电装公司构建辅助电机系统架构模型加速控制设计和验证

“借助 Simulink 和 System Composer,我们能够高效地为基于模型的系统工程领域打造一种抽象层级更高的设计环境。”

挑战

在集成前,分别对辅助电机的核心部件和定制部件进行建模和分析。

解决方案

使用 System Composer 作为系统架构,并使用 Simulink 对辅助电机的定制部件进行建模。

结果

  • 工作量减少了三分之一,同时保持了高质量
  • 基于模型的设计流程广泛应用到了多种产品
  • 使用一款工具即可实现类似 A-SPICE 的开发流程
电装鼓风机电机的示意图,该电机通过汽车暖通空调系统输送冷热空气。

电装鼓风机电机通过汽车暖通空调系统输送冷热空气。

作为一家全球性的汽车零部件制造企业,电装公司一直在使用 MATLAB® 和 Simulink® 进行汽车零部件开发,迄今已逾 15 年之久。电装公司的工程师们使用这些工具为各种汽车模型单独设计电机驱动装置。随着支持的汽车模型越来越多,设计规模也在逐年增加。鉴于此,他们还采用了 System Composer™ 来提高设计效率,减少工作量,以及在设计过程中遵循行业标准。

电装公司首先将 System Composer 应用到了其鼓风机电机的开发,该电机通过汽车暖通空调系统输送冷热空气。使用 Simulink 和 System Composer,电装公司的工程师们可以在集成这些辅助电机的核心部件和定制部件前,分别对这些部件进行建模和分析。

“借助 Simulink 和 System Composer,我们可以在抽象层面对辅助电机进行建模。在建模环境中,核心部件和定制部件是分开的,这进一步提高了我们的开发效率,”电装公司电子工程一部的项目经理 Kazuyuki Hirai 说道。

挑战

电装公司设计了各种类型的辅助电机,但传统的建模和测试方法是将核心部件(常用设计部件)和定制部件作为一个组合单元。为了根据 A-SPICE (ASPICE) 等标准化订购要求开发辅助电机,核心部件和定制部件需要先分别建模和测试,然后再作为整体进行这样的操作。

解决方案

为了建立类似 A-SPICE 的工作流,电装公司的工程师们使用 System Composer 作为架构模型,以研究每个应用的核心部件(常用设计部件)和定制部件的功能布局。在 Simulink 模型中,虽然核心部件和定制部件是分开的,但其数据流通过架构模型连接在一起。

接下来,他们使用 Requirements Toolbox™ 建立了需求信息与系统架构模型之间的可追溯性。他们还使用 Simulink Test™ 来管理需求与测试之间的链接。具体来说,借助追溯矩阵、实现的状态和验证的状态功能,可以验证分配的需求是否准确和完整,从而按照 A-SPICE 的要求,实现从需求收集到测试的一致流程。

最后,电装公司和 MathWorks 的工程师携手建立了一种机制,即通过 API 从 MATLAB 脚本中自动调用和执行 System Composer、Requirements Toolbox、Simulink Test 和 Simulink 的函数。System Composer 能够定义原型和属性值,这简化了通过 GUI 修改设计每个部件所需的参数。

结果

  • 工作量减少了三分之一,同时保持了高质量。“System Composer 使我们能够将核心技术设计与定制设计分开,”电装公司电子工程一部的 Ryohei Oishi 说道。“这大大减少了我们的工作量。”
  • 基于模型的设计流程广泛应用到了多种产品。“在更高抽象层级对辅助电机层建模的成功,使得我们有望将此流程广泛应用于鼓风机电机以外的其他辅助电机,”Oishi 先生说道。
  • 使用一款工具即可实现类似 A-SPICE 的开发流程。“无论是高度抽象的模型还是具体的模型,我们都能通过 System Composer 以一致的方式对其进行管理,”Hirai 先生说道。