『實(shí)用技巧』SOLIDWORKS Electrical 3D集成機(jī)械和電氣設(shè)計(jì)

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(jī)械開發(fā)集成在一個(gè)3D平臺上,現(xiàn)在電氣設(shè)計(jì)也可以獲得與3D CAD技術(shù)運(yùn)用于機(jī)械設(shè)計(jì)同樣的生產(chǎn)效率提高。制造商們可以不再依賴于運(yùn)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(jì)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(jī)器和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的電氣和機(jī)械部分,從而節(jié)省時(shí)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(jì)電氣系統(tǒng)、選擇電氣元件、實(shí)現(xiàn)電線和電纜布線及線束設(shè)計(jì)自動化,還是僅僅需要共享電氣和機(jī)械設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),本白皮書都將幫助您了解利用SOLIDWORKS Electrical軟件實(shí)現(xiàn)電氣和機(jī)械設(shè)計(jì)的集成對您實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)目標(biāo)有何幫助。

高效的電氣設(shè)計(jì)要求與3D 設(shè)計(jì)流程的順暢集成

過去二十年以來,3D CAD技術(shù)使機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)生了革命性的變化,而2D環(huán)境中的電氣設(shè)計(jì)已經(jīng)逐漸沒落。3D設(shè)計(jì)的好處顯而易見:設(shè)計(jì)周期更短、開發(fā)成本更低、產(chǎn)品質(zhì)量更高、設(shè)計(jì)創(chuàng)新更豐富、上市速度更快;但是電氣設(shè)計(jì)并未包含在此列,因?yàn)樗酝家蕾囉诜羌墒?D圖表工具。一直以來,制造商們都將電氣設(shè)計(jì)以及電線、電纜和線束的布線視為事后補(bǔ)充性工作,在3D技術(shù)的投資中從未考慮過電氣設(shè)計(jì)的因素,這樣就造成了電氣/機(jī)械設(shè)計(jì)集成與協(xié)作的進(jìn)度滯后。

但是如果電氣設(shè)計(jì)再不集成到更高效的3D機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)方法通常都耗時(shí)較長,例如需要單獨(dú)生成人工創(chuàng)建的材料明細(xì)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(jì)數(shù)據(jù)中包含的關(guān)鍵信息,有可能會造成不準(zhǔn)確、誤解和質(zhì)量問題。由于電氣設(shè)計(jì)人員使用的設(shè)計(jì)平臺一般都與其機(jī)械設(shè)計(jì)同事所用的不同,缺乏集成會不利于協(xié)作、限制設(shè)計(jì)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(jì)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(jìn)行人工布線,并創(chuàng)建將它們綁在一起并進(jìn)行保護(hù)的線束。非集成式電氣設(shè)計(jì)方法一般都需要投入更多人工工作來制訂制造計(jì)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(jì)方法更有可能出現(xiàn)人為錯(cuò)誤,加大了流程當(dāng)中出現(xiàn)質(zhì)量問題的可能性,進(jìn)而造成成本大幅上升。

除了時(shí)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(jì)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(shí)現(xiàn)消費(fèi)產(chǎn)品的小型化。有效的電氣設(shè)計(jì)需要的不僅僅是原理圖開發(fā),對3D集成設(shè)計(jì)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(jì)可以推動提高效率、促進(jìn)創(chuàng)新,并支持業(yè)務(wù)成長。

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一團(tuán)線球— 傳統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)原理圖的局限性

提到“一團(tuán)線球”,大多數(shù)人聯(lián)想到的是奶奶在織毛衣、小貓?jiān)谕婢€團(tuán),或者是孩子在放風(fēng)箏。但是對電氣設(shè)計(jì)人員來說,令人心煩的“一團(tuán)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(xì)繩從一頭的導(dǎo)線或觸點(diǎn)拉至另一頭,用軟尺測量細(xì)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(xì)繩的長度和路徑?！熬€球”布線方法代表著許多制造商查看電氣設(shè)計(jì)的方法(作為事后補(bǔ)充性工作),這也很好地說明了傳統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)方法的短視性及局限性。

不只是事后補(bǔ)充性工作

制造商同樣應(yīng)該關(guān)注電氣設(shè)計(jì),就像對待機(jī)械設(shè)計(jì)一樣。如果被視為流程的最后一步,非集成式電氣設(shè)計(jì)就會在根本上淪為事后補(bǔ)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(jì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于設(shè)計(jì)流程的附屬品,而是提供了改善工作流程的良好機(jī)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(zhǔn)確性來提高質(zhì)量。

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

延遲對客戶/市場需求的及時(shí)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(jìn)步。非集成式2D 電氣設(shè)計(jì)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(jì)人員必須能夠在此類要求與其他需求之間實(shí)現(xiàn)平衡,以改善控制面板訪問、維護(hù)和可維修性。電氣設(shè)計(jì)人員需要集成的3D 設(shè)計(jì)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(xiàng)要求。

阻礙電氣與機(jī)械設(shè)計(jì)人員之間的協(xié)作

在單獨(dú)的電氣設(shè)計(jì)應(yīng)用程序中工作時(shí),會導(dǎo)致電氣與機(jī)械設(shè)計(jì)人員無法開展協(xié)作。此類協(xié)作不僅可以防止設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和性能問題進(jìn)入到開發(fā)流程,同時(shí)還有利于產(chǎn)品創(chuàng)新及改進(jìn)。由于電氣和機(jī)械設(shè)計(jì)人員使用了單獨(dú)的非集成式設(shè)計(jì)平臺,所處環(huán)境完全不同,也就沒有什么機(jī)會來實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科專業(yè)開發(fā)。大多數(shù)電氣和機(jī)械設(shè)計(jì)人員都不是一起工作以生成能同時(shí)滿足電氣和機(jī)械設(shè)計(jì)要求的協(xié)作型設(shè)計(jì),而是創(chuàng)建各自不同的設(shè)計(jì),然后在生產(chǎn)中拼湊到一起。電氣設(shè)計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)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(shí)抑制了優(yōu)化機(jī)電設(shè)計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)人員在不同的設(shè)計(jì)軟件包內(nèi)工作,非集成的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)會造成無數(shù)工作流程難題和瓶頸,因?yàn)橄掠瘟鞒讨行枰С謨煞N不同類型的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。為生產(chǎn)電氣和機(jī)械裝配體而生成的不同BOM、切割清單和文檔會導(dǎo)致支持其他職能時(shí)出現(xiàn)重復(fù)勞動,包括采購、生產(chǎn)計(jì)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(cuò)可能性之外,使用單獨(dú)的非集成設(shè)計(jì)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(shí)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(jī)電設(shè)計(jì)— 更快速、更經(jīng)濟(jì)地開發(fā)更高品質(zhì)的產(chǎn)品

將非集成的電氣設(shè)計(jì)工具替換為完全集成的電氣設(shè)計(jì)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(jìn)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(jì)之外,使用相同的機(jī)電設(shè)計(jì)平臺還有助于在電氣和機(jī)械設(shè)計(jì)人員之間以及設(shè)計(jì)、工程和制造人員之間開展協(xié)作。

在市場競爭中搶占先機(jī)

集成式機(jī)電設(shè)計(jì)平臺的諸多好處使電氣和機(jī)械設(shè)計(jì)人員可以更迅速地完成設(shè)計(jì)開發(fā),從而幫助將產(chǎn)品更快推向市場。使用集成式機(jī)電設(shè)計(jì)平臺的好處不僅僅是縮短設(shè)計(jì)周期,同時(shí)還有利于提高工作效率,例如在設(shè)計(jì)和下游流程中順暢的開發(fā)工作流程。集成式機(jī)電設(shè)計(jì)平臺可避免數(shù)據(jù)導(dǎo)入、導(dǎo)出和轉(zhuǎn)換,將BOM 生成、采購和預(yù)生產(chǎn)整合為一項(xiàng)工作并自動完成,同時(shí)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(jī)電設(shè)計(jì)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(jì)和開發(fā)工作流程以節(jié)省時(shí)間并提高產(chǎn)出量之外,將電氣和機(jī)械設(shè)計(jì)集成到一個(gè)環(huán)境還可以幫助您提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化和重用、避免電線/電纜布線的原型制造要求,同時(shí)減少設(shè)計(jì)錯(cuò)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(jī)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(shí)間和資金之外,集成式機(jī)電設(shè)計(jì)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(jī)電設(shè)計(jì)平臺有助于在電氣設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)和制造專業(yè)之間實(shí)現(xiàn)多學(xué)科溝通及協(xié)作。更輕松的溝通和更準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)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(shí)施打下了基礎(chǔ)。當(dāng)協(xié)作代替了假設(shè)時(shí),參與的每個(gè)人都能在3D 中清晰地查看完整電氣和機(jī)械設(shè)計(jì),從而實(shí)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(jī)械設(shè)計(jì)以拓展3D 的優(yōu)勢

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

機(jī)電設(shè)計(jì)集成的各個(gè)階段

完全沉浸/完整3D 集成:電氣與機(jī)械設(shè)計(jì)的每個(gè)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(gè)通用的完全集成式3D 設(shè)計(jì)環(huán)境中。
集成的3D 機(jī)電設(shè)計(jì):只有電氣和機(jī)械設(shè)計(jì)的建模部分集成在一個(gè)通用3D 設(shè)計(jì)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(jì):只有原理圖開發(fā)集成在3D機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)境中。
電氣/機(jī)械設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的協(xié)作共享:電氣和機(jī)械設(shè)計(jì)人員可以利用導(dǎo)入/導(dǎo)出方法,彼此共享ECAD 和MCAD 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

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

這一套使用方便的協(xié)作型原理圖設(shè)計(jì)工具將幫助您針對機(jī)器、設(shè)備和產(chǎn)品設(shè)計(jì),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(jì)重用的通用且可重用的材料。

集成式3D 機(jī)電設(shè)計(jì)— SOLIDWORKS Electrical 3D

這一集成式3D 電氣設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)電氣設(shè)計(jì)元素的自動互連。SOLIDWORKS Electrical 3D 設(shè)計(jì)軟件允許您確定電線、電纜和線束的最佳長度,同時(shí)在電氣與機(jī)械設(shè)計(jì)之間保持設(shè)計(jì)和BOM 同步。

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

這一功能強(qiáng)大、使用方便的電氣設(shè)計(jì)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(jī)設(shè)計(jì)解決方案。SOLIDWORKS Electrical Professional 軟件支持電氣和機(jī)械設(shè)計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)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(jì),就需要一種集成式電氣設(shè)計(jì)解決方案。您無需再依靠衰落的2D 電氣設(shè)計(jì)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(jì)視為一項(xiàng)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(jī)械設(shè)計(jì)來占據(jù)競爭優(yōu)勢。事實(shí)證明,集成式機(jī)電設(shè)計(jì)與3D 機(jī)械設(shè)計(jì)具有同樣的優(yōu)勢,包括縮短設(shè)計(jì)周期、降低開發(fā)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、推動設(shè)計(jì)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(jī)。

無論您是需要創(chuàng)建電氣原理圖、設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)、選擇電氣元件、實(shí)現(xiàn)電線/電纜布線及線束設(shè)計(jì)自動化,還是僅僅共享電氣和機(jī)械設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),SOLIDWORKS Electrical 都可以將電氣和機(jī)械設(shè)計(jì)集成到一個(gè)3D 開發(fā)環(huán)境中,從而幫助您實(shí)現(xiàn)自己的產(chǎn)品開發(fā)目標(biāo)。除了節(jié)省時(shí)間和金錢之外,由SOLIDWORKS Electrical 軟件提供支持的集成式機(jī)電設(shè)計(jì)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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