許多產品依靠復雜的電氣/電子 （E/E） 系統來提供其最終用戶功能。

隨著 E/E 內容的增長，選擇 GOOD SELECT 支持 E/E 系統開發的軟件工具已成為一項關鍵決策。然而，E/E 領域跨越嵌入式軟件編碼、數據網絡驗證和功耗分析等各種學科，由商用現貨 （COTS） 和內部開發的一次性應用程序混合提供服務。有幾個因素會影響這種“制造”與“購買”的決定。本文介紹了管理人員在分析其工程工具環境時需要考慮的三個關鍵領域：滿足公司需求的靈活性、跨工程和流程環境的企業集成以及安全和知識產權 （IP） 保護。這些領域中的每一個都將幫助管理層權衡 COTS 與內部工具的相對優勢，并確定對其組織最有效的決策。

為了優化當今的 E/E 系統開發環境，在評估是制造還是購買軟件工具時，以下三個技術方面至關重要：

靈活性

首先是靈活性。COTS 工具需要高度靈活，并能適應每個公司、團隊和工程師的特定需求。這是因為E/E領域的某些方面缺乏廣泛采用的標準，并且存在許多不同的設計和工藝流程。對于必須支持多個 OEM 客戶的供應商來說尤其如此，每個客戶可能使用不同的數據格式。這一挑戰通常被認為是追求內部開發的原因，因為路線圖控制更容易。其他需要靈活性的 E/E 域示例包括：

工作流程變體

用戶管理

設計和制造工藝變化

數據導入、導出和報告

仿真、檢查和驗證要求

對象命名

圖形樣式

因此，COTS 工具必須支持高水平的可配置性。如果可以在不訴諸外部定制的情況下調整開箱即用的行為，則可以最大限度地降低持續維護成本，并且可以有效地將軟件許可證用于不同的項目。如果無法通過內置可配置性實現所需的行為，則需要外部自定義（可擴展性）。在這種情況下，工具提供面向未來的應用程序編程接口 （API） 至關重要。通過這種方式，可以以最低或零成本維護外部自定義。

圖 1 和圖 2 顯示了使用可配置性和可擴展性完成的專用行為示例。圖 1 顯示了自定義規則檢查在原理圖設計中的應用。圖 2 顯示了從同一數據集自動生成的線束的兩個圖形表示。

圖 1：自定義設計規則檢查的使用。

圖 2：同一線束設計數據集的替代圖形表示。

企業集成和全面的數字孿生

下一個關鍵技術能力是企業集成，或與相鄰工程和流程環境無縫鏈接的能力。對于 E/E 系統開發，潛在相鄰域的列表非常長。因此，至關重要的是，COTS工具被設計為“開放生態系統”的一部分。除了更明顯的相鄰工程應用（如 PLM 和 ALM 解決方案）之外，常見的集成需求還包括用戶身份驗證、工作流和發布管理、需求工程、功能設計、3D 機械 CAD、產品規劃、軟件集成和測試、服務文檔和診斷、制造執行系統和工廠設備。支持如此廣泛的企業集成使 E/E 系統領域能夠為全面的數字孿生做出貢獻，該孿生對產品本身、制造流程和售后支持的各個方面進行建模。

潛在集成模式的數量幾乎是無限的。雖然存在一些結構和標準（例如：UML，SysML，FMI），但COTS工具的架構必須與未知的第三方環境集成為核心原則。集成架構的性質有所不同。一些相鄰的環境非常普遍，例如領先的 3D 機械 CAD 平臺，因此 COTS 供應商提供標準集成產品是有意義的。但是，由于企業集成模式種類繁多，這些工具還必須提供大量的集成掛鉤，例如發布和使用 Web 服務的能力。與軟件擴展一樣，重要的是要考慮利用哪些集成技術，以最小化或消除持續的維護成本。幸運的是，RESTful 服務和低 ode 應用程序開發平臺等新技術使創建無縫混搭變得更加容易。因此，青睞內部工具開發的公司必須不斷熟悉這種技術發展。

知識產權與安全

第三，保護企業專有技術經常被引用為拒絕COTS工具而支持內部開發的理由。這種IP的一個簡單例子可能是“我們絕不允許在電氣接頭中使用超過六根電線，因為我們已經了解到超過六根是不可靠的”。解決方案是讓COTS工具包括一種機制，通過該機制可以私下捕獲IP，同樣重要的是，可以系統地應用IP。從技術上講，這可以通過提供非常豐富的可配置性和可擴展性功能來完成。通過這種方式，可以調整COTS工具的行為，以整合各種獨特的設計和工藝IP，并將IP隱藏在外界之外。示例如圖 3、4 和圖 5 所示。圖 3 顯示了控制布線合成的定制規則組的一部分，而這些規則組又由規則基元構建，如圖 4 所示。這種方法使公司能夠獲得 COTS 解決方案提供的經濟、創新和業務重點的好處。

圖 3：接線綜合規則組的片段。

圖 4：規則基元示例。

圖 5 顯示了用于定義定制制造工藝模式的對話框，根據該模式可以生成線束制造工藝樹。類似的技術可用于詳細的線束制造成本計算，這是一個特別敏感的商業主題。

但是，僅提供支持 COTS 軟件可配置性和可擴展性的基礎結構是不夠的。為了支持真正的專有保護，客戶或其受信任的第三方承包商必須能夠實現自己的軟件配置和擴展（即獨立于 COTS 工具供應商）。為了支持這一點，必須隨時提供適當的文檔和培訓，并支持通用編程語言（如Java）。

圖 5：用于定義線束制造工藝模式的對話框。

當然，IP保護并不僅限于工具的可配置性和可擴展性。另一個方面是組織之間的數據傳輸，例如在OEM和供應商之間。可能需要在不暴露專有內容本身的情況下傳輸專有信息。例如，電氣工程師可能需要傳輸包含可執行的專有仿真模型的電氣設計。這種情況的解決方案是加密模型，以便只有擁有解密密鑰的授權人員才能查看其實際工作，但模型可以由其他員工執行。

工程軟件還必須能夠防范惡意活動，例如故意竊取知識產權。所有工具及其運行環境，無論是 COTS 還是內部，都應采用對策來檢測和修復漏洞。在這種情況下，COTS 供應商可以提供卓越的功能，因為他們在軟件工程方面具有明確的核心競爭力，包括對最新安全技術（如數據庫之間的安全通信）的認識。

最后，管理組織內的用戶訪問權限非常重要。工作人員可以分配到一個項目，但限制另一個項目。例如，航空航天公司內的工作人員可能被分配到軍事或民用項目，對軍事項目的訪問受到嚴格控制。現代 COTS 軟件解決方案具有可配置的權限，僅允許單個用戶或用戶組訪問或實際可見某些項目。

COTS 軟件可以通過可配置性、可擴展性、安全技術和功能的組合在這些領域提供適當的 IP 保護。

趨勢表明 COTS 占主導地位

許多行業都面臨著“制造或購買”的決定。就工程軟件而言，趨勢很明顯：COTS供應商的市場份額不斷增長，內部軟件和非專業工具幾乎已經消失。通常，會出現一組占主導地位的 COTS 供應商，通常由相鄰供應商的生態系統補充。這些大型供應商能夠實現規模經濟，因為他們的收入足以支持重要的開發團隊，同時保持盈利。這意味著COTS平臺在技術上變得非常強大，使得內部開發在經濟上沒有吸引力。在這一點上，創新和戰略業務重點等因素也開始發揮作用，進一步降低了內部開發的價值。

其他領域已經經歷了從內部到COTS軟件解決方案的過渡，包括：

3D 機械 CAD：Siemens Digital Industries Software、Dassault Système 和 PTC 已成為主要的 COTS 供應商。

IC設計：Mentor Graphics（現為西門子的一部分）、Cadence和Synopsys已成為主要的COTS供應商。

企業資源規劃：SAP、微軟和甲骨文已成為主要的COTS供應商。

在所有三種情況下，內部開發現在只能在最深奧的情況下證明是合理的。

這種模式顯然在 E/E 系統領域發揮作用。內部應用程序正在被 COTS 工具所取代，規模經濟的良性循環正在順利進行，從而產生更有效的 COTS 產品。例如，全球十大汽車 OEM 中的十家現在都將 COTS 工具作為其電氣設計環境的核心。原理圖捕獲等任務現在很少得到內部軟件的最佳支持，配置控制、成本計算和線束制造工程等主題正在朝著這個方向迅速發展。

E/E領域的一個最新例子是數據通信網絡設計。這通常是使用內部開發的定制電子表格宏來實現的，這些宏難以維護，并且隨著新協議的出現而難以升級。然后，這些測試由基于硬件的測試進行補充，這些測試很難在最壞的情況下進行全面測試?，F在可以使用復雜的 COTS 網絡設計和驗證工具，提供基于規則的自動化、時序分析和驗證（圖 6）。

在 E/E 系統領域，易于實施定制和維護仍然是一項強烈要求，因為公司需要定制流程以滿足其特定需求。雖然知識產權捕獲和保護在某些領域仍然至關重要，特別是線束制造，但這一大趨勢既反映了良好做法向各行業遷移的趨勢，也反映了對工程創新等核心競爭力的更加關注。

圖 6：COTS 數據通信網絡設計和驗證工具。

結論

有幾個因素會影響“制造或購買”分析。所有這些因素都適用于在 COTS 和內部 E/E 系統開發軟件之間做出決定。在E / E領域，現在的決定通常是“購買”。COTS工具被廣泛部署，主要是由于其成本優勢和成熟度，包括支持易于定制和IP保護的機制。這些功能可幫助公司管理諸如安全性和對更清晰業務關注的渴望等挑戰。這一趨勢與其他領域觀察到的模式相匹配。隨著進一步的規模經濟的積累，它可能會加速，使COTS供應商能夠提供更強大的產品。隨著COTS工具的激增，熟悉的用戶和相關生態系統的骨干也將增長，從而進一步降低專有軟件開發的吸引力。

審核編輯：郭婷