基于CHS軟件的飛機線束設(shè)計應(yīng)用

摘 要：飛機電氣系統(tǒng)的線束設(shè)計主要基于AutoCAD的二維圖紙，和excel表格來完成。這需要耗費大量的人力時間來完成從原理圖到線束分叉圖的整個設(shè)計過程。而且由于二維圖紙沒有校驗措施，錯誤較難避免，且大量表格維護更是費時費力。為此將美國Mentor Graphics公司的CHS（Capital Harness System）專業(yè)線束設(shè)計軟件引入飛機電氣系統(tǒng)線束設(shè)計的二維圖紙設(shè)計過程，并根據(jù)飛機設(shè)計要求進行二次開發(fā)，使所設(shè)計的圖紙可進行電氣校驗，建立電氣元器件庫整合進二維圖紙的數(shù)據(jù)庫，大大的提高了設(shè)計的效率，同時也保證了設(shè)計的可靠性和可維護性。

關(guān)鍵詞：飛機電氣系統(tǒng) 線束設(shè)計 二維圖紙 CHS

中圖分類號：V262；TP391.72文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（a）-0019-02

Aircraft Harness Design Based on CHS

Hao Dongjing

（Commercial Aircraft Corporation of China，Ltd Shanghai Aircraft Design Institution，Shanghai，201210，China）

Abstract：Aircraft harness design is mainly 2D-design based on AutoCAD and excel diagrams.It will consume a lot of energy and time of the designer to complete the process from schematic diagram to harness diagram.Also there is no supervision measure，mistakes cannot be avoided and the maintenance of the large amount of excel diagrams can be annoying.The harness design based on CHS，product of Mentor Graphics Company，helps with the check mechanism，and greatly improves the reliability and maintenance efficiency.

Key Words：Aircraft electrical system wiring harness；Design；Drawings；CHS

目前民用飛機線束設(shè)計工程化的還存在著以下問題。

設(shè)計手段和方法明顯落后：（1）設(shè)計手段和環(huán)境滯后，自動化程度不高，效率低；（2）大量手工重復(fù)性勞動，繁瑣并且容易出錯；（3）缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理，數(shù)據(jù)不一致，服用效率低；（4）不同圖紙不同數(shù)據(jù)之間缺乏聯(lián)系，無法驗證和確認。

質(zhì)量可靠性保障機制缺失：（1）相關(guān)文檔的形成機制落后，導(dǎo)致問題大量出現(xiàn)；（2）線纜設(shè)計環(huán)境與企業(yè)系統(tǒng)集成之間的問題。

而通過采用Mentor Graphics公司的CHS軟件則可以建立飛機電氣數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)需要進行二次開發(fā)，提升設(shè)計的自動化程度，提高圖樣管理和線束設(shè)計的科學(xué)性。

1 設(shè)計流程

電氣的布線設(shè)計是一項很特殊的工作，它跨越了電氣和機械兩個領(lǐng)域，在設(shè)計過程中要綜合考慮電氣和機械連接兩方面的因素，而且設(shè)計數(shù)據(jù)量大，涉及專業(yè)多，流程操作復(fù)雜。

傳統(tǒng)方式采用AutoCAD，Excel，CATIA來實現(xiàn)布線設(shè)計的作圖，數(shù)據(jù)交換以及三維模型。但是這種方式下對于各類圖樣采用AutoCAD繪制，僅能體現(xiàn)各設(shè)備間連接關(guān)系，圖樣沒有任何電氣屬性，由于缺乏相應(yīng)的建模方式來描述整個線束系統(tǒng)的電氣和機械特性，從而把線束設(shè)計局限為一個機械設(shè)計，在產(chǎn)品最終生產(chǎn)出來之前無法進行諸如電氣規(guī)則、機械屬性匹配等方面的檢查，在實際操作中帶來了很多質(zhì)量問題，將導(dǎo)致項目進程的延誤以及成本的迅速增加。同時制作的圖樣僅在單機上修改，無法共享，對于圖樣的一致性依賴人為因素過大。圖樣和數(shù)據(jù)表格Excel無法進行自動校對和一致性檢查，且修改時只能同時對兩種相關(guān)文件進行修改，不利于文件的一致性和同步。而且AutoCAD與CATIA的接口不是很好，無法實現(xiàn)對接，對于三維數(shù)模和二維圖的一致性只能依賴人的校對?？傮w來說，在布線設(shè)計方面存在著非自動化，人為因素過大，無法檢驗電氣屬性的缺陷。

2 CHS在二維圖紙中的應(yīng)用

2.1 圖紙風(fēng)格定義

采用AutoCAD做二維圖雖然可以使用統(tǒng)一的圖樣模板，但是一旦圖樣需要顯示的信息發(fā)生變化，則需要設(shè)計員每次都要做大量更改。但是采用CHS軟件時，后臺管理員根據(jù)繪圖要求文件對圖紙進行命名和風(fēng)格化。這樣對于每個設(shè)計員來講，將設(shè)備的信息填好以后，只需要更改圖紙風(fēng)格，就可以顯示不同的屬性，避免了設(shè)計員大量重復(fù)定義的麻煩。在圖2填入的設(shè)備信息進入了CHS Oracle數(shù)據(jù)庫中，可以通過對相應(yīng)數(shù)據(jù)庫的操作來獲得和歸納填入的設(shè)備信息，并且數(shù)據(jù)庫引擎選用了通用數(shù)據(jù)庫，對整個流程中所有的數(shù)據(jù)實施統(tǒng)一管理，可以被各個階段的設(shè)計軟件訪問，從而保證了數(shù)據(jù)共享的有效性、一致性。

2.2 電氣庫建立

在電氣原理圖中，為了清晰的表達設(shè)備間的連接關(guān)系及設(shè)備信號的具體意義，除了需要表達清楚設(shè)備間的連接關(guān)系，對于簡單的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，也應(yīng)示意在原理圖的圖面。所以對于這種需要表示內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)備，CHS軟件提供自建物料庫和國標(biāo)的物料庫，可以以圖片或者設(shè)備形式添加在圖樣中，但是這種以圖片方式添加的設(shè)備沒有電氣屬性。而以設(shè)備方式進行添加的是具有電氣屬性的。如圖3所示。元件參數(shù)庫是整個設(shè)計工作的基石，可針對標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)備進行建模，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)備的統(tǒng)一管理和共享。在設(shè)計初期建立電氣元件標(biāo)準(zhǔn)件庫，在設(shè)計中就可以將庫中元件添加在圖紙中，各項屬性就反映在了圖紙的數(shù)據(jù)庫中。從而避免了傳統(tǒng)方式中大量的重復(fù)性勞動。

為了讓原理圖指導(dǎo)線束設(shè)計的作用發(fā)揮的更大，對于設(shè)備間的連接導(dǎo)線可以設(shè)置電氣屬性，例如可以設(shè)置線規(guī)，線型，等信息，以方便線束設(shè)計人員對導(dǎo)線信息進行收集，從而作為下一步的線束設(shè)計的輸入。

2.3 圖紙校驗

傳統(tǒng)的方式中，AutoCAD中的圖紙沒有校驗措施，因為由于維護數(shù)據(jù)量較大，再認真仔細的工程師也會犯錯誤。但是問題一旦發(fā)生的情況下，有時可能會需要耗費巨大的人力和物力來重現(xiàn)問題，尋根究源，但如果有校驗措施，這類人為的錯誤就可以避免了。采用CHS中提供自動校驗功能就解決了上述問題可以根據(jù)需要校驗的內(nèi)容對圖紙進行校驗，從而可以減少因為人為因素而導(dǎo)致錯誤。

3 CHS二次開發(fā)

由于CHS支持二次開發(fā)，對于填入的電氣屬性數(shù)據(jù)，可以利用開發(fā)出插件，以Excel表格的形式進行導(dǎo)出。如此實現(xiàn)了個性化定制，比照AutoCAD+Excel的方式來講，CHS中相當(dāng)于整合了這兩種需求，實現(xiàn)了表格數(shù)據(jù)和圖面設(shè)計的一致性，減輕了設(shè)計人員的負擔(dān)，并且可以根據(jù)不同的設(shè)計階段和不同的需求，導(dǎo)出不同的數(shù)據(jù)進行分析，圖3是導(dǎo)出的插件。

CHS的二次開發(fā)，還為和企業(yè)系統(tǒng)間的集成提供了解決方案。圖紙的簽審流程是在企業(yè)系統(tǒng)平臺上進行的，為了使CHS軟件圖紙狀態(tài)和簽審流程狀態(tài)保持一致，可以開發(fā)出相應(yīng)的插件來控制CHS軟件中圖紙的狀態(tài)與企業(yè)集成平臺保持一致（圖3）。

總體來說，作為電氣設(shè)計軟件CHS在原理圖繪制方面相比與傳統(tǒng)的AutoCAD+ Excel的方式有著很大的優(yōu)勢，給整個項目的電氣設(shè)計帶來了巨大便捷和先進性。

4 總結(jié)和展望

CHS軟件已經(jīng)某型飛機項目電氣設(shè)計中使用了一年多時間，效果良好。CHS軟件憑借其強大的功能，使設(shè)計員工擺脫了以往使用AutoCAD軟件進行電氣線路設(shè)計時需要手工操作的一些步驟，以及產(chǎn)生的大量報表，實現(xiàn)了電氣線束設(shè)計無紙化，自動化，節(jié)省了設(shè)計人員大量的寶貴時間。實踐證明，采用諸如CHS等先進的電氣設(shè)計軟件是飛機電氣設(shè)計的大勢所趨，也是提升飛機設(shè)計單位核心研制能力的必要手段。

參考文獻

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