Capital Systems Integrator: ジェネレーティブ・フローのプラットフォームでワイヤー・ハーネスの複雑さを解決

ジェネレーティブ・フロー・アプローチは、150%の正確な配線を自動的に生成し、すべての許容構成をサポートすることで、「構築することで正しい結果が得られる (correct-by-construction)」設計を実現します

現代の車両は複雑でソフトウェア定義型であり、電子機器が総コストの約40%を占めています。複雑さが増加しているため、時間がかかり、エラーの発生しやすい手動タスクに依存する従来の設計手法は、もはや十分ではありません。さらに悪いことに、これらの方法は開発を遅らせ、品質に影響を与える可能性があります。ジェネレーティブ・アプローチは、150%の正確な配線を自動的に生成し、すべての許容構成をプラットフォーム・レベルでサポートすることで、「構築することで正しい結果が得られる (correct-by-construction)」設計を実現します

最近のウェビナーでは、Capital Electrical Distributionのシニア・プロダクト・マネージャーを務めるErica Van Berkumとともに、従来の設計とジェネレーティブ・デザインの違いを説明し、Siemens Capitalを使用したジェネレーティブ・デザイン・フローのデモを参加者の皆様にご紹介しました。この記事では、ジェネレーティブ・フローの主要な要素を検証し、今日の最新車両の複雑さの増大をデザイナーが克服するためにどのように役立つかを説明します。

従来の設計フローとジェネレーティブ・デザインのフロー

今日のエンジニアは、トポロジや複雑性の管理、手動による設計最適化に費やす時間を削減したいと考えています。残念なことに、従来の設計フローには、プラットフォームのコンテキストで設計を最適化し、検証する方法がなく、純粋にユーザー固有のエンジニアリング・ノウハウに依存しています。 プラットフォームの配線回路図を設計するには、車両のトポロジについて深く理解する必要があり、設計を最適化する仕組みが存在しません。厳しいスケジュールを満たそうとする開発者たちは、変化する要件にすぐに圧倒されてしまうことがあります。

対照的に、ジェネレーティブ・フローはプラットフォームのコンテキストでデータを管理し、単一のハーネスだけでなく、完全な車両の設計に焦点を当てています。ジェネレーティブ・デザインは、 競争力のあるIPの獲得と開発、システム統合の加速、設計時間とコストの削減を実現します。さらに、このアプローチにより、チームは次世代車両の品質とパフォーマンスを向上させる代替アーキテクチャを評価することができます。

下図は、Capitalプラットフォームを使用したジェネレーティブ・デザイン・フローを示しています。

図からわかるように、Capital Systems Integratorは入力を消費し、カスタマイズ可能な設計パラメーターに基づいて一貫性した再現性のある配線接続を実現します。生成された接続性は車両全体で一貫しており、すべての構成をサポートします。

左側の円は反復プロセスを表しており、エンジニアは必要に応じて設計パラメーターを調整し、新しい配線接続を生成することができます。目的の配線が完了すると、システムはハーネスへの接続を同期し、物理回路図を生成します。さらに、サービス・ドキュメンテーションのプロセスでは、プラットフォームのコンテキストのデータも消費します。 最初から設計を繰り返すことで、エンジニアは設計プロセス全体を通じてデータの品質と連続性を確保できます。

ジェネレーティブ・デザイン・フローの主要な要素

ジェネレーティブ・デザイン・フローは、次の要素から構成されています。

• 論理接続: 論理的な接続性は、Capital Systems Integratorが物理的な配線を生成するための重要な入力です。さまざまな種類の複雑さを生成するためには、デバイス、デバイスピン、ネットなどの論理的なデザイン・オブジェクトにオプション・タグを適用する必要があります。オプションのタグ付けは、複雑なオプション式を使用せずに、該当する機能を簡単な方法で、シンプルに記述することができます。Capital Integratorは、接続を確立するために物理情報を追加する必要がないため、プロジェクト間での論理設計の再利用を増やし、生産性を向上させます。

• ワイヤーの生成: Capital Systems Integratorは、論理的な接続性を取り込み、各構成に対してコスト最適化されたソリューションを計算します。合成エンジン (物理的な接続を生成する) は、論理的なデザイン・オブジェクト、バンドル、スロットに適用されるすべてのオプションを考慮します。その他の設計パラメーターは、スプライスやマルチターミナルなど、推奨される終端方法を制御し、有効な配線経路を決定するために役立ちます。どの時点でも、合成エンジンはプラットフォーム全体の一貫した配線を確認します。

ジェネレーティブ・フローは、「最初から正しい」設計アプローチをサポートします。Capital環境が貴社の基準や要件を満たすように設定されると、プロジェクト固有のパラメーターを簡単に調整できるため、ゼロからやり直すことなく、設計ライフサイクルをさらに加速できます。

• 派生ハーネスの複雑さ: Capital IntegratorのアドオンツールであるCapital Level Manager (CLM) は、ハーネスレベルの複雑さを自動化し、一貫した再現性のある結果を提供するために使用できます。これは、派生フローを活用することで機能します。最適化のためのパラメーターには、コスト指標、年間数量、テイクレート、オプション・パッケージ、付け捨ての制限などが含まれます。CLM最適化の結果は、特定のハーネス・ファミリーがモジュラー候補になるかどうか、例えば、付け捨てによる節約が期待されたほど達成できない場合などを、判断するために使用できます。
• モジュラー・ハーネスの複雑さ: Capital Systems Integratorは、エンジニアがカスタマイズされたモジュール化を柔軟に適用して、複雑さを効率的に管理できるようにします。配線上のオプション式を一貫して生成する機能は、モジュラー設計の自動化と検証に不可欠であり、Capital Integrator合成エンジンのコア機能です。
• ハーネスの設計と同期: Capitalでは、データが追跡可能で、抽象化全体で一貫性を持っています。これにより、プラットフォームとハーネス抽象化の間で、1つのハーネスに対して150%の設計内容を同期させることができます。いったんデータを生成したら、必要に応じて強化して処理できます。

要約すると、Capital Systems Integratorは論理的な接続性を消費し、カスタマイズ可能な設計パラメーターに基づいて配線を自動生成します。この合成エンジンは、生成された接続の一貫性を確保し、必要なすべての構成をサポートします。Capital Systems Integratorを使用すると、この単一のツールだけで複数のプラットフォームを設計し、ハーネス・ファミリーごとに異なる複雑さの概念を適用することができます。

このブログ記事で説明されている概念のデモ については、ウェビナー全編をご覧ください。また、Siemens Capital自動車設計用ツールスイートの詳細については、こちらをご覧ください。

Stefan Fischer、シニア・プロダクト・マネージャー

自動車業界で20年以上の経験があり、2005年以降はCapitalポートフォリオを担当しています。Yazaki Europe Limitedでは、Capitalジェネレーティブ・ツールの本番展開のリーダーや、ツールおよび手法のリード・エンジニア、上級エンジニアリング・エンジニア、システム・エンジニア、常駐エンジニアのほか、OEMプラントでの製造サポートや配線エンジニアなど、数多くの職を歴任しました。