淺談2D電氣設計與3D PTC Creo機械的無縫集成

撰文  法國Trace software公司 技術總監 王金

引言

目前PTC Creo在制造行業的設計中作為中流砥柱的產品，支撐著3D CAD設計，而Windchill的廣泛使用也加速了PTC Creo在3D設計領域的發展，鞏固了PTC布局全球的戰略地位。雖然Creo Schematics在方案策略上彌補了2D設計的空缺，但是XML導入和指定設備關聯關系的方式著實讓人著急火大。

引入Trace software International公司的elecworks與PTC Creo集成完成2D-3D機電一體化設計，讓PTC實現數字化平臺型設計的戰略意圖更加充實，成為競爭的強有力關鍵武器。

系統介紹

本文將談到設計領域的三大系統：電氣原理設計與機械結構設計，并由兩大系統的集成形成的工藝設計。

電氣原理設計

電氣原理設計是將系統的控制邏輯展現出來，這是產品設計的靈魂。電氣原理設計的方式和方法各不相同，所參照的標準也有IEC/ANSI/JIC等好幾個。但是，對于工程師來說，這些規則、設計方法、設計流程等只是為其服務，便于設計的產出方便交互。真正的難點在于，如果讓設計的過程更便捷。

Trace Software International推出的elecworks產品，通過SQL數據庫連接所有的設計元素，讓設計工作從面向圖形的繪圖（AutoCAD）轉向面向對象的設計。

在elecworks中，設備是所有元素的綜合體。在 REF _Ref484764061 \h \* MERGEFORMAT 圖 1設備中展示了Q1總保護斷路器所包含的所有元素，包括原理圖符號、Creo零件、2D布局圖符號、接線圖符號、方框圖符號（自上而下的順序）。

圖 1設備

讓所有元素從屬于Q1，最終的目的是實線數據的關聯。當改變了原理圖內容后，其他部門的內容將會響應做出調整。例如原理圖的接線關系發生變化，則接線圖將會自動更新。

數據的關聯，對于電氣設計乃至整個系統的集成，都至關重要。

機械結構設計

許多工程師在選擇3D設計工具時，都偏好PTC Creo，因為PTC Creo對于設計非常嚴謹。而對于整體設計方案上，PTC Creo的優勢也更明顯。當然，結合Windchill完成更高級的設計和協同（例如圖2所示），是企業和工程師都無法拒絕的一種高效設計和數據處理方式。

圖  2 Creo數據協同

相對于其他的3D工具，至少有7個理由讓工程師使用PTC Creo：

1.  更高效地處理零件和裝配體

2.  輕松將2D概念轉換成3D模型

3.  后期設計更改更便捷

4.  在概念設計期間快速創建自由形狀和曲面

5.  利用UNITE技術克服自身多CAD環境所面臨的難題

6.  借助PTC UNIVERSITY學習和掌握PTC CREO的功能

7.  充滿自信地迎接PTC CREO的可擴展軟件

工藝設計

聽過elecworks和Creo集成演示的企業都會對這兩個系統集成的方案產生濃厚的興趣，并對于使用躍躍欲試。是什么魅力在吸引著高標準高要求的工程師？

銷售部門需要工程師提供項目方案

Elecworks通過布線方框圖，快速定義項目邏輯，以及快速生成項目預算。

工程師需要將項目方案轉換成設計文檔

布線方框圖的數據與原理圖的數據是關聯的，工程師只要關注原理的設計，直接關聯方案中提出的設備數據，快速完成設計文檔。

采購人員需要電氣工程師提供采購清單

elecworks通過SQL，可以將所有的數據以報表的方式批量統計。例如采購需要統計工程的設備BOM，只需要讓elecworks自動生成這份BOM就可以（也可以導出至Excel）。

工人需要結構布局圖

PTC Creo自動將3D空間結構轉換成2D平面布局圖，工人直接對著布局圖完成設備位置的排放。

接線工人需要設備接線圖

Elecworks自動生成設備接線圖，工人在完成設備布局后，直接對著接線圖快速完成設備的接線。

工藝部門需要知道線長數據

Elecworks將數據通過SQL無縫集成到Creo，實現實時同步設計（不需要XML），自動布線，自動統計線長數據，反饋到elecworks的報表中，如圖3所示。實際裁線時只需要根據線長數據留有余量就可以。

圖  3 統計線長工藝數據

工藝部門需要知道線束怎么做

Elecworks定義線束的設計原理和材料，并與Creo集成后，自動生成3D線束。在Creo中，將線束平展，自動生成釘板圖。在釘板圖中，線束的制造物料、裁線、輔料一覽無余。

財務部門需要項目成本

通過elecworks 與 PTC Creo的集成，最終可以統計出整個工程的設備、電纜、電線、輔料，通過elecworks 與 ERP的接口讀取ERP系統中的成本信息，直接匯總出整個項目的物料成本。

總結

不是每個企業都需要用到專業的設計工具，也許AutoCAD就能夠滿足當前的繪圖需求。但是，一旦企業需要創新，需要發展，勢必需要專業的設計工具提高設計效率，勢必需要集成化的解決方案關聯數據，勢必需要統一性平臺整合所有設計數據和設計流程。這就是為什么企業都在對PDM選型，都在對機械軟件選型，也都在對電氣軟件選型。建立數字化設計平臺，是每個發展中企業都關心的問題，也許有一天我們的物理樣機將會是在數字化平臺模擬成功后一次性完成的，而不是現在這樣根據經驗先做個樣機出來再不斷調整不斷翻新不厭其煩的更改后得出工藝數據再轉換進入數字平臺。

設計應該優先于物理產出，經驗指導我們完善設計。

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