基于CHS軟件的飛機線束設計應用

摘 要：飛機電氣系統的線束設計主要基于AutoCAD的二維圖紙，和excel表格來完成。這需要耗費大量的人力時間來完成從原理圖到線束分叉圖的整個設計過程。而且由于二維圖紙沒有校驗措施，錯誤較難避免，且大量表格維護更是費時費力。為此將美國Mentor Graphics公司的CHS（Capital Harness System）專業線束設計軟件引入飛機電氣系統線束設計的二維圖紙設計過程，并根據飛機設計要求進行二次開發，使所設計的圖紙可進行電氣校驗，建立電氣元器件庫整合進二維圖紙的數據庫，大大的提高了設計的效率，同時也保證了設計的可靠性和可維護性。

關鍵詞：飛機電氣系統 線束設計 二維圖紙 CHS

中圖分類號：V262；TP391.72文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（a）-0019-02

Aircraft Harness Design Based on CHS

Hao Dongjing

（Commercial Aircraft Corporation of China，Ltd Shanghai Aircraft Design Institution，Shanghai，201210，China）

Abstract：Aircraft harness design is mainly 2D-design based on AutoCAD and excel diagrams.It will consume a lot of energy and time of the designer to complete the process from schematic diagram to harness diagram.Also there is no supervision measure，mistakes cannot be avoided and the maintenance of the large amount of excel diagrams can be annoying.The harness design based on CHS，product of Mentor Graphics Company，helps with the check mechanism，and greatly improves the reliability and maintenance efficiency.

Key Words：Aircraft electrical system wiring harness；Design；Drawings；CHS

目前民用飛機線束設計工程化的還存在著以下問題。

設計手段和方法明顯落后：（1）設計手段和環境滯后，自動化程度不高，效率低；（2）大量手工重復性勞動，繁瑣并且容易出錯；（3）缺乏統一的數據管理，數據不一致，服用效率低；（4）不同圖紙不同數據之間缺乏聯系，無法驗證和確認。

質量可靠性保障機制缺失：（1）相關文檔的形成機制落后，導致問題大量出現；（2）線纜設計環境與企業系統集成之間的問題。

而通過采用Mentor Graphics公司的CHS軟件則可以建立飛機電氣數據庫，并根據需要進行二次開發，提升設計的自動化程度，提高圖樣管理和線束設計的科學性。

1 設計流程

電氣的布線設計是一項很特殊的工作，它跨越了電氣和機械兩個領域，在設計過程中要綜合考慮電氣和機械連接兩方面的因素，而且設計數據量大，涉及專業多，流程操作復雜。

傳統方式采用AutoCAD，Excel，CATIA來實現布線設計的作圖，數據交換以及三維模型。但是這種方式下對于各類圖樣采用AutoCAD繪制，僅能體現各設備間連接關系，圖樣沒有任何電氣屬性，由于缺乏相應的建模方式來描述整個線束系統的電氣和機械特性，從而把線束設計局限為一個機械設計，在產品最終生產出來之前無法進行諸如電氣規則、機械屬性匹配等方面的檢查，在實際操作中帶來了很多質量問題，將導致項目進程的延誤以及成本的迅速增加。同時制作的圖樣僅在單機上修改，無法共享，對于圖樣的一致性依賴人為因素過大。圖樣和數據表格Excel無法進行自動校對和一致性檢查，且修改時只能同時對兩種相關文件進行修改，不利于文件的一致性和同步。而且AutoCAD與CATIA的接口不是很好，無法實現對接，對于三維數模和二維圖的一致性只能依賴人的校對。總體來說，在布線設計方面存在著非自動化，人為因素過大，無法檢驗電氣屬性的缺陷。

2 CHS在二維圖紙中的應用

2.1 圖紙風格定義

采用AutoCAD做二維圖雖然可以使用統一的圖樣模板，但是一旦圖樣需要顯示的信息發生變化，則需要設計員每次都要做大量更改。但是采用CHS軟件時，后臺管理員根據繪圖要求文件對圖紙進行命名和風格化。這樣對于每個設計員來講，將設備的信息填好以后，只需要更改圖紙風格，就可以顯示不同的屬性，避免了設計員大量重復定義的麻煩。在圖2填入的設備信息進入了CHS Oracle數據庫中，可以通過對相應數據庫的操作來獲得和歸納填入的設備信息，并且數據庫引擎選用了通用數據庫，對整個流程中所有的數據實施統一管理，可以被各個階段的設計軟件訪問，從而保證了數據共享的有效性、一致性。

2.2 電氣庫建立

在電氣原理圖中，為了清晰的表達設備間的連接關系及設備信號的具體意義，除了需要表達清楚設備間的連接關系，對于簡單的內部結構，也應示意在原理圖的圖面。所以對于這種需要表示內部結構的設備，CHS軟件提供自建物料庫和國標的物料庫，可以以圖片或者設備形式添加在圖樣中，但是這種以圖片方式添加的設備沒有電氣屬性。而以設備方式進行添加的是具有電氣屬性的。如圖3所示。元件參數庫是整個設計工作的基石，可針對標準件設備進行建模，實現標準件設備的統一管理和共享。在設計初期建立電氣元件標準件庫，在設計中就可以將庫中元件添加在圖紙中，各項屬性就反映在了圖紙的數據庫中。從而避免了傳統方式中大量的重復性勞動。

為了讓原理圖指導線束設計的作用發揮的更大，對于設備間的連接導線可以設置電氣屬性，例如可以設置線規，線型，等信息，以方便線束設計人員對導線信息進行收集，從而作為下一步的線束設計的輸入。

2.3 圖紙校驗

傳統的方式中，AutoCAD中的圖紙沒有校驗措施，因為由于維護數據量較大，再認真仔細的工程師也會犯錯誤。但是問題一旦發生的情況下，有時可能會需要耗費巨大的人力和物力來重現問題，尋根究源，但如果有校驗措施，這類人為的錯誤就可以避免了。采用CHS中提供自動校驗功能就解決了上述問題可以根據需要校驗的內容對圖紙進行校驗，從而可以減少因為人為因素而導致錯誤。

3 CHS二次開發

由于CHS支持二次開發，對于填入的電氣屬性數據，可以利用開發出插件，以Excel表格的形式進行導出。如此實現了個性化定制，比照AutoCAD+Excel的方式來講，CHS中相當于整合了這兩種需求，實現了表格數據和圖面設計的一致性，減輕了設計人員的負擔，并且可以根據不同的設計階段和不同的需求，導出不同的數據進行分析，圖3是導出的插件。

CHS的二次開發，還為和企業系統間的集成提供了解決方案。圖紙的簽審流程是在企業系統平臺上進行的，為了使CHS軟件圖紙狀態和簽審流程狀態保持一致，可以開發出相應的插件來控制CHS軟件中圖紙的狀態與企業集成平臺保持一致（圖3）。

總體來說，作為電氣設計軟件CHS在原理圖繪制方面相比與傳統的AutoCAD+ Excel的方式有著很大的優勢，給整個項目的電氣設計帶來了巨大便捷和先進性。

4 總結和展望

CHS軟件已經某型飛機項目電氣設計中使用了一年多時間，效果良好。CHS軟件憑借其強大的功能，使設計員工擺脫了以往使用AutoCAD軟件進行電氣線路設計時需要手工操作的一些步驟，以及產生的大量報表，實現了電氣線束設計無紙化，自動化，節省了設計人員大量的寶貴時間。實踐證明，采用諸如CHS等先進的電氣設計軟件是飛機電氣設計的大勢所趨，也是提升飛機設計單位核心研制能力的必要手段。

參考文獻

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