ワイヤーハーネス とは何ですか？

ワイヤーハーネスの設計プロセスは、時間がかかり、困難を伴い、タスク中心の作業です。自動車の電子化が進むにつれ、ワイヤーハーネス の設計上の課題や複雑さは増し続けています。また、現代の自動車産業において、これらの課題に対処することは不可欠となっています。統合プラットフォームを活用したワイヤーハーネス設計のグローバル化において、ワイヤーハーネス を作成する際の3つの主な課題は以下の通りです：

• データの不整合と再利用の制限
• システム統合の欠如
• 実物プロトタイプの最終段階で発見された問題や不具合

共有（または統合）プラットフォームへの移行を成功させるには、チームや拠点間でデータの一貫性が確保されている必要があります。各チームが独自のEDAおよびCADツールセットを使用して個別に設計を行っている場合、時間の経過とともに「共有」データに不整合が生じる可能性が高くなります。グローバル化の主な理由の一つである設計の再利用は、設計内容が一致していないと、はるかに困難になります。 さらに、データの不整合による波及効果により、市場投入までの時間（TTM）が遅れる可能性があり、プロジェクトの後半で不整合が発見された場合、その解決のために以前の設計段階に戻らなければならないことがよくあります。

通常、世界中に分散したチームによる設計を統合して完全な電気設計としてまとめる段階で初めて、不整合や設計品質上の問題が発見されます。この統合のタイミングはスケジュール上かなり遅いため、市場投入までの時間（TTM）に悪影響を及ぼし、貴重なエンジニアリングリソースを消費することになります。さらに、新たな競合の台頭や業界標準の変更などにより、プロジェクトの進行中に車両の要件が変更される可能性もあります。 プラットフォームの更新には、すべてのツールやデータベースの変更が必要となり、これは半手動の作業であるため、ミスや漏れが生じやすい。何らかの形で継続的なシステム統合が行われない限り、複数のチームにおける設計変更は、データの不整合リスクを高め、複数の統合ポイントを発生させ、課題をさらに深刻化させることになる。

たとえマージが順調に進み、大きな不整合が見当たらなかったとしても、電気システムの物理的なプロトタイプを製作してテストした際に、問題やエラーが明らかにならないという保証はありません。これらの問題を修正すると、市場投入までの時間（TTM）がさらに遅れ、より多くのリソースを消費することになります。従来のフローでは、設計に対する分析は限定的であり、検証と妥当性確認の両方を実験室でのテストに依存しています。 より優れたEDAツールを採用すべき主な理由の一つは、物理的なプロトタイプ作成の段階に入る前に、より徹底した検証を行い、実験室でのテストを最終的なシステム妥当性確認のみに限定することにある。

EDAツールを使用してワイヤーハーネス を作成するプロセスは、従来のワイヤーハーネス の作成方法に比べて多くの利点があります。市場投入までの期間を短縮できることに加え、データの一貫性の向上、複雑なバリエーションへの対応能力、信頼性の向上、使いやすさ、効果的なモニタリング、データの整合性、そして設計検証の質の向上といったメリットがあります。

1. データの一貫性の向上。ツールや 手法は 、プラットフォーム主導の設計生成をサポートするように構築されており、フロー全体を通じてデータの一貫性と十分な再利用性を確保することで、市場投入までの時間を短縮します。これは、トップダウン型の連携設計フローと、設計段階での正しさを保証する統合によって実現されます。
2. データの整合性。すべての機能は一体となって構築・設計されており、統合の不備による設計品質上の問題が生じないよう確保されています。これは、単一の設計データベースとオプション処理、および並行設計のためのマルチユーザー環境によって実現されます。
3. 設計検証。 サイジングや堅牢性の確保のために、あらゆるレベルでシミュレーションを 統合することができ、組み込みシミュレータによる高度な検証と自動化により、設計段階そのもので問題やエラーを発見し、迅速なセットアップと再利用を実現します。

シノプシス Saber™は、マルチドメインパワー・エレクトロニクス 設計向けの高性能仮想プロトタイピング ツール群からなるソリューションであり、SaberRD、SaberEXP、およびSaberES Designer で構成されています。Saber を使用することで、エンジニアは部品の公差を変化させながら複雑なシミュレーションを実行し、最良および最悪のケースの結果を生成し、簡単に「what-if」解析を行うことができます。業界トップクラスの精度により、必要なプロトタイプの数を削減し、開発コストを低減します。

SaberES Designer これは、配線レイアウト、材料、コストを最適化するためのワイヤーハーネス ツールであり、業界標準のCADシステムと連携可能です。本ソフトウェアは、ワイヤーハーネス の設計上の課題に対するソリューションを提供し、データの一貫性、データの完全性、および設計の妥当性確認を保証します。このソリューションは、トップダウン型の「コネクテッド」設計フローとも呼ばれ、すべてのチームで共有される単一の設計ESDデータベースに基づいて構築されており、並行して進行するすべてのプロジェクトにわたって一貫性を確保します。

これにより、設計者は承認済みのライブラリやデータベースからコンテンツや部品を選択でき、システムを統合しながら「設計段階での正確性」を確保できます。設計生成、検証、およびマルチドメイン検証のための広範な機能により、設計品質の向上と電気システムの堅牢性の向上につながります。 トップダウン型の生成フローにより、設計者の生産性が向上し、リソースの節約と市場投入までの時間（TTM）の短縮が実現します。単一の統合データベースにより、従来のフローに見られたシステム統合の不足が解消されます。承認済みの部品を使用し、一貫性を維持することで、統合プロセスははるかに円滑になります。数多くの問題が露呈する「大規模なマージ」という工程は存在しません。

また、このトップダウン方式により、アーキテクチャ・プラットフォームの共有や、個々の設計プロジェクトに向けたバリエーションの並行開発がはるかに容易になります。 この共有データベースは、電気システムに関するあらゆる可能なオプションが網羅された「200%設計」を表しています。設計者は新しいプロジェクトに取り組む際、アセンブリフィルターを使用して独自の製品を作成します。これにより、利用可能なオプションの中から選択して、モジュール式および複合型のワイヤーハーネスを容易に作成できます。これらのフィルターは、回路シミュレーション 用のネットリスト生成、3D MCADツールへのデータエクスポート、製造用出力の生成など、開発プロセス全体を通じて再利用されます。

データベースとフローは、多様なユーザーグループによって共有されています。設計者が管理する役割に加え、社内ライブラリ内の記号やその他の情報を管理するライブラリアン、どのユーザーがどのデータにアクセス・変更できるかを制御する管理者、そしてアーキテクチャ・プラットフォームに根本的な変更を加えることができるスーパーユーザーなどがいます。 設計フローは、ライブラリの種類の追加や、会社およびプロジェクトのポリシーに沿ったデータアクセス制御など、高度なカスタマイズが可能でなければなりません。スーパーユーザーは、他のユーザーのニーズに合わせてソリューションを柔軟に調整することができます。SaberES Designer は、このような複雑さをシームレスに処理することができ、複数のOEMメーカーで採用されているワイヤーハーネス の推奨設計ツールです。

共通データベースにより、すべての変更内容が即座に全ユーザーに反映されます。時間のかかる手動でのインポートやエクスポートは不要であり、外部の交換フォーマットによるデータ破損のリスクもありません。変更に関する通知がユーザーに送信され、ユーザーは各自の担当する設計領域への影響を評価します。設計の更新が必要な場合は、ユーザーに通知されます。

物理的なプロトタイプを製作する際に予期せぬ問題の発生を避ける唯一の方法は、回路シミュレーション を用いた検証を行うことです。その目的は、プロジェクトの可能な限り早い段階で問題を特定することで、設計プロセスを「シフトレフト」させることにあります。SaberES Designer では、シミュレータが組み込みソリューションとして提供されているため、ユーザーはさまざまなオプションやバリエーションの組み合わせを容易に試すことができます。これにより、回路の堅牢性と品質が向上するだけでなく、設計空間における「もし～なら」という仮定に基づく探索も可能になります。 シミュレーションでは、複数の物理プロトタイプを製作してテストする場合よりも、はるかに多くの設計の組み合わせを分析することができます。

これにより、設計者は電気システムを適正な規模に設計し、ワイヤーハーネスや電気部品間で負荷を分散させることができます。組み込みシミュレータは、以下の機能をサポートしています：

• DCシミュレーション
• DC／電圧降下 の分析
• 接続性の確認
• ヒューズ・電線の定格確認

また、組み込みシミュレータは、過渡応答シミュレーション、堅牢な設計のための変動および信頼性解析、ならびにISO 26262 機能安全規格の要件を満たすための故障解析にも対応しています。