PDM与高端EDA集成解决方案

 AVIDM作为航天型号研制的基础PDM工作平台，在航天科研院所得到了广泛应用。但是，由于缺少与EDA（电子设计自动化）软件的集成，影响了将电子产品设计纳入PDM应用的进程。2007年，航天科工集团三院八三五七所与北京神舟航天软件技术有限公司开展技术协作，完成了AVIDM与Protel（一种中端EDA软件）的集成，在八三五七所取得了良好的应用效果，并在三院推广应用。在此基础上，合作双方认真总结了AVIDM/Protel集成的成功经验，对进一步开展AVIDM与高端EDA软件的集成进行了深入探讨，确定了集成原则和技术方案，目前集成软件开发和测试工作正在开展之中。 

一、PDM与EDA集成需求分析 

1传统EDA设计管理模式的不足 

EDA作为电子产品设计中必不可少的软件工具早已得到广泛应用，但是传统的在个人计算机上独立使用、设计输出纸质归档的应用管理模式存在诸多缺陷。第一，不能对设计文件的电子图档进行归档，造成企业重要的设计资源没有得到有效管理，且版本控制和更改管理难以保障；第二，设计资源的共享性差，设计中用到的元器件图形符号、元器件PCB库和电路参考设计等只能使用个人的设计信息，造成大量信息孤岛，难以统一和标准化；第三，作为电子设计重要管理数据之一的BOM，以及由BOM生成的明细表和元件目录等，当由手工生成时，效率低且差错率高，同时，由于书写习惯上的原因，BOM中同一个物料可能出现多种写法，从而造成数据基本元素惟一性难以保证，标准化程度低；第四，企业级元器件优选目录缺乏有效的使用和管理技术手段，难以发挥应有的指导设计和规范选用的作用，对设计过程缺乏有效的数据支持和管理手段。 

因此，迫切需要将EDA软件集成到PDM系统中，纳入统一的设计管理平台，在实现设计文件电子化管理的同时，实现设计资源共享，以及设计输出的标准化和规范化。 

2EDA数据特点 

用PDM管理机械CAD设计数据有成熟和成功的解决方案，对解决EDA数据的管理模式具有借鉴意义。但是，EDA数据与机械CAD数据相比较，还具有许多特点。第一，不同厂家的EDA数据格式各异，完全不能兼容，而不同厂家的CAD数据之间有公共的转换格式；第二，EDA类数据管理对电子元器件的管理要求较高，因此EDA数据管理对BOM处理和标准化有比较高的要求；第三，一般来说，EDA类数据只有一层结构，而CAD类数据主要是多层次结构，因此通过EDA数据往往只生成一层结构，PDM与EDA系统进行集成时，结构的处理相对要简单；第四，对EDA数据的更改往往只要更新改过的图档，相关性影响比较小；第五，EDA数据存储量不大，而CAD数据会随着结构的复杂而明显增大存储数据量。 

3航天科研院所设计图档管理要求 

航天科研院所设计图档执行QJ1714A《航天产品设计文件管理制度》，在EDA设计结束后，除了使用标准的图档模板之外，还要按照QJ1714A的详细规定生成图样目录、明细表和元件目录等BOM文件，最终成为包含设计、采购和生产制造管理等各方面内容的一整套图档。 

4PDM与EDA集成要点 

根据以上分析，我们认为在PDM中管理EDA数据，除了做好基本的软件工具集成之外，还应该着重研究电子元器件管理、BOM后处理的实现方式和自动生成满足QJ1714A的设计图档等方面的内容，才能为航天电子产品研制提供有效的设计管理平台，达到设计资源共享和规范设计输出的目的。 

二、AVIDM与Protel集成的成功经验及应用效果 

1AVIDM/Protel集成技术方案要点 

AVIDM与Protel集成是以八三五七所的EDA应用需求为背景，以满足航天科研院所电子产品设计应用为目标设计的，其方案的技术要点如下。 

（1）AVIDM/Protel集成。提供对Protel的设计过程管理，满足两个系统之间的信息一致性要求，实现Protel内嵌式集成，即在Protel设计平台能够操作AVIDM的产品结构管理，对AVIDM设计库的数据执行检出操作，并能将当前设计数据检入到AVIDM设计库中。 

（2）Protel文件管理。在Protel中对DDB文件的检入自动按模板生成的PCB、SCH和XLS（元器件目录清单）在AVIDM生成相应的文档，实现对Protel源文件的管理，并满足数据后端处理的要求。同时，在AVIDM中提供Protel文件的自动签署、版本控制、更改管理、浏览和圈阅。 

（3）与MRPⅡ（制造资源计划）物料库实现单向集成。通过AVIDM与企业MRPⅡ元器件物料库的单向集成，实现在Protel设计中直接调用和优选匹配电子元器件库，达到指导元器件选用、规范元器件名称规格的目的，并在设计阶段将MRPⅡ物料编码带入，从而确保电子元器件与MRPⅡ之间物料信息的一致性。 

（4）实现对图档模板的统一管理。可以在Protel设计中直接插入AVIDM中的统一Protel模板，并提供该模板在AVIDM中的维护工具。 

（5）电子设计数据国标化管理。自动生成元件目录、明细表和汇总表等标准文档，满足QJ1714A的规定。 

2AVIDM/Protel集成应用效果 

（1）全新的工作模式。AVIDM/Protel集成项目在八三五七所经过一年多的应用，为设计师带来了一种全新的电子化工作模式，项目应用涵盖了一年来全部新研型号任务，彻底摆脱了传统的纸质图档归档模式，已累计归档500余套电子设计图，在航天型号产品研制中发挥了重要作用 

（2）提高了工作效率。AVIDM/Protel之间的单点登录机制和功能集成为设计师提供了高效的设计平台，大大简化了设计过程中设计数据管理和再用流程，提高了工作效率。 

（3）设计标准化和资源共享有了技术手段。规范的EDA设计数据自动处理流程克服了手工处理的随意性和重复劳动，避免了人为造成的影响，其图档模板管理和电子元器件库管理提高了企业设计标准化和资源共享的程度。 

（4）为管理和制造等下游应用提供了可靠的电子BOM数据。通过与MRPⅡ物资数据库的单向集成，实现了在设计阶段直接调用企业优选元器件库，并将元器件惟一标识的物料编码带入设计文件的功能，从而最大限度地规范了设计基本数据元素，为后端工艺设计、生产管理和制造提供了有效的数据保障。项目应用正值八三五七所MRPⅡ实施阶段，该项功能为MRPⅡ提供了有效的数据保障，也充分验证了该功能的有效性，成为AVIDM/Protel集成项目应用的亮点之一。 

三AVIDM与高端EDA集成解决方案 

1AVIDM与高端EDA集成原则 

面对日益增长的高端EDA应用需求，仅有AVIDM/Protel集成显然是不够的，在总结AVIDM与Protel成功集成和应用经验的基础上，我们对EDA界知名的几家公司的产品进行了分析，选定MentorGraphics公司的DxDesigner（原理图设计软件）和Expedition（PCB设计软件）进行集成，并确定了集成原则，即实现AVIDM与DxDesigner和Expedition的集成，在电子产品结构管理、国标化出图及BOM后处理上与AVIDM/Protel保持一致，确保BOM输出文件格式的一致性。 

今后，按照这种思路开展AVIDM与其他高端EDA软件集成，就可以同时保证AVIDM中EDA数据的个性和共性并存（个性是指不同的EDA设计数据必然有的不同的数据格式，共性是指国标化出图及BOM后处理数据格式保持完全的一致性），从而不仅减少软件开发的难度，更为重要的是，为企业提供了统一格式的BOM数据。 

2AVIDM与MentorGraphics公司EDA集成解决方案 

集成解决方案包括了软件集成、文件管图档模板管理、产品结构管理和BOM处理等方面的内容。 

（1）内嵌式集成。AVIDM以内嵌的方式在DxDesigner环境下运行，实现AVIDM与DxDesigner之间的单点登陆，提供对DxDesigner设计过程的管理，即在DxDesigner设计平台能对AVIDM设计库的数据执行检出操作，并能将当前设计数据检入到AVIDM设计库中。 

（2）文件管理。在AVIDM中实现对DxDesigner文件的浏览、圈阅、电子签署和更改管理。实现对Expedition产生文件的管理，借助浏览器在AVIDM系统中能对Expedition产生的文件进行检入/检出、浏览和圈阅，以及在资料审查环节能对文件实现电子签署等操作。 

（3）图档模板的管理。将满足QJ1714A的标准图框等模板进行统一管理，实现资源共享和标准化规范使用，满足电子设计和生产过程对元器件管理信息的一致性要求。 

（4）产品结构的应用管理。针对电子文档的特点，实现在AVIDM中对DxDesigner设计的产品结构进行管理，以及在DxDesigner中对AVIDM产品结构进行管理，并可以将产品结构在任意节点以CSV格式导出。 

（5）BOM处理。BOM处理功能与AVIDM/Protel兼容，采取相同的方式生成元件目录，其输出文件格式与AVIDM/Protel中的EPBOM一致，以满足在产品结构任意节点的BOM汇总功能。 

四应用展望 

EDA设计数据管理是构建PDM信息化平台的重要内容之一，也是AVIDM迫切需要解决的问题。按照本文论述的解决方案，集成在AVIDM系统中的各种EDA软件不再是独立的设计工具，而是整个企业信息化设计环境中的有机组成部分，不仅能有效解决电子产品设计图档的规范化设计和电子化归档，而且能将设计、工艺、制造和管理有机地联系在一起，这必然对航天科研院所的设计管理模式产生深远影响，并在航天型号产品研制中发挥重要作用。