿真,系统能够及时对各种指标进行统计和反馈,以帮助工程师获得正确的结果,为工程师作出正确的判断提供强有力的支持。
      在完成接线图之后,用户也可以利用相关的功能模块把这些接线信息自动生成接线图。

 

 

 

CAPITAL主要模块介绍

 

CAPITAL主要功能模块概览(详细介绍见后):

 

整个Capital的模块分为5个大类,分别是定义、设计、生产和维护,以及支撑整个电气工程平台的企业集成。
       定义是指捕捉产品计划以及开发逻辑架构,为下游的接线和平台设计提供初始设计要求;设计是指对产品的详细设计和分析验证,它集成了多个电气子系统并生成整车平台的电气设计信息;制造是指利用上游的设计结果,捕捉线束的生产工艺和生产成本,快速的获得线束的成本和制造所需的支撑文件;而维护则是综合上游以及毗邻的设计信息,生成智能的维修和诊断文档以供售后维修部门使用;而企业内的相关模块则是为了支撑整个Capital的各个模块的底层服务模块,以及与其他系统的集成从而实现数据流在各个系统之间无缝的流动。

 

ENTERPRISE的模块

1.Capital Project
功能描述
Capital Project是CAPITAL的项目设置工具,利用Capital工具做设计的所有项目都可以在该模块中进行管理和设置,主要功能有:
a.设定CAPITAL系统参数及设计使用的基础数据,创建线束设计模板,如,图纸参数设定、发布等级设定、设计规则设定、命名规则设定,对象名称/属性设定、图纸变更策略、车型选项/配置设定、共享对象设定和图纸版本管理,图纸权限管理等。
b.针对每一个设计项目进行项目模板应用,以及项目相关的独特设定
c.设计数据(原理图,接线图,线束图)及文件夹管理
收益
提供基于项目的设计内容的统一设定,提高团队协作设计中,对流程的控制和管理

2.Capital Library

 

功能描述
Capital Library是CAPITAL的库数据管理管理工具,是CAPITAL进行设计的基础数据管理工具,主要功能有:
a.管理和维护零件(Component)库数据,包含零件编码、零件分类,以及按照不同分类零件属性、零件和Symbol的关联,以及相关零件之间的关联关系(如接插件和端子的关系等,端子和线之间关系等)
b.管理和维护CAPITAL中使用的各类代码:颜色代码,零件类型代码,导线规格代码,导线绝缘层配置,附加零件属性代码,生产站点代码,客户代码,供应商代码等
c.零件库数据查询,条件和状态查询,关联零件的使用情况,被其他项目设计的使用状况查询等,提示和控制过期/作废零件的使用;

收益
规范和标准化企业使用的零部件,增强数据重用性和和准确性,提高设计质量和效率

3.Capital Symbol

 

功能描述
Capital Symbol是CAPITAL的建图形库的工具,用于维护和创建原理图和线束图的图形符号:
建立Symbol和Border两类图形符号,分别用于定义电气管脚号和外形及属性,图纸边框及属性
Capital Symbol统一了原理图和线束图符号库的建立环境,并且对所有库文件统一管理,保证了库文件的统一性,使得每个客户端都可以随时访问到最新的库文件。

收益
规范和标准化企业使用的图形符号,增强数据重用性,配合图纸格式化,能够自动识别并显示各种图形符号,提高设计质量和效率;

 

4.Capital User

 

功能描述
Capital User是CAPITAL的用户管理工具,主要功能有:
管理CAPITAL软件的登陆用户名和密码,管理CAPITAL用户能够使用的CAPITAL功能的权限,以及每个用户所属的设计数据领域(Domain),维护和保证系统功能和数据的安全性。

收益
通过权限管理,防止设计信息泄密,以及数据被无权限用户误操作,保证数据安全性

上述模块中Capital Project, Capital Library, Capital Symbol. Capital User都是不需要单独购买的模块,只要用户在购买了任何一个定义、设计、制造和维护中的独立可运行模块,这四个模块就以及包含并可以立即使用,无需额外的License许可

5.Capital Report

功能描述
Capital Report是用来输出各种报告的工具,主要功能有:
a.从不同项目的接线图、线束图等图纸中按照各种属性查询提取所需要的信息,生成标准的接线表、切线表和BOM表等生产用表格文档,输出PDF、CSV, HTML, XML等多种格式,用于查阅或生产
b.提供“何处使用”(where used)查询功能,进行关联查询。
c.支持用户自定义报表

收益
自动化的报表输出方式,减轻设计人员负担,提高设计效率,提高文档准确性,保证设计质量

 

6.CAPITAL Style Manager
 

功能描述

      CAPITAL Style Manager是CAPITAL的图纸格式化工具,可以加载在Capital Logic, Capital Topology, Capital Integrator, Capital Modular XC, Harness XC中,将图纸的表现方式和设计任务分离开来,以灵活配置的方式为同一个设计图纸提供不同的展现方式,主要功能是设定和应用:
a.原理图和线束图的图形表示方式,如,字体,颜色,线形、线宽等
b.零件属性表格的现实方式,各类图纸上报表的显示方式,如,图纸上的明细表等
c.零件Symbol的展现方式,附加信息的展现方式,如,安装方向,旋转角度,是否有封套等
d.可设定多套图形格式规格,并能随时进行切换和应用
e.基于条件的展现所要求的图形,例如如果连接器是需要防水的,那么自动显示防水要求在连接器旁边
利用Style来根据导线的颜色用相应的颜色来渲染导线的线条

 

Style处理后的线束图,自动生成导线明细表及其它表格

收益
自动化地完成图纸格式化任务,减轻设计人员负担,提高设计效率,满足企业图纸格式化要求

 

7.CAPITAL CATIA Bridge XC V5 Op SW
 

功能描述
       CAPITAL CATIA Bridge XC V5 Op SW是CAPITAL在CATIA V5 3D软件中的插件功能,该功能的实现方式是在Catia中添加功能按钮,以实现:
a.从CATIA V5 3D设计中导出线束的走向,长度,零件位置等信息,然后在Harness XC中自动导入3D线束模型,并进行多种展平方式自动平面化生成2维的线束设计
b.从CATIA V5 3D设计中提取零件信息,同步和添加到HarnessXC线束设计中
c.利用变更策略,可以管理CATIA V5 3D设计的变化到CAPITAL之后的处理方式,如,是否替换,保留等
d.实现3D设计和XC线束设计的实时交叉侦测

收益
利用3D模型数据,提高线束设计效率,并和3D设计数据保持一致,保证设计质量

 

 

DESIGN模块介绍:

1.Capital Logic


 

功能描述
Capital Logic是CAPITAL的电气线束原理设计工具,主要功能有:
a.按照不同的电气功能,创建电气设备的信号,网络连接等原理设计图纸,从功能原理上对线束设计进行构架和详细设计
b.对线束所需的护套,短接点,导线/多芯线,引脚/孔位等对象进行设计和管理,赋予线束零件线束属性;应用Capital Project项目中定义的车型功能选项,并可通过选项或配置对原理图进行筛选查看;结合Capital Library中的零件数据,为线束零件赋予零件属性,将电气原理图转换为电气连接原理图;
c.提供原理图设计规则检查(DRC),在不符合既定设计规则时,向设计人员提示错误和警告,并能阻止设计的发布,防止错误扩散 
d.创建和维护线束产品原理图基线(Build List),将按功能设计的原理图,以及不同版本的原理图链接成一个可供制造的完整产品原理设计系列
e.对原理图进行基本仿真分析:定性地验证系统功能,检查潜在回路或功能缺失,断路/短路和故障设备;定量模拟和显示设备电压、电流、温度;支持原理设计过程中进行后台仿真,即时调整设备状态(如,开关的开/闭等)
f.原理图上对象按照项目已有规则自动命名
g.原理图设计版本管理功能

收益
由于原理图是线束设计的基础,而CAPITAL能将原理设计结果传递到后续设计过程中,准确的原理设计能避免后续设计出现连接错误,并能提供正确的报表。Capital Logic能识别、理解设计图纸上放置的对象,因此能进行DRC和仿真分析,为设计人员提供了强大的设计检查功能,保证设计的质量,提高设计效率。

 

2.Capital Insight

 

功能描述
Capital insight可以很方便的将设计以图表的方式即时的动态呈现,用于将设计做量化评估,让设计者对车型平台有一个全盘的理解,直观的体现出不同的电气布局,线路走向对于各个经济指标的影响,包括导线长度,材料成本,重量,组装操作成本等,通过不同方案比较,各项指标收益衡量来决定最合适的方案。
Capital Insight可以作为添加项加载在Topology, Integrator, Harness XC, Modular XC上面,以对各种评价指标进行实时的查看,默认情况下无需购买,除非用户需要在不同的场景间进行比较或者需要增加新的评价指标,这种情况下就需要购买专门的Insight模块

收益
实现根据不同的衡量指标,全方位的对不同的设计方案做比较,方便决策者以更直观的方式来选取折衷方案

 

3.Capital Topology

 

功能描述
Capital Topology是很有价值的模块,可以给用户带来以电气开发平台视角来查看和验证整个电气系统设计,主要功能有:
a.完善设计流程, 拓扑设计将平面布局、原理设计、线束设计有机的结合在一起。提供了整车电气设备拓扑结构,以及直观显示整车线束的分段及连接关系。
b.验证接线数据, 从原理的接线数据到2D线束图纸数据之间的链接通过拓扑图的形式实现,能够有效的避免因为接线数据过于庞大且分散导致的数据错误。
c.不同方案的快速评估, 可以通过设计出不同的拓扑设计方案,比较不同方案之间的线束重量、导线长度、成本等指标,对不同的物理架构进行快速的评估。
Topology是一个可加载的模块,前提条件是需要具备基础模块Logic,然后才能加载Topology来使用其功能

收益
充分利用软件功能,提高设计准确性,并且通过规则检查,减少出错几率,验证接线设计的完整性和准确性,实现线束设计的自动化推进。

 

4.Capital Harness XC

 

功能描述
Capital HarnessXC是CAPITAL的线束设计工具,主要功能有:
a.能够添加、更改线束设计,进行线束长度,节点位置,接插件位置,扎带位置,绝缘管、带缠绕方式和长度,线束分支等线束设计工作
b.能够从3D设计中导入线束布置/长度信息,亦可进行手动修改和设计
c.能从上游的Capital Logic的原理设计中同步接插件引脚/孔位信息和导线信息,使线束工程师无需担心逻辑连接和连接器选择的正确性,
d.自动对连接器选择孔位部件,如端子、密封圈和防水塞等
e.对线束设计进行工程计算和分析,输出各种表格和数据,如,导线明细表,配置表,导线长度,线束直径,绝缘胶带长度,线束重量、价格等
f.对复合线束设计按照车型配置进行分拆,生成具体100%配置的线束设计
g.能识别理解设计图纸上放置的对象,对线束设计进行设计规则检查(DRC),在不符合既定设计规则时,向设计人员提示错误和警告,并能阻止设计的发布,防止错误扩散
h.将线束设计图输出为PDF或DXF格式,用于归档和数据传阅
i.线束图设计版本管理功能,对设计的变化进行追踪和保留
j.提供从Capital Logic和Catia3D导入数据的变更管理功能,制定变更策略

收益
线束设计信息能最大程度重用3D设计和原理图设计中的数据,并能自动化的按车型配置拆分为派生图,自动生成线表,自动根据库信息匹配端子等附件;CAPITAL极大地提高了线束设计的效率和准确性。

 

5.Capital ModularXC
功能描述
a.包含Capital HarnessXC的全部功能,针对车型配置复杂性问题,同时提供线束模块化设计的方法:
b.该工具除支持传统的复合线束设计方式外,还重点针对线束模块化设计过程,即某一车型配置的线束是由多个和功能选项相关的线束模块组合而成。这些线束模块就像字母表中的字母,能像组合单词一样按照规则组合成线束产品。Capital ModularXC工具能将线束模块的定义、兼容性需求,以及附属零部件管理自动结合起来:即对线束模块化设计自动应用“拼写规则”。
c.Capital ModularXC工具也可结合现有Capital技术—"模块化综合(modular synthesis)",提供高度自动化、从前端到后端的线束模块化设计流程。 
d.另外,Capital ModularXC工具也可用于制造设计领域。线束成品取决于其支持的车型可选特性,但其构建过程则通常包括多个装配模块。这些装配模块尽管相互关联,但它们与特性驱动型线束模块明显不同,是基于优化线束生产和提高物流效率来划分的。Capital ModularXC工具可以定义装配模块的组合参数和方法,确保在所选车型特性都完全被支持的情况下,总是生成正确的线束物料清单。

收益
提供功能线束模块和制造线束模块两种模块划分方式,为设计和制造提供线束模块化使用方法,在保证设计质量的前提下大幅提高设计重用率,减少制造环节的物料损耗和仓储成本,提高生产效率,降低产品成本

 

 

 

 

6.高级仿真模块介绍:
6.1 Capital SimStress

功能描述
Capital SimStress用于模拟最坏情况下的零件选用
1.自动的导线和保险选择工具
2.根据规则对设计进行测试,并推荐导线的更换
3.能够充分模拟所有的输入条件
4.容易地为后续的设计过程输出所需的结果数据
5.如果和CAPITAL Integrator工具结合,可以针对所有车型配置进行分析

 

收益
自动按照设计标准验证设计;自动选择电气零件,以保证电气性能和限制器件扩散

6.2 Capital SimCertify

功能描述
Capital SimCertify用于进行失效模式和影响分析:
1.生成可读的电气FMEA报告的自动化工具
2.通过设计失效对系统行为的影响,对整车的保修和安全风险提供研究数据
3.增量FMEAs提供全面的回归测试
4.基于定性或定量的分析,能覆盖整个设计生命周期

 

收益
严格测试所有可能的电路状态;通过FMEA分析找出所有可能的系统失效,并衡量其风险及发生概率

6.3 Capital SimProve

功能描述
Capital SimProve用于查找、分析及消除设计潜在问题
1.用于找出潜在回路,并能标识出潜在路径
2.返回图形或文字的分析报告
3.独特的测试方法明显减少误报
4.同时也能在设定电气零件失效的时候进行分析

5.基于定性或定量的分析,能覆盖整个设计生命周期

 

收益
按照功能需求对设计进行验证;确保所需的功能能够正确触发

 

6.4 Capital SimScript

 

功能描述
Capital SimScript是脚本化的分析工具:
1.脚本生成工具,创建批量的分析任务
2.将多个仿真任务和详细的用户定义的场景进行分组运行,输出易配置的结果报告
3.脚本能应用于基于定性或定量的分析,能覆盖整个设计生命周期

收益
通过批量执行特定的分析过程来验证设计

 

6.5 Capital SimTransient
 

功能描述
Capital SimTransient工具使用VHDL-AMS建模,扩展仿真工具的建模能力:
1.使用行业标准语言(VHDL-AMS)创建仿真模型
2.可在模型中包含多领域信息(如,热分析)
3.对电路瞬时行为建模

收益
使用行业标准的建模语言,进行高级仿真模型创建,提高仿真程度,提高分析准确性

MAINTAIN模块介绍:

Capital Publisher
 

功能描述
Capital Publisher主要用于产生售后服务阶段需要的技术数据。 工具通过将原理图、导线明细和位置视图等电气设计信息整合并转换为内容丰富的格式化电子文档包,简化了技术信息发布的准备过程。结合了多种创新技术,如图表合成和格式化,Capital Publisher可以从上游Capital设计工具或第三方工具接收电气设计数据。作为一个电气智能应用程序,Capital Publisher可以验证和重新分配进入的信息,同时也能反映实际使用数据(有别于设计数据)。

 

 

 

 

 

 

 
 

 

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