『實用技巧』SOLIDWORKS Electrical 3D集成機械和電氣設(shè)計

2017-01-01 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

摘要

通過將電氣和機械開發(fā)集成在一個3D平臺上,現(xiàn)在電氣設(shè)計也可以獲得與3D CAD技術(shù)運用于機械設(shè)計同樣的生產(chǎn)效率提高。制造商們可以不再依賴于運行緩慢的非集成式2D 工具來開發(fā)電氣原理圖、控制面板設(shè)計和電氣系統(tǒng)布局,也無需使用人工技術(shù)來完成電線、電纜和線束的布線,而是可以利用SOLIDWORKS®Electrical3D技術(shù)來充分集成機器和產(chǎn)品設(shè)計的電氣和機械部分,從而節(jié)省時間和成本并提高質(zhì)量。

無論您是需要創(chuàng)建原理圖、設(shè)計電氣系統(tǒng)、選擇電氣元件、實現(xiàn)電線和電纜布線及線束設(shè)計自動化,還是僅僅需要共享電氣和機械設(shè)計數(shù)據(jù),本白皮書都將幫助您了解利用SOLIDWORKS Electrical軟件實現(xiàn)電氣和機械設(shè)計的集成對您實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)目標有何幫助。

高效的電氣設(shè)計要求與3D 設(shè)計流程的順暢集成

過去二十年以來,3D CAD技術(shù)使機械設(shè)計發(fā)生了革命性的變化,而2D環(huán)境中的電氣設(shè)計已經(jīng)逐漸沒落。3D設(shè)計的好處顯而易見:設(shè)計周期更短、開發(fā)成本更低、產(chǎn)品質(zhì)量更高、設(shè)計創(chuàng)新更豐富、上市速度更快;但是電氣設(shè)計并未包含在此列,因為它以往都依賴于非集成式2D圖表工具。一直以來,制造商們都將電氣設(shè)計以及電線、電纜和線束的布線視為事后補充性工作,在3D技術(shù)的投資中從未考慮過電氣設(shè)計的因素,這樣就造成了電氣/機械設(shè)計集成與協(xié)作的進度滯后。

但是如果電氣設(shè)計再不集成到更高效的3D機械設(shè)計工作流程中,就會追悔莫及,它存在的諸多缺陷將會阻礙制造商在競爭日益激烈的全球市場中占據(jù)有利地位。從傳統(tǒng)而言,非集成式2D電氣設(shè)計方法通常都耗時較長,例如需要單獨生成人工創(chuàng)建的材料明細表(BOM),這樣就會延緩上市速度。此外,非集成式電氣原理圖缺乏3D設(shè)計數(shù)據(jù)中包含的關(guān)鍵信息,有可能會造成不準確、誤解和質(zhì)量問題。由于電氣設(shè)計人員使用的設(shè)計平臺一般都與其機械設(shè)計同事所用的不同,缺乏集成會不利于協(xié)作、限制設(shè)計重用,并且阻礙創(chuàng)新和自動化的發(fā)展。最重要的是,傳統(tǒng)的非集成式2D電氣設(shè)計方法最終會造成成本的上升。許多情況下都需要建造原型以對電線和電纜進行人工布線,并創(chuàng)建將它們綁在一起并進行保護的線束。非集成式電氣設(shè)計方法一般都需要投入更多人工工作來制訂制造計劃,并且開發(fā)裝配文檔和用戶/服務(wù)手冊。最后,非集成式人工電氣設(shè)計方法更有可能出現(xiàn)人為錯誤,加大了流程當中出現(xiàn)質(zhì)量問題的可能性,進而造成成本大幅上升。

除了時間、成本和質(zhì)量方面的不利因素之外,非集成式2D電氣設(shè)計方法還會束縛制造商響應(yīng)并利用市場和行業(yè)趨勢的能力,例如減輕工廠對環(huán)境的影響、正確調(diào)整控制面板的大小,或者實現(xiàn)消費產(chǎn)品的小型化。有效的電氣設(shè)計需要的不僅僅是原理圖開發(fā),對3D集成設(shè)計環(huán)境的需求也越來越迫切。通過使用SOLIDWORKS Electrical 3D軟件之類的集成解決方案,電氣設(shè)計可以推動提高效率、促進創(chuàng)新,并支持業(yè)務(wù)成長。

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一團線球— 傳統(tǒng)電氣設(shè)計原理圖的局限性

提到“一團線球”,大多數(shù)人聯(lián)想到的是奶奶在織毛衣、小貓在玩線團,或者是孩子在放風箏。但是對電氣設(shè)計人員來說,令人心煩的“一團線球”和隨之一起的“軟尺”就是在裝配體原型制造中用于電線或電纜布線的主要方法。將細繩從一頭的導線或觸點拉至另一頭,用軟尺測量細繩的長度,確保布線不會造成電線或電纜暴露在熱源或其他可能的損害源下,然后記錄這段細繩的長度和路徑。“線球”布線方法代表著許多制造商查看電氣設(shè)計的方法(作為事后補充性工作),這也很好地說明了傳統(tǒng)電氣設(shè)計方法的短視性及局限性。

不只是事后補充性工作

制造商同樣應(yīng)該關(guān)注電氣設(shè)計,就像對待機械設(shè)計一樣。如果被視為流程的最后一步,非集成式電氣設(shè)計就會在根本上淪為事后補充性工作,其局限性將無人察覺,而其提高生產(chǎn)效率的潛力也將繼續(xù)被忽略。電氣設(shè)計遠遠不止于設(shè)計流程的附屬品,而是提供了改善工作流程的良好機會,可以通過協(xié)作來推動創(chuàng)新、通過數(shù)字化來推動自動化、通過準確性來提高質(zhì)量。

通過將電氣和機械設(shè)計集成到一個3D 平臺,這些改善的機會變得觸手可及。電氣設(shè)計人員無需處理麻煩的線球,可以在3D 中準確地溝通并高效地協(xié)作。

延遲對客戶/市場需求的及時響應(yīng)

客戶需求變化更頻繁,市場動態(tài)轉(zhuǎn)變更快速,使得制造商需要有效的工具來響應(yīng)不斷變化的客戶/市場需求,而無論是對新功能的要求還是創(chuàng)新中的范例轉(zhuǎn)換進步。非集成式2D 電氣設(shè)計方法對組織造成了阻礙,使其無法迅速響應(yīng)日益變化的行業(yè)趨勢和市場需求。例如,大多數(shù)制造商都在致力于減小電氣系統(tǒng)的占地面積,以節(jié)約工廠空間并減少材料消耗。但是,電氣設(shè)計人員必須能夠在此類要求與其他需求之間實現(xiàn)平衡,以改善控制面板訪問、維護和可維修性。電氣設(shè)計人員需要集成的3D 設(shè)計工具以正確調(diào)整系統(tǒng)和零部件的尺寸,從而滿足可能存在沖突的各項要求。

阻礙電氣與機械設(shè)計人員之間的協(xié)作

在單獨的電氣設(shè)計應(yīng)用程序中工作時,會導致電氣與機械設(shè)計人員無法開展協(xié)作。此類協(xié)作不僅可以防止設(shè)計錯誤和性能問題進入到開發(fā)流程,同時還有利于產(chǎn)品創(chuàng)新及改進。由于電氣和機械設(shè)計人員使用了單獨的非集成式設(shè)計平臺,所處環(huán)境完全不同,也就沒有什么機會來實現(xiàn)跨學科專業(yè)開發(fā)。大多數(shù)電氣和機械設(shè)計人員都不是一起工作以生成能同時滿足電氣和機械設(shè)計要求的協(xié)作型設(shè)計,而是創(chuàng)建各自不同的設(shè)計,然后在生產(chǎn)中拼湊到一起。電氣設(shè)計人員可能會詢問電氣系統(tǒng)殼體內(nèi)有多大的空間可用,而機械設(shè)計人員關(guān)心的可能是需要多大的控制面板。他們在不同的軟件包內(nèi)工作,這一事實抑制了優(yōu)化機電設(shè)計所必需的協(xié)作。

非集成制約了工作流程效率,并帶來不利因素

如果電氣和機械設(shè)計人員在不同的設(shè)計軟件包內(nèi)工作,非集成的設(shè)計數(shù)據(jù)會造成無數(shù)工作流程難題和瓶頸,因為下游流程中需要支持兩種不同類型的設(shè)計數(shù)據(jù)。為生產(chǎn)電氣和機械裝配體而生成的不同BOM、切割清單和文檔會導致支持其他職能時出現(xiàn)重復勞動,包括采購、生產(chǎn)計劃或制造及裝配。除了降低上市速度、增加成本以及提高出錯可能性之外,使用單獨的非集成設(shè)計系統(tǒng)還會造成偏離新的工作思路及方法、更加過度依賴現(xiàn)有方法,同時阻礙提高工作流程效率和產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)新。

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集成機電設(shè)計— 更快速、更經(jīng)濟地開發(fā)更高品質(zhì)的產(chǎn)品

將非集成的電氣設(shè)計工具替換為完全集成的電氣設(shè)計軟件包(例如SOLIDWORKS Electrical 軟件)之后,將會簡化3D 中的原理圖驅(qū)動電氣系統(tǒng)和電線/電纜線束的開發(fā),進而幫助您更快速、更低成本地打造出更高品質(zhì)的產(chǎn)品。除了簡化設(shè)計之外,使用相同的機電設(shè)計平臺還有助于在電氣和機械設(shè)計人員之間以及設(shè)計、工程和制造人員之間開展協(xié)作。

在市場競爭中搶占先機

集成式機電設(shè)計平臺的諸多好處使電氣和機械設(shè)計人員可以更迅速地完成設(shè)計開發(fā),從而幫助將產(chǎn)品更快推向市場。使用集成式機電設(shè)計平臺的好處不僅僅是縮短設(shè)計周期,同時還有利于提高工作效率,例如在設(shè)計和下游流程中順暢的開發(fā)工作流程。集成式機電設(shè)計平臺可避免數(shù)據(jù)導入、導出和轉(zhuǎn)換,將BOM 生成、采購和預生產(chǎn)整合為一項工作并自動完成,同時還能降低制造規(guī)劃和文檔要求,所有這些都將幫助制造商比競爭對手更快地推出新產(chǎn)品。

降低開發(fā)成本

集成式機電設(shè)計平臺將如何幫助制造商減少并控制開發(fā)成本? 除了理順產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)工作流程以節(jié)省時間并提高產(chǎn)出量之外,將電氣和機械設(shè)計集成到一個環(huán)境還可以幫助您提高設(shè)計標準化和重用、避免電線/電纜布線的原型制造要求,同時減少設(shè)計錯誤和制造問題、降低廢品/返工率、減少保修退貨次數(shù)并降低參與者成本。另一大關(guān)鍵好處是能夠正確調(diào)整機械、面板和零部件的尺寸,從而允許制造商優(yōu)化材料利用并降低材料相關(guān)成本。

提高質(zhì)量并推動創(chuàng)新

除了節(jié)省時間和資金之外,集成式機電設(shè)計系統(tǒng)還將幫助制造商提高質(zhì)量并推動創(chuàng)新。就其本質(zhì)而言,集成式機電設(shè)計平臺有助于在電氣設(shè)計、機械設(shè)計和制造專業(yè)之間實現(xiàn)多學科溝通及協(xié)作。更輕松的溝通和更準確的設(shè)計可視化不僅能夠在生產(chǎn)之前發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題,還為新思路及創(chuàng)新方法的實施打下了基礎(chǔ)。當協(xié)作代替了假設(shè)時,參與的每個人都能在3D 中清晰地查看完整電氣和機械設(shè)計,從而實現(xiàn)高層次的質(zhì)量和創(chuàng)新。

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SOLIDWORKS ELECTRICAL — 集成電氣和機械設(shè)計以拓展3D 的優(yōu)勢

為幫助制造發(fā)揮集成式3D 電氣和機械設(shè)計的優(yōu)勢(包括質(zhì)量、成本和效率方面的改進),Dassault Systèmes SolidWorks Corporation 專門開發(fā)了SOLIDWORKS Electrical 設(shè)計軟件解決方案。這些集成式電氣設(shè)計解決方案的封裝同時涵蓋了機電設(shè)計集成的四大主要階段,從電氣(ECAD) 和機械(MCAD) 設(shè)計數(shù)據(jù)協(xié)作式共享、完全沉浸式3D 機電設(shè)計,到兩門學科在一個設(shè)計平臺中的完全集成。

機電設(shè)計集成的各個階段

完全沉浸/完整3D 集成:電氣與機械設(shè)計的每個部分(包括原理圖開發(fā)、3D建模、統(tǒng)一BOM生成、自動化電線/電纜布線)均包含在一個通用的完全集成式3D 設(shè)計環(huán)境中。
集成的3D 機電設(shè)計:只有電氣和機械設(shè)計的建模部分集成在一個通用3D 設(shè)計環(huán)境中,包括3D建模、統(tǒng)一BOM生成和自動化電線/電纜布線,原理圖開發(fā)在其他工具中完成。
原理圖集成電氣設(shè)計:只有原理圖開發(fā)集成在3D機械設(shè)計環(huán)境中。
電氣/機械設(shè)計數(shù)據(jù)的協(xié)作共享:電氣和機械設(shè)計人員可以利用導入/導出方法,彼此共享ECAD 和MCAD 設(shè)計數(shù)據(jù)。

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原理圖驅(qū)動的電氣設(shè)計— SOLIDWORKS Electrical Schematic

這一套使用方便的協(xié)作型原理圖設(shè)計工具將幫助您針對機器、設(shè)備和產(chǎn)品設(shè)計,推動快速開發(fā)嵌入式電氣系統(tǒng)。內(nèi)置的符號庫、制造商零件信息和3D 零部件模型提供了支持設(shè)計重用的通用且可重用的材料。

集成式3D 機電設(shè)計— SOLIDWORKS Electrical 3D

這一集成式3D 電氣設(shè)計應(yīng)用程序使您可以定位電氣元件,并使用高級SOLIDWORKS 布線技術(shù)在3D 模型內(nèi)實現(xiàn)電氣設(shè)計元素的自動互連。SOLIDWORKS Electrical 3D 設(shè)計軟件允許您確定電線、電纜和線束的最佳長度,同時在電氣與機械設(shè)計之間保持設(shè)計和BOM 同步。

完全沉浸/完整3D 集成— SOLIDWORKS Electrical Professional

這一功能強大、使用方便的電氣設(shè)計軟件將SOLIDWORKS Electrical Schematic 軟件的電氣原理圖開發(fā)功能與SOLIDWORKS Electrical 3D 軟件的3D 建模功能結(jié)合在一起,提供了一款全面的完全沉浸式3D 集成電機設(shè)計解決方案。SOLIDWORKS Electrical Professional 軟件支持電氣和機械設(shè)計與3D 模型、原理圖、統(tǒng)一BOM 生成以及自動化電線/電纜布線的集成。

通過在3D 中集成電氣和機械設(shè)計占據(jù)競爭優(yōu)勢

要想將3D CAD 技術(shù)的優(yōu)勢拓展到電氣設(shè)計,就需要一種集成式電氣設(shè)計解決方案。您無需再依靠衰落的2D 電氣設(shè)計方法,也不必使用“線球”一類落后的人工方法,而是可以將電氣設(shè)計視為一項有潛力提高生產(chǎn)效率的職能,并通過在3D 中集成電氣和機械設(shè)計來占據(jù)競爭優(yōu)勢。事實證明,集成式機電設(shè)計與3D 機械設(shè)計具有同樣的優(yōu)勢,包括縮短設(shè)計周期、降低開發(fā)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、推動設(shè)計創(chuàng)新及加快產(chǎn)品上市,而所有這些優(yōu)勢最終都將讓您在競爭中取得先機。

無論您是需要創(chuàng)建電氣原理圖、設(shè)計電氣系統(tǒng)、選擇電氣元件、實現(xiàn)電線/電纜布線及線束設(shè)計自動化,還是僅僅共享電氣和機械設(shè)計數(shù)據(jù),SOLIDWORKS Electrical 都可以將電氣和機械設(shè)計集成到一個3D 開發(fā)環(huán)境中,從而幫助您實現(xiàn)自己的產(chǎn)品開發(fā)目標。除了節(jié)省時間和金錢之外,由SOLIDWORKS Electrical 軟件提供支持的集成式機電設(shè)計系統(tǒng)還將幫助您的公司提高質(zhì)量并推動創(chuàng)新。

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