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PDM與高端EDA集成解決方案
AVIDM作為航天型號研制的基礎PDM工作平臺，在航天科研院所得到了廣泛應用。但是，由于缺少與EDA（電子設計自動化）軟件的集成，影響了將電子產品設計納入PDM應用的進程。2007年，航天科工集團三院八三五七所與北京神舟航天軟件技術有限公司開展技術協作，完成了AVIDM與Protel（一種中端EDA軟件）的集成，在八三五七所取得了良好的應用效果，并在三院推廣應用。在此基礎上，合作雙方認真總結了AVIDM/Protel集成的成功經驗，對進一步開展AVIDM與高端EDA軟件的集成進行了深入探討，確定了集成原則和技術方案，目前集成軟件開發和測試工作正在開展之中。
一 PDM與EDA集成需求分析
1 傳統EDA設計管理模式的不足
EDA作為電子產品設計中必不可少的軟件工具早已得到廣泛應用，但是傳統的在個人計算機上獨立使用、設計輸出紙質歸檔的應用管理模式存在諸多缺陷。第一，不能對設計文件的電子圖檔進行歸檔，造成企業重要的設計資源沒有得到有效管理，且版本控制和更改管理難以保障；第二，設計資源的共享性差，設計中用到的元器件圖形符號、元器件PCB庫和電路參考設計等只能使用個人的設計信息，造成大量信息孤島，難以統一和標準化；第三，作為電子設計重要管理數據之一的BOM，以及由BOM生成的明細表和元件目錄等，當由手工生成時，效率低且差錯率高，同時，由于書寫習慣上的原因，BOM中同一個物料可能出現多種寫法，從而造成數據基本元素惟一性難以保證，標準化程度低；第四，企業級元器件優選目錄缺乏有效的使用和管理技術手段，難以發揮應有的指導設計和規范選用的作用，對設計過程缺乏有效的數據支持和管理手段。
因此，迫切需要將EDA軟件集成到PDM系統中，納入統一的設計管理平臺，在實現設計文件電子化管理的同時，實現設計資源共享，以及設計輸出的標準化和規范化。
2 EDA數據特點
用PDM管理機械CAD設計數據有成熟和成功的解決方案，對解決EDA數據的管理模式具有借鑒意義。但是，EDA數據與機械CAD數據相比較，還具有許多特點。第一，不同廠家的EDA數據格式各異，完全不能兼容，而不同廠家的CAD數據之間有公共的轉換格式；第二，EDA類數據管理對電子元器件的管理要求較高，因此EDA數據管理對BOM處理和標準化有比較高的要求；第三，一般來說，EDA類數據只有一層結構，而CAD類數據主要是多層次結構，因此通過EDA數據往往只生成一層結構，PDM與EDA系統進行集成時，結構的處理相對要簡單；第四，對EDA數據的更改往往只要更新改過的圖檔，相關性影響比較小；第五，EDA數據存儲量不大，而CAD數據會隨著結構的復雜而明顯增大存儲數據量。
3 航天科研院所設計圖檔管理要求
航天科研院所設計圖檔執行QJ1714A《航天產品設計文件管理制度》，在EDA設計結束后，除了使用標準的圖檔模板之外，還要按照QJ1714A的詳細規定生成圖樣目錄、明細表和元件目錄等BOM文件，最終成為包含設計、采購和生產制造管理等各方面內容的一整套圖檔。
4 PDM與EDA集成要點
根據以上分析，我們認為在PDM中管理EDA數據，除了做好基本的軟件工具集成之外，還應該著重研究電子元器件管理、BOM后處理的實現方式和自動生成滿足QJ1714A的設計圖檔等方面的內容，才能為航天電子產品研制提供有效的設計管理平臺，達到設計資源共享和規范設計輸出的目的。
二 AVIDM與Protel集成的成功經驗及應用效果
1 AVIDM/Protel集成技術方案要點
AVIDM與Protel集成是以八三五七所的EDA應用需求為背景，以滿足航天科研院所電子產品設計應用為目標設計的，其方案的技術要點如下。
（1）AVIDM/Protel集成。提供對Protel的設計過程管理，滿足兩個系統之間的信息一致性要求，實現Protel內嵌式集成，即在Protel設計平臺能夠操作AVIDM的產品結構管理，對AVIDM設計庫的數據執行檢出操作，并能將當前設計數據檢入到AVIDM設計庫中。
（2）Protel文件管理。在Protel中對DDB文件的檢入自動按模板生成的PCB、SCH和XLS（元器件目錄清單）在AVIDM生成相應的文檔，實現對Protel源文件的管理，并滿足數據后端處理的要求。同時，在AVIDM中提供Protel文件的自動簽署、版本控制、更改管理、瀏覽和圈閱。
（3）與MRPⅡ（制造資源計劃）物料庫實現單向集成。通過AVIDM與企業MRPⅡ元器件物料庫的單向集成，實現在Protel設計中直接調用和優選匹配電子元器件庫，達到指導元器件選用、規范元器件名稱規格的目的，并在設計階段將MRPⅡ物料編碼帶入，從而確保電子元器件與MRPⅡ之間物料信息的一致性。
（4）實現對圖檔模板的統一管理。可以在Protel設計中直接插入AVIDM中的統一Protel模板，并提供該模板在AVIDM中的維護工具。
（5）電子設計數據國標化管理。自動生成元件目錄、明細表和匯總表等標準文檔，滿足QJ1714A的規定。
2 AVIDM/Protel集成應用效果
（1）全新的工作模式。AVIDM/Protel集成項目在八三五七所經過一年多的應用，為設計師帶來了一種全新的電子化工作模式，項目應用涵蓋了一年來全部新研型號任務，徹底擺脫了傳統的紙質圖檔歸檔模式，已累計歸檔500余套電子設計圖，在航天型號產品研制中發揮了重要作用
（2）提高了工作效率。AVIDM/Protel之間的單點登錄機制和功能集成為設計師提供了高效的設計平臺，大大簡化了設計過程中設計數據管理和再用流程，提高了工作效率。
（3）設計標準化和資源共享有了技術手段。規范的EDA設計數據自動處理流程克服了手工處理的隨意性和重復勞動，避免了人為造成的影響，其圖檔模板管理和電子元器件庫管理提高了企業設計標準化和資源共享的程度。
（4）為管理和制造等下游應用提供了可靠的電子BOM數據。通過與MRPⅡ物資數據庫的單向集成，實現了在設計階段直接調用企業優選元器件庫，并將元器件惟一標識的物料編碼帶入設計文件的功能，從而最大限度地規范了設計基本數據元素，為后端工藝設計、生產管理和制造提供了有效的數據保障。項目應用正值八三五七所MRPⅡ實施階段，該項功能為MRPⅡ提供了有效的數據保障，也充分驗證了該功能的有效性，成為AVIDM/Protel集成項目應用的亮點之一。
三 AVIDM與高端EDA集成解決方案
1 AVIDM與高端EDA集成原則
面對日益增長的高端EDA應用需求，僅有AVIDM/Protel集成顯然是不夠的，在總結AVIDM與Protel成功集成和應用經驗的基礎上，我們對EDA界知名的幾家公司的產品進行了分析，選定Mentor Graphics公司的DxDesigner（原理圖設計軟件）和Expedition（PCB設計軟件）進行集成，并確定了集成原則，即實現AVIDM與DxDesigner和Expedition的集成，在電子產品結構管理、國標化出圖及BOM后處理上與AVIDM/Protel保持一致，確保BOM輸出文件格式的一致性。
今后，按照這種思路開展AVIDM與其他高端EDA軟件集成，就可以同時保證AVIDM中EDA數據的個性和共性并存（個性是指不同的EDA設計數據必然有的不同的數據格式，共性是指國標化出圖及BOM后處理數據格式保持完全的一致性），從而不僅減少軟件開發的難度，更為重要的是，為企業提供了統一格式的BOM數據。
2 AVIDM與Mentor Graphics公司EDA集成解決方案
集成解決方案包括了軟件集成、文件管圖檔模板管理、產品結構管理和BOM處理等方面的內容。
（1）內嵌式集成。AVIDM以內嵌的方式在DxDesigner環境下運行，實現AVIDM與DxDesigner之間的單點登陸，提供對DxDesigner設計過程的管理，即在DxDesigner設計平臺能對AVIDM設計庫的數據執行檢出操作，并能將當前設計數據檢入到AVIDM設計庫中。
（2）文件管理。在AVIDM中實現對DxDesigner文件的瀏覽、圈閱、電子簽署和更改管理。實現對Expedition產生文件的管理，借助瀏覽器在AVIDM系統中能對Expedition產生的文件進行檢入/檢出、瀏覽和圈閱，以及在資料審查環節能對文件實現電子簽署等操作。
（3）圖檔模板的管理。將滿足QJ1714A的標準圖框等模板進行統一管理，實現資源共享和標準化規范使用，滿足電子設計和生產過程對元器件管理信息的一致性要求。
（4）產品結構的應用管理。針對電子文檔的特點，實現在AVIDM中對DxDesigner設計的產品結構進行管理，以及在DxDesigner中對AVIDM產品結構進行管理，并可以將產品結構在任意節點以CSV格式導出。
（5）BOM處理。BOM處理功能與AVIDM/Protel兼容，采取相同的方式生成元件目錄，其輸出文件格式與AVIDM/Protel中的EPBOM一致，以滿足在產品結構任意節點的BOM匯總功能。
四 應用展望
EDA設計數據管理是構建PDM信息化平臺的重要內容之一，也是AVIDM迫切需要解決的問題。按照本文論述的解決方案，集成在AVIDM系統中的各種EDA軟件不再是獨立的設計工具，而是整個企業信息化設計環境中的有機組成部分，不僅能有效解決電子產品設計圖檔的規范化設計和電子化歸檔，而且能將設計、工藝、制造和管理有機地聯系在一起，這必然對航天科研院所的設計管理模式產生深遠影響，并在航天型號產品研制中發揮重要作用。
文章作者：劉芳 謝戟 張曦
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