早期驗(yàn)證助力開發(fā)團(tuán)隊(duì)提高設(shè)計(jì)效率

時(shí)間:2009-09-29

來源:The MathWorks-北京邁斯沃克軟件有限公司

導(dǎo)語:隨著中國汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展,中國逐漸成為全球重要的汽車生產(chǎn)國和消費(fèi)國,而快速發(fā)展的汽車產(chǎn)業(yè)為汽車電子產(chǎn)品提供了廣闊的應(yīng)用市場。

The MathWorks 公司   Fellow
      Jim Tung 是The MathWorks公司 Fellow,專注于業(yè)務(wù)和技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略與分析。Jim 在科學(xué)計(jì)算軟件市場擁有超過 27年的經(jīng)驗(yàn),包括在The MathWorks 公司工作的21年,他曾經(jīng)擔(dān)任市場營銷副總裁和業(yè)務(wù)拓展的副總裁。在他早期的職業(yè)生涯中,他在Lotus Development 和Keithley DAS 公司(一家基于 PC 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的領(lǐng)先制造商)從事市場和銷售管理方面的工作。Jim擁有哈佛大學(xué)的學(xué)士學(xué)位。


      隨著中國汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展,中國逐漸成為全球重要的汽車生產(chǎn)國和消費(fèi)國,而快速發(fā)展的汽車產(chǎn)業(yè)為汽車電子產(chǎn)品提供了廣闊的應(yīng)用市場。作為世界領(lǐng)先的科學(xué)計(jì)算與基于模型設(shè)計(jì)的軟件開發(fā)商,The MathWorks產(chǎn)品在幾乎所有汽車系統(tǒng)開發(fā)中均得以應(yīng)用。工程師依賴這些工具探查和分析新的創(chuàng)意,進(jìn)行系統(tǒng)建模和仿真,建立車輛概念的快速原型,然后將其應(yīng)用到產(chǎn)品級硬件中。


早期驗(yàn)證消除“驗(yàn)證危機(jī)”
      隨著系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度的增加及產(chǎn)品上市時(shí)間壓力的加大,開發(fā)團(tuán)隊(duì)面臨著更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在傳統(tǒng)的開發(fā)流程下,開發(fā)團(tuán)隊(duì)在完成系統(tǒng)集成或原型硬件開發(fā)之后才能進(jìn)行測試和驗(yàn)證,然而,這一階段發(fā)現(xiàn)的設(shè)計(jì)錯誤將會迫使開發(fā)團(tuán)隊(duì)付出高昂的代價(jià)去對其進(jìn)行修正,甚至有可能需要徹底重新設(shè)計(jì),從而導(dǎo)致項(xiàng)目被迫延期。
      針對傳統(tǒng)開發(fā)流程所存在的這一問題,The MathWorks提出采用基于模型的設(shè)計(jì)進(jìn)行早期驗(yàn)證的開發(fā)理念,在需求和設(shè)計(jì)階段就對系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證,以便盡早發(fā)現(xiàn)錯誤并進(jìn)行修正,以開發(fā)和設(shè)計(jì)具有高可靠性的產(chǎn)品,提高設(shè)計(jì)效率,并縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。
      據(jù)The MathWorks公司首席研究員(Fellow) Jim Tung先生介紹,早期驗(yàn)證的主要特點(diǎn)包括在可執(zhí)行的規(guī)范下進(jìn)行需求分析;使用模型作為算法和組件的系統(tǒng)級測試平臺;對設(shè)計(jì)權(quán)衡、組件交互以及系統(tǒng)度量進(jìn)行仿真和評估;從虛擬系統(tǒng)集成到完成系統(tǒng)開發(fā),對測試平臺進(jìn)行重復(fù)利用。
      根據(jù)開發(fā)團(tuán)隊(duì)對于基于模型的設(shè)計(jì)的使用和依賴程度,The MathWorks公司將其分為三大類,即基于模型的設(shè)計(jì)的高級采用者(大量使用模型進(jìn)行設(shè)計(jì)和代碼生成)、開發(fā)控制系統(tǒng)的中小型團(tuán)隊(duì)(在原型機(jī)上手動調(diào)節(jié)控制器算法)、算法集中的信號處理、圖像處理以及通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)者(使用MATLAB 進(jìn)行研究,但不同組件使用獨(dú)立的工作流程)。
      Jim Tung先生介紹道,基于模型的設(shè)計(jì)的高級采用者一般廣泛存在于高端制造業(yè)中,如汽車和航空航天。這類開發(fā)團(tuán)隊(duì)采用高級的基于模型的設(shè)計(jì)使建模和需求聯(lián)系在一起,如引擎必須與底盤、安全系統(tǒng)和許多其他單個(gè)組件相聯(lián)系,以確保在制造完成后,車輛能作為一個(gè)系統(tǒng)發(fā)揮作用,同時(shí)確保高度集成的系統(tǒng)里不會出現(xiàn)代價(jià)高昂的設(shè)計(jì)錯誤。因此在設(shè)計(jì)流程的早期保持溝通和徹底驗(yàn)證就顯得尤其重要。采用了MATLAB 和Simulink的基于模型設(shè)計(jì)增強(qiáng)了虛擬集成及測試,這就使得汽車和航空航天行業(yè)的設(shè)計(jì)工程師可以在需求分析階段更精確地理解需求,以優(yōu)化他們的設(shè)計(jì)并且更好地理解這些復(fù)雜的集成系統(tǒng)。
      對于開發(fā)控制系統(tǒng)的中小型團(tuán)隊(duì)來說,他們面臨的一個(gè)重要挑戰(zhàn)是如何在時(shí)間和預(yù)算的限制下,完成系統(tǒng)性能和可靠性的交付。工程師在硬件原型上測試軟件,是一個(gè)廣為采用而且傳統(tǒng)的方法。然而,這一階段出現(xiàn)的設(shè)計(jì)缺陷會導(dǎo)致代價(jià)高昂的延遲,甚至可能必須徹底重新設(shè)計(jì)?,F(xiàn)在,具有創(chuàng)新性的工程師團(tuán)隊(duì)通過早期驗(yàn)證已經(jīng)解決了這個(gè)問題,即:在測試硬件原型之前將建模與仿真應(yīng)用到他們的系統(tǒng)和控制器中重復(fù)試驗(yàn),以盡早發(fā)現(xiàn)并修復(fù)潛在設(shè)計(jì)缺陷。這樣,在開發(fā)階段就節(jié)省了寶貴的時(shí)間。
      信號處理和通信設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)經(jīng)常開發(fā)包括模擬、數(shù)字和軟件元素的復(fù)雜系統(tǒng)。這些組件由處于不同區(qū)域的小型團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建并平行開發(fā)出來,只有當(dāng)?shù)谝粋€(gè)集成系統(tǒng)原型完成之后才能測試這些組件。鑒于其復(fù)雜性,工程師總是希望他們開發(fā)的復(fù)雜信號處理算法和系統(tǒng)能按預(yù)期設(shè)想運(yùn)轉(zhuǎn)。這些團(tuán)隊(duì)也希望在實(shí)現(xiàn)之前先進(jìn)行驗(yàn)證,以減少在稍后的開發(fā)過程中修正軟件設(shè)計(jì)缺陷方面所需的時(shí)間和工作量。通過基于模型的設(shè)計(jì)支持的早期驗(yàn)證,全球團(tuán)隊(duì)能跨多專業(yè)領(lǐng)域開發(fā)、共享和集成設(shè)計(jì)和規(guī)范。



拓展中國市場  連接中國與世界
      采訪最后,對于金融危機(jī)的影響,Jim Tung先生談到,制造業(yè)要走出這次金融危機(jī)可能需要幾年的時(shí)間,而在這段時(shí)間里,企業(yè)要做的就是創(chuàng)新。對The MathWorks來說,中國是一個(gè)正在快速增長的重要市場。它不僅擁有世界上最快的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度,而且它還是很多跨國企業(yè)新建的研發(fā)中心所在地。中國汽車工業(yè)發(fā)展迅猛,并與國外市場開始接軌,面對全球金融危機(jī),國內(nèi)汽車企業(yè)當(dāng)前的任務(wù)就是提高產(chǎn)品競爭力,首要問題就是提高企業(yè)的自主研發(fā)能力。
      目前中國汽車行業(yè)的自主研發(fā)能力和技術(shù)水平還在成長階段,政府正積極推動企業(yè)加強(qiáng)創(chuàng)新、提高競爭能力,并提倡節(jié)能和核心電控技術(shù)的開發(fā)。The MathWorks公司一直都致力于如何通過采用最新的開發(fā)流程和工具以加快科學(xué)研究和工程開發(fā)的進(jìn)程,利用基于模型的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行汽車控制系統(tǒng)的開發(fā)和早期驗(yàn)證,從而提高產(chǎn)品質(zhì)量、合理控制研發(fā)成本、加速及簡化設(shè)計(jì)開發(fā)流程,相信能為中國汽車行業(yè)帶來更多新的設(shè)計(jì)技術(shù)和服務(wù)支持。

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