西门子助力电子电气系统开发转型

无论从技术发展还是从积极面对近期新冠疫情带来的影响的角度，数字化转型已势不可挡。在数字化世界，打破工程与操作领域之间的界限，融合虚拟和现实世界，从而为客户提供创新，是每个致力于数字化革命的企业所共同追求的。随着2019年9月20日西门子Xcelerator的推出，让这一目标的实现成为了可能。

Xcelerator是一个集成了软件、服务和应用程序开发平台的解决方案组合，可根据客户及行业特定需求进行个性化定制和适应性调整，以帮助各类规模的企业实现数字化企业转型。Xcelerator横跨从电子设计自动化到产品生命周期管理的完整软件组合，与Mendix平台以及物联网操作系统MindSphere整合到一起。Xcelerator打造的个性化应用程序，能够捕捉反馈和性能，并将这些洞察反馈至设计和制造环节。

而近期，西门子数字化工业软件Xcelerator解决方案组合又得到了进一步拓展，通过Capital纳入了E/E系统开发。基于在电气系统设计、制造和维护方面的领先能力，Capital将其延伸至涵盖E/E系统和软件架构、网络通信和嵌入式软件开发。作为Xcelerator软件、运维和应用开发平台解决方案组合的一部分，Capital与相关的西门子解决方案紧密集成，包括用于产品生命周期管理的Teamcenter® 产品组合、用于机械设计的 NX™软件以及Mendix低代码开发平台，打造全面的 E/E 系统开发解决方案。“这与机械设计、PLM、ALM、模拟和云解决方案等现有领域形成补充与协同。Xcelerator解决方案组合能模糊电气、机械和软件等传统独立工程领域之间的界限，可以满足今天的智能产品设计需求。”西门子集成电气系统业务高级副总裁 Martin O’Brien评价道。

从需求到验证的完整产品组合

现代E/E系统的复杂性大幅提高，需要集成电气、电子和软件系统进行创新，同时更要求强大的验证能力和可追溯性。为了应对环环相扣的挑战，Capital E/E系统开发解决方案涵盖了E/E系统架构、电气系统、通信网络和嵌入式软件。它可以支持集成式端到端基于模型的设计、制造和维护，能够有效提升质量并降低成本。该解决方案战略性地和西门子基于模型的系统工程(MBSE)、MCAD、产品生命周期管理(PLM)、仿真和制造解决方案相集成，有助于实现产品的完整数字化双胞胎。这些集成提供了需求管理、多学科功能建模、软件仿真、应用生命周期管理和制造工厂仿真。

“西门子始终站在行业前沿，致力于将以往独立于不同领域的技术整合在一起，借以开发和支持今天智能与互联的产品。”CIMdata执行顾问Craig A. Brown表示，“通过将Capital 与这些技术集成，西门子现在可以为公司提供产品的系统级视角，令其能够以更有效、经济的方式满足客户所需的性能和质量。”

基于客户需求的解决方案

Capital 目前可以支持更多创新产品的开发，同时能够提高效率并降低从设计到制造再到维修的成本。通过提供用于打造和使用全面的数字化双胞胎的技术，西门子将继续推动汽车、航空航天和国防等行业的数字化转型。

“过去二十年，我们有战略地扩展Capital产品组合，以满足企业的创新需求。这些企业引领着 E/E 系统开发在各个行业的未来发展，从汽车到航空航天，从船舶到工业机械。”Martin O’Brien表示，“这些公司将 Capital部署到电气系统、网络和嵌入式软件的开发中，获得了切实可观的利益。”

Martin O’Brien指出，据德意志银行在 2014 年的预测，发展到今天，一辆汽车中有 3000 万行代码和 10000 个信号。实际上，如今的高端汽车中有 1.5 亿行代码和 20000 个信号。在飞机中，这种增长更加惊人。其实在所有行业中都是如此。功能复杂性的剧增提出了新的挑战，将各个行业的能力逼到了极限。能否解决这个问题关系到企业生存。

另一方面，电动汽车和自动驾驶汽车的出现对社会产生了影响。更环保、更安全的社会愿景取决于这些新功能的提供，如果不能向这些产品的整体集成设计、制造和优化转型，就不可能实现这一目标。“电动汽车带来了许多新的挑战，比如混合电压设计、EMI管理、动力和重量优化以及安全合规性等等。Capital强劲的数据建模和设计自动化有助于应对这些挑战，并且能够将工程师从日常任务中解放出来，让他们专注于创造性的解决问题。”Martin O’Brien表示，Capital已完全准备好支持这种复杂综合产品的开发。

一台电动汽车内的各种系统覆盖多种需要整合的领域。举一个简单的例子——“再生制动”，这种功能是由包括电气、电子、嵌入式软件、网络、机械和液压在内的综合系统来实现的，如果缺乏这种综合系统中的某个领域，就不可能开发高效、强劲的系统。Capital(与NX和Teamcenter等其它工具联合)在这一点上为工程师提供了支持。

实际上，E/E 系统开发也起到了至关重要的作用，它不仅推动所处领域内的相互依赖，还能促进与相邻领域的依存关系。客户可以使用基于模型的工程解决方案来应对自动驾驶和电气产品开发所带来的严苛挑战。汽车企业可以利用E/E系统来开发由架构设计驱动的汽车平台，通过设计实现、制造和维护直面各种电气和软件挑战。航空航天公司现在能够利用这种架构驱动的方法来最大程度地降低项目风险并使其合规。

端到端的功能捕获和E/E系统定义可以创建一个完整的数字化双胞胎，用于早期仿真和验证，设计团队在产品开发的初期就能够进行验证工作，借以应对“左移”(shift-left)趋势，进而实现更快的产品开发、更高的产品质量和更短的上市时间。通过连接产品优化、实现和认证的数字线程，Capital基于模型的方法能够实现高水平的自动化和数据连续性。除了支持端到端流程，其还能灵活地适应特定的客户需求，支持单独的工作方式，同时作为开放式生态系统的一部分，还可以支持必要的行业标准。