SolidWorks在汽車電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

汽車電子設(shè)計(jì)的趨勢(shì)
　　為了縮短產(chǎn)品上市時(shí)間并在競(jìng)爭(zhēng)中領(lǐng)先對(duì)手，汽車電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)師需要應(yīng)對(duì)電子行業(yè)中瞬息萬變的需求。
　　電子和半導(dǎo)體技術(shù)不斷發(fā)展，導(dǎo)致電子學(xué)，機(jī)電一體化（電子機(jī)械、電子學(xué)和軟件的協(xié)同）和設(shè)計(jì)零部件系統(tǒng)的工具快速變化。
　　需要讓產(chǎn)品具有更多功能，但產(chǎn)品尺寸不能大于以往產(chǎn)品和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品，甚至需要更小。競(jìng)爭(zhēng)推動(dòng)著電子行業(yè)研制尺寸更小但功能更完善的設(shè)備。這就要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)工具能夠“更經(jīng)濟(jì)地利用”物理空間。
　　更多的功能通常意味著更高的電子產(chǎn)品復(fù)雜性，以及需要散發(fā)熱量的零部件。由于市場(chǎng)需求的緣故，即使在新型號(hào)中增加新的功能，產(chǎn)品外殼的尺寸也不能變大，而是需要保持原尺寸不變，甚至要變得更小。此外，更大的封裝密度要求提高零部件級(jí)別的細(xì)節(jié)層次，以便優(yōu)化恰當(dāng)?shù)牧黧w分析。
　　新出現(xiàn)了一些全球環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，例如RollS（有害物質(zhì)使用限制），此指令限制使用鉛和其他對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)，并且要求自2006年7月1日起，在歐盟市場(chǎng)中出售和處理的所有產(chǎn)品必須符合規(guī)定。
　　隨著微型控制器系統(tǒng)的不斷小型化，更多的傳統(tǒng)硬件零部件（例如開關(guān)和顯示器）正被軟件功能取代。例如，幾年前需要一組共1 2個(gè)按鈕才能操作某個(gè)產(chǎn)品，現(xiàn)在用兩個(gè)按鈕加一塊LCD顯示屏就能做到。
　　汽車電子行業(yè)中的挑戰(zhàn)
　　由于電子行業(yè)中的技術(shù)進(jìn)步，ECAD系統(tǒng)正變得越來越復(fù)雜。它們?cè)絹碓蕉嗟刈兂蓪＜蚁到y(tǒng)，要求操作者非常專業(yè)才能使用它們開展設(shè)計(jì)。
　　由于機(jī)械工程師和電子設(shè)計(jì)師使用不同的系統(tǒng)，因此在這些系統(tǒng)之間缺乏互操作性，導(dǎo)致重復(fù)勞動(dòng)，并需要耗費(fèi)過量的時(shí)間在它們之間轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。
　　由于在電子工程和機(jī)械工程CAD系統(tǒng)之間缺乏互操作性，因此造成低效的產(chǎn)品，這是因?yàn)殡娮雍蜋C(jī)械設(shè)計(jì)師將在產(chǎn)品中加入。重復(fù)的元素”，以彌補(bǔ)兩種系統(tǒng)之間缺乏準(zhǔn)確信息這一不足。
　　為了在全球經(jīng)濟(jì)環(huán)境下銷售產(chǎn)品，國際標(biāo)準(zhǔn)正在擴(kuò)充，不再只是包括DIN.ANSI和ISO.還包括RoHS（有害物質(zhì)使用限制）。為了及時(shí)向市場(chǎng)提供產(chǎn)品，必須在過程早期就要知道電子零部件和材料遵守此標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)檫@牽涉到成本和采購問題。
　　許多電子零部件尚未形成統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在，建立的3D模型越來越多，但是，連同幾何數(shù)據(jù)一起，并沒有標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)定如何傳遞隨零部件嵌入的那些非幾何的特性（例如材料，遵守的標(biāo)準(zhǔn)，來源等）。
　　汽車電子設(shè)計(jì)過程
　　產(chǎn)品開發(fā)周期正變得更短，以便設(shè)計(jì)周期的各個(gè)階段，您面臨的挑戰(zhàn)和可交付的成果都是不同的。您需要在更短的時(shí)間內(nèi)完成更多工作。讓我們看看基本的電子產(chǎn)品開發(fā)過程。
　　確定零部件規(guī)格——首先是要求提出新的產(chǎn)品概念。這可以是改進(jìn)當(dāng)前提供的產(chǎn)品，也可以是提出全新的獨(dú)創(chuàng)概念（突破性技術(shù)）?？梢栽陧?xiàng)目啟動(dòng)時(shí)確定零部件規(guī)格，但更常見的是伴隨著概念的產(chǎn)生而進(jìn)行。確定零部件規(guī)格是定義產(chǎn)品概念的初始嘗試目的在于有效地將概念轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際生產(chǎn)的產(chǎn)品。
　　封裝設(shè)計(jì)一接下來的這個(gè)階段被許多人視為產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程概念設(shè)計(jì)的核心。產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的此階段可擴(kuò)展為包括它自己的過程，但對(duì)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)而言，由工業(yè)設(shè)計(jì)師和機(jī)械工程師確定合適的概念（此概念滿足在產(chǎn)品簡述中規(guī)定的要求，而且還適合要求的平方英寸面積一數(shù)據(jù)最初由電氣工程師提供），隨后通過他們獲得有關(guān)電路板尺寸和形狀的提示。
　　PCB設(shè)計(jì)一如果封裝設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的核心，那么PCB設(shè)計(jì)則是電子設(shè)計(jì)過程的核心。將初步的PCB布局（連同主要零部件、連接器和開關(guān)/接口的位置一起）移交給電子工程后，電子工程師就要負(fù)責(zé)對(duì)PCB及其互連進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。幾乎不可避免的是，PCB設(shè)計(jì)師將要對(duì)機(jī)械工程師指定的零部件位置進(jìn)行許多輕微（有時(shí)是重大）的更改。此外，還要指定避讓區(qū)，并且電子工程師和機(jī)械工程師之間要對(duì)此達(dá)成一致，以免侵占，跟蹤區(qū)。之后，通過IDF將初步的設(shè)計(jì)返回給機(jī)械工程師。
　　制作樣機(jī)——在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的某個(gè)階段，必須以物理樣機(jī)的形式”實(shí)現(xiàn)”設(shè)計(jì)。樣機(jī)有各種形式，從機(jī)械外殼到電路試驗(yàn)板，再到一次性、全功能的”接近生產(chǎn)狀態(tài)”的工作模型等等。這在設(shè)計(jì)過程中是一個(gè)重要的里程碑，所有專業(yè)均融入到一個(gè)統(tǒng)一的解決方案中。機(jī)械外殼以及PCB和接口的樣機(jī)分別為不同的重要用途服務(wù)，包括配合和修整、熱分析，功能分析（應(yīng)力，掉落測(cè)試等）以及面向裝配的制造。樣機(jī)還在重點(diǎn)研究小組中用于驗(yàn)證概念。
　　交付生產(chǎn)——最后，制作客戶文檔和手冊(cè)。這又是一個(gè)費(fèi)時(shí)煩瑣的過程。如果在開發(fā)周期的后期發(fā)生設(shè)計(jì)更改，則也必須更新這些手冊(cè)，以便為備件和維修過程維護(hù)物料清單信息。
　　當(dāng)然，這不是一個(gè)線性過程。在許多因素的推動(dòng)下，總是要進(jìn)行許多次設(shè)計(jì)迭代，而這些因素包括：客戶需求的變化；內(nèi)部工程設(shè)計(jì)更改：以及制造部門和供應(yīng)商請(qǐng)求的更改。