/ 电子 (E/E) 系统更多功能的需求，这种需求为负责执行这些功能的原始设备制造商 (OEM) 带来新的挑战。当然，系统开发和制造的成本巨大，但原始设备制造商必须应对的挑战远远不只是成本问题，还包括不断增加的重量、可靠性和质量问题、呈指数增长的复杂性以及政府要求等。

　　从整个电气系统平台而言，它具有整合所有独立电气/电子系统的独特作用。整合时可能产生需要设计修改的意外问题。通常这些问题是随着设计的逐步进行而被发现，从而会导致计划延迟，从而错过截止日期并产生代价高昂的返工。

　　向客户提供的配置数量引起的日益提高的复杂性以及错误成本都体现出使用系统设计途径来解决该问题的价值。系统设计方法应让 OEMs 能够维持产品质量，减少总成本，管理变化变更并满足上市时间目标。

　　在车辆中增加电缆布线和电气功能对整体重量和生产成本都会带来重大影响。例如，一些带有更多功能的豪华车包含超过5千米和大约90公斤的电缆。更多布线重量和成本令电气平台设计人员不得不权衡取舍，在成本、重量和功能之间取得最佳平衡。

　　设计和制造的复杂性随着电气/电子功能的增加而增加。在当今的车辆中，超量的电子模块提供着客户和法规规定需要的功能。这些功能甚至分布在大量的电子控制单元 (ECU) 中。高端汽车可能拥有多达70个ECU，从而能提供800多项功能，并通过5套系统总线相互连接。

　　随着电线、总线和功能的数量增加，出现潜在电路等意外问题的可能性也会增加。潜在电路中，开关和载荷的特殊结合可能导致电气功能的偶然运行或故障。

　　潜在电路可能带来的良性后果恰似糊涂的驾车人，但更严重的恶性后果包括丢失对安全至关重要的功能，甚至车祸。

　　虽然很多人并没有意识到，但汽车已经成为市场电子消费品最复杂的一个领域。这种复杂性带来了以多种方式配置功能的机会。随着向客户提供旨在提高价值和需求，满足安全性、可靠性以及 ISO 26262 和 Euro 5/6 排放标准等法定排放要求的功能变多，电气系统可能性配置的数量也在激增。

　　电气设计过程中的步骤数量乘以配置数量，如图1所示。设计人员要面对整个平台的一系列要求，他们通过几个阶段;首先将其分解为单个特性，然后分解为实现这些特性的功能。这些功能被集群到系统中，然后分配物理设备或软件中。当今现代化汽车中的嵌入式软件可多达1亿行代码。然后，原理设计与整个车辆的机械定义关联，并以物理布线系统互连起来，该系统最后被划分进线束系列。每种平台配置都有其独一无二的线束，其可以分化为数千甚至数百万个线：该图表说明，增加汽车的客户可选功能会迅速导致可能的配置数量惊人的大。

　　以前，汽车设计的每个阶段都是一个“孤岛”，它们有自己的设计工具以及一种用来描述特定阶段的组件、输入和输出的复杂本地语言。通信通常也比较麻烦，每个步骤都需要转化和/或手动重新录入数据，从而导致冗余和延迟。这些方法难以应对当今的时间、成本和竞争压力。电气设计工程师需要能够与其他工程师及其它“孤岛”共享信息，来提升跨团队及跨部门的通信。他们需要能够更容易地理解变更的环境和影响，从而更快地执行变更，并且减少误解。

　　工程设计有了相当标准的设计周期。在系统设计中，设计周期通常用“V 形图表”来表示。图2显示了完整的 V 形图表，每个步骤都列举了出来。

　　一款产品首先进行顶层的可视化处理，生成需求。然后这些需求被分解成特性和功能。下一步是完成逻辑设计，然后是不超出平台限制的物理设计。接着，组件设计进入最详细的关头(V 型图底部)。然后对设计进行“重新安排”，将印刷电路板、电子控制单元和线束等整合进最终产品。

　　面对与日俱增的复杂性，要想管理设计和变更，并且及早发现问题以便快速找到低成本的解决方案，需要实现高度自动化，从而在合理的时间内处理复杂问题。

　　自动化应允许多种抽象化层次，并管理它们之间的联系，以便变更得到全面传递。在传递变更时要加以控制并采取智能化的方式，确保先前在较低抽象化层次下完成的任何增值工作都能保留下来。

　　通过紧密集成，应用于配电系统的变更能够与其他领域要求的变更协调一致以完整得实施变更：有效协调变更、节约时间并支持并行设计。

　　设计人员应能够生成最详细的线束成本模型和相关报告，便于在几分钟内对几种设计方案的成本进行比较(如图4所示)。他们可在数小时内对各种广泛的布局概念进行详细准确的分析。快速准确的权衡可节省每辆汽车的成本并降低汽车重量。为不同客户开展数千次有时甚至数百万次电气设计是一项艰巨的任务，但有了这些软件工具，一个平台项目的数千个构造的零部件布局和布线可同时得到优化，从而实现更佳且成本更低的设计。更高的设计质量可降低成本和风险。

　　应在设计早期发现问题并提供解决方案。这样才能迅速做出调整，调整相关成本要比设计后期发现问题所付出的代价低得多。通过模拟仿真，设计可在试制之前进行设计测试，这样问题就能及早发现，而在设计早期，调整成本也相对较低。软件可提供严格的故障模式效果分析，以确定可能只被客户发现的问题。如果问题只被客户发现，厂家的声誉和利润都将严重受损。

　　线束开发是车辆设计和制造过程的转折点。在线束开发环境下，关键设计数据可经过完善转变成可制造的产品。软件工具套件需通过实现数据连续性为该流程提供支持，贯穿从最早的设计工作(获取电气功能需求和物理需求)到实施的各个流程阶段。应交付产品为附有详细文档资料的完整线束产品。

　　没有认识到电子 / 电气系统所发挥的特殊作用可能会造成召回或延误等严重后果，从而使厂家蒙受重大损失。例如，已造成重大经济损失的空客 A380 大型喷气式客气的布线故障本质上是机械和电气工程师在管理数据连续性和信息流方面的失职。通过系统设计 V 模型右侧的整合和验证流程便可避免这种最坏结果的发生。

　　实施系统设计方法有助于车辆生产商在未来保证品质和保持利润率。Mentor Graphics的 Capital 工具可通过在整个电气平台提供数据连续性和设计自动化实现成功的变化管理，从而有助于管理和应对车辆设计领域所面临的电子器件不断增多的复杂性和挑战。