一種基于C#的汽車電氣系統(tǒng)方案評估軟件的開發(fā)方法

蘇小立，趙公旗，劉 楨

（長城汽車股份有限公司技術中心 河北省汽車工程技術研究中心，河北 保定 071000）

隨著汽車復雜程度的提高，作為汽車重要有機組成部分的電氣系統(tǒng)的成本在整車中的比例也越來越大。為了提高電氣系統(tǒng)的性價比，各個主機廠都在極力變革電氣系統(tǒng)的設計方法，使之從傳統(tǒng)的設計方法轉變?yōu)橄仍O計多個備選方案，待評估后選擇最優(yōu)方案的優(yōu)化設計方法。在采取這種設計方法后，因為評估考慮的面廣，既要考慮市場的需求滿足程度，又要與所涉及到的物理系統(tǒng)設計的多個專業(yè)部門溝通、確認信息；然后還要將功能滿足程度的數據與經濟性數據進行歸納和匯總；最后要進行大量計算，得出各方案的優(yōu)劣結果，導致方案的評估工作比例驟增。據統(tǒng)計，電氣系統(tǒng)設計工程師在架構設計階段處理該過程的時間占整個設計時間的20%左右，既耗時又費力，這種工作模式制約著設計的效率。本文對基于價值工程理論進行評估的評估過程加以分析，歸納出一套電氣系統(tǒng)多方案評估流程，并基于高級語言C#，編制了一套自動評估軟件，旨在解決上述問題。

1 汽車電氣系統(tǒng)多方案評估流程及現狀

目前，要完成上述評估工作，通常要進行5個計算處理過程（圖1），每個過程的計算占用設計人員大量的精力和時間。尤其對于“計算處理①”，為了消除評估過程中由人為因素造成的偏差，往往采取多位工程師參與評估，然后將其評估結果一一處理，最后得到“各個功能評估指標權重系數”的方法，其數據處理量非常多；類似地，為了獲得“各方案的滿足程度”這一參數，也要經過一個同樣的過程。這2個過程的計算量最大、耗時最長，制約設計效率最嚴重。

圖1 汽車電氣系統(tǒng)評估流程圖

2 C#簡介

C#由微軟（Microsoft）開發(fā)和發(fā)布，并且經Ecma與ISO核準和認可，是一種完全支持面向對象開發(fā)的編程語言；它繼承了較為成熟的C語言的優(yōu)秀功能和C++語言的高效率性能，同時摒棄二者內部的“宏”批量處理和多重繼承等復雜特性；另外，它還繼承了VB的可視化操作風格，因而具有更好的操作性能，同時，較為智能的輸入語法功能使得編程效率進一步提高，目前已經成為.Net開發(fā)的首選語言。

1）C#的一些重要的功能：①自動垃圾回收功能（Garbage Collecting Automatically）；②豐富的標準庫（Abundant Standard Library）；③委托和事件管理（Delegates and Events Management）；④泛型變量的使用（Generics Variables）等。

2）C#的主要特點：①完全地面向對象［1］；②較高的安全性：表現在C#代碼通過編譯后存儲為IL（Intermediate Language）這種中間語言，達到代碼與平臺、特定的CPU的無關性，通過.Net平臺提供的類型安全檢查功能防止類型錯誤，對代碼的安全加以保證；③個性化組件的開發(fā)：根據解決方案和程序架構的需求可以自定義開發(fā)專用組件，該組件的開發(fā)語言可以是.Net平臺所支持的任何語言，開發(fā)后的組件集成在.Net中［2］供團隊共享，可實現開發(fā)團隊的分工協(xié)作和效率的提升。

3 電氣系統(tǒng)方案評估軟件設計

3.1 軟件模塊及軟件架構

方案評估軟件的模塊及軟件架構設計如圖2所示。

圖2 評估軟件架構

3.2 軟件與Excel文件的信息交互探索

為了便于對設計信息進行管理，在汽車電氣系統(tǒng)設計過程中輸出的交流文件、發(fā)布文件等技術文件，大多數都采用Excel文件格式。若要實現本軟件進行自動評估，就需要實現軟件與Excel平臺的信息交互。因此，解決2個工作平臺之間的信息交互是本次設計的關鍵環(huán)節(jié)，現就其中關鍵的解決方法和技術加以闡述。

3.2.1 添加com組件（Microsoft Office 11.0 Object Library）

在所建立的項目中，需要引用下述組件，方法如圖3所示。

圖3 .Net平臺的部分com組件顯示圖

3.2.2 在項目中引用Excel命名空間

使用using指令，引用Excel的命名空間，方法如圖4所示。

圖4 .Net平臺實現引用Excel命名空間的代碼

3.2.3 建立信息交互通道代碼

1）引用Excel對象

Excel.Application excel = new Excel.Application（）；

2）引用Excel工作簿

excel.Application.Workbooks.Add（true）；

Excel.Workbook xBook = excel.Workbooks._Open（FilPath+"功能指標權重數打分+ i+".xls"）；

Excel.Worksheet xSheet = （Excel.Worksheet）xBook.Sheets［1］；

excel.Visible = false；//使Excel可視

其中，“FilPath”是Excel文件的路徑，如：E:ScheamEvalue

3）每個單元格的定位代碼

excel.Cells［Row， Column］）.Text

經過如上操作，建立并完成了2個平臺的信息交互通道，實現數據通信。

3.3 程序流程圖

根據需要解決問題的分析，形成圖5所示的編程思路。

圖5 程序流程圖

3.4 驗證

基于上述流程圖，筆者編制了各個模塊的程序，并對軟件代碼進行了整體調試。為了了解軟件的運行情況，基于以下案例進行了驗證。案例假設有待評方案A、B、C，評估指標為F1、F2、F3，設其成本分別為CA、CB、CC。再由不同專業(yè)的工程師（5位）對各方案進行評估打分，受篇幅所限，這里僅僅給出其中一位評估人員的數據，即功能指標權重打分表、各方案的功能滿足程度打分表和各個方案的成本數據表，分別如表1、表2、表3所示，從而獲得評估數據。

表1 功能指標權重打分表

表2 各方案的功能滿足程度打分表

表3 各方案的成本數據表

按照傳統(tǒng)的人工計算方法，方案A、B、C的功能價值系數分別為0.333、0.329、0.325。軟件計算結果如圖6所示。

圖6 評估軟件界面

從上述驗證可知，軟件能夠順利地實現與Excel的信息交互，計算結果與人工計算一致。人工計算時間約為10min，軟件從啟動到計算，再到結果的顯示，總用時約為2.5s，同時不用反復翻閱資料，核對數據。這些區(qū)別充分證明了該軟件不僅能消除人工枯燥的計算工作，還能提高評估效率，且評估工作越多，這種的效果將越明顯。

4 結語

本文首先闡述了汽車電氣系統(tǒng)設計過程中各個方案評估工作中所遇到的耗時長、工作量大等問題，然后介紹了.Net平臺下的C#語言及其特點，探索了將傳統(tǒng)的評估工作需求與C#的優(yōu)點進行結合的可能性，設計了評估軟件架構，給出了流程圖，探索并給出了軟件與Excel之間的信息交互模塊的代碼，最后對軟件進行了驗證，結果表明：軟件能夠準確地計算出評估結果。這不僅能提高整車電氣系統(tǒng)評估工作的效率，還較大程度上將工程師從枯燥的計算工作中解放出來。同時，該專用軟件設計方法對類似的其他專用分析軟件的開發(fā)具有一定的指導意義和工程參考價值。

［1］ 丁貴廣.ASP及ASP.NET編程基礎與實例（第2版）［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2004.

［2］ 張固.ASP網絡應用系統(tǒng)典型模塊開發(fā)實例解析［M］.北京：人民郵電出版社，2004.