Capital Systems Integrator: Entwicklungslösung zur Bewältigung der Komplexität mit einem generativen Plattformfluss

Ein generativer Fluss ermöglicht konstruktionsbegleitende Korrektur, indem automatisch eine genaue 150 %-Verdrahtung generiert wird, um alle zulässigen Konfigurationen zu unterstützen

Moderne Fahrzeuge sind komplex und softwaredefiniert – die Elektronik macht etwa 40 % ihrer Gesamtkosten aus. Traditionelle Konstruktionsmethoden, die auf zeitraubende, fehleranfällige, manuelle Aufgaben setzen, reichen aufgrund ihrer zunehmenden Komplexität nicht mehr aus. Schlimmer noch, diese Methoden können die Entwicklung verzögern und die Qualität beeinträchtigen. Ein generativer Ansatz ermöglicht eine konstruktionsbegleitende Korrektur, indem automatisch eine genaue 150%-Verkabelung generiert wird, um alle zulässigen Konfigurationen auf Plattformebene zu unterstützen.

Während eines kürzlich durchgeführten Webinars erläuterte ich zusammen mit Erica Van Berkum, Senior Product Manager, Capital Electrical Distribution, die Unterschiede zwischen traditioneller und generativer Konstruktion und führte die Teilnehmer durch eine Demo der Abläufe bei generativer Konstruktion mit Siemens Capital. In diesem Beitrag untersuchen wir die Schlüsselkomponenten des generativen Flusses und erklären, wie sie Konstrukteuren helfen, die zunehmende Komplexität in den heutigen modernen Fahrzeugen zu bewältigen.

Traditioneller vs. generativer Konstruktionsfluss

Die Konstrukteure von heute sind bestrebt, den Zeitaufwand für Topologie, Komplexitätsmanagement und manuelle Konstruktionsoptimierung zu reduzieren. Leider fehlt dem traditionellen Konstruktionsfluss eine Möglichkeit, Konstruktionen im Plattformkontext zu optimieren und zu validieren, und hängt ausschließlich von benutzerspezifischem Engineering-Know-how ab. Das Entwerfen von Schaltplänen für die Plattformverkabelung erfordert ein tiefes Verständnis der Fahrzeugtopologie, und es gibt keinen Mechanismus zur Optimierung der Konstruktion. Entwickler können schnell mit sich ändernden Anforderungen überfordert sein, wenn sie versuchen, aggressive Zeitpläne einzuhalten.

Im Gegensatz dazu verwaltet der generative Fluss die Daten in einem Plattformkontext und konzentriert sich auf die Gestaltung eines kompletten Fahrzeugs, nicht nur eines einzelnen Kabelbaums. Generative Konstruktion ermöglicht es Anwendern , wettbewerbsfähiges geistiges Eigentum zu erfassen und zu entwickeln, die Systemintegration zu beschleunigen und Konstruktionszeit und -kosten zu reduzieren. Als zusätzlichen Bonus ermöglicht dieser Ansatz den Teams, alternative Architekturen zu evaluieren, die die Qualität und Leistung von Fahrzeugen der nächsten Generation verbessern.

Die folgende Abbildung veranschaulicht den generativen Konstruktionsfluss unter Verwendung der Capital-Plattform:

Wie Sie in der Abbildung sehen können, nutzt Capital Systems Integrator die Eingaben und liefert eine konsistente und wiederholbare Verkabelung auf der Grundlage anpassbarer Konstruktionsparameter. Die generierte Konnektivität ist im gesamten Fahrzeug konsistent, so dass alle Konfigurationen unterstützt werden.

Der Kreis auf der linken Seite stellt den iterativen Prozess dar, der es Konstrukteuren ermöglicht, Konstruktionsparameter anzupassen und bei Bedarf neue Verdrahtungsverbindungen zu generieren. Nachdem die gewünschte Verkabelung abgeschlossen ist, synchronisiert das System die Konnektivität mit dem Kabelbaum und generiert physische Schaltpläne. Darüber hinaus verbraucht der Prozess der Servicedokumentation auch Daten im Plattformkontext.  Durch die Iteration der Konstruktion von Anfang an können Konstrukteure die Datenqualität und Kontinuität während des gesamten Konstruktionsprozesses sicherstellen.

Schlüsselkomponenten eines generativen Konstruktionsflusses

Der generative Konstruktionsfluss besteht aus den folgenden Komponenten:

• Logische Konnektivität: Logische Konnektivität ist ein wichtiger Input für Capital Systems Integrator, da es physische Verkabelung generiert. Um jede Art von Komplexität zu erzeugen, muss das Options-Tagging auf die logischen Konstruktionsobjekte wie Geräte, Gerätepins und Netze angewendet werden. Das Options-Tagging kann einfach sein und das anwendbare Feature auf einfache Weise beschreiben, ohne komplexe Optionsausdrücke. Durch den Wegfall der Notwendigkeit, physische Informationen hinzuzufügen, um Konnektivität herzustellen, erhöht Capital Integrator die Wiederverwendung logischer Konstruktionen in Projekten und steigert so die Produktivität.

• Leitungsgenerierung: Capital Systems Integrator nutzt die logische Konnektivität und berechnet für jede Konfiguration eine kostenoptimierte Lösung. Die Synthese-Engine (die die physische Konnektivität erzeugt) berücksichtigt alle Optionen, die auf logische Konstruktionsobjekte, Bundles und Steckplätze angewendet werden. Zusätzliche Konstruktionsparameter steuern die bevorzugte Terminierungsmethode – wie z. B. Spleißen im Vergleich zu Mehrfachterminierung – und helfen bei der Bestimmung gültiger Routing-Pfade. Die Synthese-Engine stellt zu jedem Zeitpunkt sicher, dass die Verdrahtung auf der gesamten Plattform konsistent ist.

Der generative Fluss unterstützt den Konstruktionsansatz, es auf Anhieb richtig zu machen. Sobald die Capital-Umgebung so eingerichtet ist, dass sie den Standards und Anforderungen Ihres Unternehmens entspricht, können Sie projektspezifische Parameter einfach anpassen, ohne das Rad neu erfinden zu müssen, was den Konstruktionslebenszyklus weiter beschleunigt.

• Komplexität des abgeleiteten Kabelbaums: Capital Level Manager (CLM), ein Add-on-Tool für Integratoren, kann verwendet werden, um die Komplexität auf Kabelbaumebene zu automatisieren und konsistente und wiederholbare Ergebnisse zu liefern. Dies funktioniert durch Nutzung eines abgeleiteten Flusses. Zu den Parametern für die Optimierung gehören Kostenmetriken, jährliche Volumina, Take-Rates, Optionspakete und Giveaway-Restriktionen. Die Ergebnisse der CLM-Optimierung können verwendet werden, um festzustellen, ob eine bestimmte Kabelbaumfamilie ein modularer Kandidat wird – zum Beispiel, wenn eine erwartete Einsparung nicht erreicht werden kann.
• Komplexität des modularen Kabelbaums: Capital Systems Integrator bietet Konstrukteuren die Flexibilität, kundenspezifische Modularisierungen anzuwenden, um die Komplexität effizient zu bewältigen. Die Fähigkeit, konsistent Optionsausdrücke zur Verdrahtung zu generieren, ist für die Automatisierung und Validierung einer modularen Konstruktion unerlässlich und ist eine Kernfunktionalität der Capital Integrator Synthese-Engine.
• Kabelbaumkonstruktion und Synchronisation: In Capital sind Daten nachvollziehbar und über Abstraktionen hinweg konsistent. Auf diese Weise können 150 % des Konstruktionsinhalts für einen einzelnen Kabelbaum zwischen der Plattform und der Kabelbaumabstraktion synchronisiert werden. Sobald die Daten generiert sind, können sie bei Bedarf angereichert und verarbeitet werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Capital Systems Integrator logische Konnektivität verbraucht und die Verkabelung automatisch auf der Grundlage anpassbarer Konstruktionsparameter generiert. Die Synthese-Engine stellt sicher, dass die generierte Konnektivität konsistent ist und alle erforderlichen Konfigurationen unterstützt. Mit einem einzigen Tool – Capital Systems Integrator – können Sie mehrere Plattformen entwerfen, und für jede Kabelbaumfamilie kann ein anderes Komplexitätskonzept angewendet werden.

Sehen Sie sich das vollständige Webinar an, um eine Demo  der in diesem Blogbeitrag erläuterten Konzepte zu sehen.Weitere Informationen über die Siemens Capital Suite mit Tools für die Automobilkonstruktion finden Sie hier.

Stefan Fischer, Senior Product Manager

Stefan Fischer verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung auf dem Automobilmarkt und arbeitet seit 2005 mit dem Capital-Portfolio. Bei Yazaki Europe Limited hatte er verschiedene Positionen inne, darunter Capital Generative Deployment for Production Lead, Tools and Methods Lead Engineer, Advanced Engineering Engineer, System Engineer, Resident Engineer – Production Support bei OEM Plant und Routing Engineer.