电气三维技术大有可为

hongqk

[胡言乱语]"电气三维技术大有可为"之我见

23Aug

更新:2011年8月23日

     CATIA布线模块: CATIA V5 –Electrical Wire Routing 2 (EWR)。

    最近看到一点资料,CATIA和UG NX也都支持直接导入连接列表来快速地进行布线或布管,如同Solidworks那样。在这些软件的说明书中,都说明了它们接受导入的文件格式(准确地讲应该叫映射表,即导入的数据文件对应软件中的何种属性)。

    很希望有机会能尝试一下这类软件!

发布:2011年8月10日

    我提到的这些信息,有的来自于客户交谈,有的来自于朋友聊天,有的来自于网络讨论,也有的来自于同行,没有逐一求证,不对的地方欢迎指正!
以下所有内容,都是个人言行,与公司无关,与现在的工作无关,我不能保证我在这个公司工作一辈子,因此没有理由去攻击别的公司,指出的一些缺点应该是一些客户的共识!

    这些东西是在看到亿万论坛网友"bjkklwd"的帖子"迎接新技术革命--电气三维技术大有可为---终究花落谁家？,原帖在这里" 后,头脑发热,在出差的途中(火车站等车时,在火车上坐着时,中午午休时)码的,也没有仔细思考,随性写下的.有很多语法错误是必然的,希望我的语文老师不会看到.看这个之前,应该先看原帖!感谢"bjkklwd"及"Maiker"分享观点!

    我也认为在今后,电气、气动液压、三维机械设计,甚至ERP/PDM/PLM的整合到一起是一种趋势.正如Maiker所说,这种整合不是单纯的软件整合,而是设计流程的大融合,生产管理的一种变革.但我认为不是现在,至少还要等10年以上的时间,才会有普遍应用的趋势.而现在看起来更有点像是"概念车".因为整合不是那么简单.

    先不说远,就我的经验和想法聊聊电气与三维的整合.
    从目前已知的需求来看,整合的原因有以下几种情况:
    1.三维布局。原理图设计好以后,后面生产时是需要装柜的,元器件能否摆得下,前后之间(尤其是门上的元件与柜内元件)会否干涉,元件的布局是否合理(考虑散热与热流动),这些内容在原理图设计时是无法考虑的,因此准确讲应该是工艺设计的范畴。将原理图中的设备快速地布局到控制柜中,以直观的形式检查设计的合理性,这是当前最多的需求。
    2.布管布线。元器件摆放完毕后,一般都会有布线(电气系统)和布管(流体系统)的需求,一方面是空间的考虑,另一方面是生产的考虑,比如自动计算管线的长度,便于采购与加工。
    3.底板打孔。有些器件装在门板(比如按钮,指示灯,指示仪表),有些器件装在侧板或顶板(如风扇),有些装在安装板上.布局完成后,底板上需要多少孔,多大的孔,这些都需要考虑,也就是说最好能自动生成底板打孔图。
   4.与机床衔接。比如自动生成的线缆列表,能够直接提供给线缆机切线、剥线、压端子、打线号(可访问KOMAX,CadCable公司网站看视频或介绍);将打孔图直接提供给数控加工中心加工(可访问DMG,Steinghauer网站);将标签数据提供给标签打印机(可访问Phoenix网站)。这些自动化的设备可以大大提高加工的效率,减少材料浪费。这样的应用目前在德国有不少,在国内还不多.我知道的国内有3家公司购买了Komax设备,最快的机型号称36秒加工1根线(切剥压印四个环节)。
    5.数字化样机。现在有些国企在搞数字化样机,就是电气和机械的工程师一同完成一个项目设计,比如电气原理图上增加了相应设备,在机械软件的一个导航窗口中会有新增部件出现,将其拖放到机械软件中即可,反之亦然。对于初次设计比较复杂的设备,这种方法能够减少部件遗漏,尤其是一些附件被忽略.

    很多软件公司也都注意到电气设计与3D设计整合的趋势。这些软件公司有的是传统的机械设计软件公司,有的是传统的电气设计软件公司,他们都在向对方的领域伸出触角,期望在未来的市场竞争中分得一杯羹。
传统的机械设计软件,常见的有:
★美国PTC公司(Pro/Engineering Wildfire 5.0)
★美国Autodesk公司(Autodesk Inventor 2012)
★德国SIEMENS公司(UG NX 7.5)
★法国Dassault 公司(Solidworks 2012, CATIA)
★美国Autodesk公司(Inventor 2012)
    据一些机械的朋友介绍,CATIA(长于曲面设计),Pro/E(长于参数化设计)与UG(长于复杂建构)这个三个软件在三维设计领域占有主要市场。
    这些公司的强项,不仅仅是因为他们在三维设计与仿真上的强项,而且他们现在都有自己的企业管理软件,我认为这一点是传统电气软件难以望其项背的.正如前面Maiker所说"不是软件整合在一起，而是整个工业的设计流程整合在一起",而这些企业管理软件正是用来实现这一目的的.这些管理软件用于管理一个项目的图纸、部件、成本、仓存、使用情况,就相当于一个人的档案系统,记录设备从设计到报废的所有讯息.电气与机械设计仅仅是其中的一环而已。

    对于这些企业本身,我都不甚了解,只是略微了解一点点产品的皮毛信息.
★PTC:  PLM软件(WindChill),机械设计软件(Pro/E Wildfire, 布线需要两个模块Routed Systems Designer,Pro/ENGINEER Cabling), 电气设计软件(CADDS5)
★Autodesk:  PLM软件(Productstream),机械设计软件(Inventor, 布线需要"布线模块"),电气设计软件(AutoCAD Electrical).软件多面手,它的软件涉足的面太广了,据说3D电影阿发达就是用其软件设计完成的.它于2004年推出了第一个版本的电气软件AutoCAD Electrical 2004.现在最新版本为2012,简称ACE.它在德国收购了一个电气软件,改名叫AutoCAD ECSCAD.
★SIEMENS:  PLM软件(TeamCenter),机械设计软件(UG NX,布线需要"UG/WIRING"),电气设计软件(COMOS)
★Dassault :  PLM软件(SmartTeam),机械设计软件(CATIA, Solidworks,布线需要模块 Solidworks Routing),电气软件为合作伙伴Trace Software公司的(ElecWorks)

在这几个机械软件公司里,AutoCAD Elelctrical与ElecWorks在电气设计上功能更加突出,应用面也更广. 另外两个电气软件,我还没见过其庐山真面目!

电气软件公司的规模则小得多,但它们也并不甘心失去自己的市场。除了继续提高电气设计的效率,也在往三维设计方向扩展。
★德国EPLAN 公司: 早期产品为EPLAN5(不支持亚太语言)和EPLAN 21(支持亚太语言),在2006年统一为EPLANElectric P8 .并在同一平台上提供EPLAN Fluid (流体设计), EPLAN PPE(工艺工程设计),三维软件当时是EPLAN Cabinet. 新推出的ProPanel是Cabinet的继承者(在上世纪90年代,名字叫LogoCAD,后改名为eCabinet,在2006年推出替代产品EPLANCabinet,为了统一平台,2010年推出ProPanel,EPLAN Cabinet将在今年9月寿终正寝). EPLAN 公司的强项在汽车或冶金自动化设备的电气设计这一块,一是设计效率高,二是标准化容易实现,三是于诸多自动化公司的紧密合作。
★日本ZUKEN公司: E³系列软件在被收购前,是由一家名叫CIM-Team德国公司开发的,现在被日本Zuken公司收购(Zuken长于PCB设计软件)。E³的软件主要有4个模块,E³ Schematic(原理图设计),E³ Cableing(布线), E³ Panel(三维柜体),E³Hydraulics &Pneumatics(流体设计).过去它的强项在汽车线束设计方面,它在设计理念上与EPLAN 非常接近,在电气、流体的设计上也非常方便。其缺点也和EPLAN 差不多,软件贵,入门容易精通难,推广不是很快,中文本地化,一样的糟糕)
★德国AucoTech公司:这个公司也是起步比较早的电气设计软件公司,产品有Ruplan, ELCAD(不支持亚太语言),Engineering Base(简称EB).早期其强项在于机车及其线束设计(据说大多数机车厂使用此软件).如今已经发展出了多个软件版本,包括流体设计等。它在设计理念上也与EPLAN 和E³类似,或许都是来自于德国的缘故. 遇到过ELCAD的一些客户,他们都这个软件还是不错的,除了不支持中文.而现在主推的软件EB简单易学,但是它基于Microsoft Visio平台,依赖SQLServer数据库, 主要以VBA做二次开发,软件的运行效率还有待加强. 它没有自己的三维设计软件,但可以用API与三维软件集成,与此类似还有法国See Electrical(长于线束设计,据说法国空客使用此软件).
★澳大利亚Bentley公司:这个公司擅长于建筑设计、桥梁设计，P&ID设计等软件开发,有自己的3D设计软件OpenPlant, 电气软件是收购的美国的Promise·e,主要客户是高低压配电行业.我了解的比较少!
★法国Trace Software公司: 电气软件Elecworks.以前没怎么听说,我应该是2009年FAA展会上首次看到,现在很活跃,它主要是与Solidworks合作,推出了Elecworksfor Solidworks版本. 在2002-2006年间国内很活跃的一家西班牙电气软件公司ACRI的Electrical Designer,现在已经隶属于该公司, ED 也有三维布局,不过是在AutoCAD中的三维布局, 建模有点困难!
★丹麦PcSchematics:我刚毕业时就知道这家公司的电气软件,中规中矩,主要用于电气原理图的设计,比较适合中小型项目.没有看到它与三维设计的相关案例.

    知道了这些公司及主要产品,来看一下各自的优点,这个是从行业角度来看的,没有说缺点,实际上电气软件的优点就是机械软件的缺点,反之依然!
    ☆传统的机械软件公司,它们的强项在于三维模型的建立方便、快捷,显示效果好(比如渲染,着色,显示细节等),操作相对简单.机械设计工程师比较熟悉这一类软件,在进行布线、布管操作时能够熟练操作.这些公司往往有较强的资本实力,公司规模较大,研发能力很强.
    ☆传统的电气软件公司,它们的强项在于电气或流体原理图设计的高效,基于数据库的管理(部件在原理图和3D布局中的关联),连接的属性与逻辑的传递(电位值、线径、颜色、终端处理等),强调一种面向对象的管理方式.比如一个空开,在原理图上或在机械图中仅仅是表现形式不同而已,它们是同一个设备.

    在机电一体的整合上,目前能够了解到的是Elecworks+Solidworks,EPLAN ProPanel, E³ Panel. 而Inventor+ACE按理说都出自同一个公司,整合起来应该更容易,但现在为止只看到文字的简要介绍,没有看到具体的实例.
    机电一体整合的一项内容是布管或布线,从我读过Pro/E, Inventor和Solidworks的布线手册以及看过网上的一些评论,感觉Solidworks的布线操作更加容易一些,这也是这款软件一直以来的特点,更加注重用户体验.它能够接受外部文件导入,无论是EPLAN,Elecworks或者其它软件,按照Solidworks要求的格式提供连接列表,然后在Solidworks中导入,通过一个向导,能够更快地完成布线操作.我看过一些Elecworks的三维布线设计的视频,从操作的简便性和显示效果上来看,要优于EPLAN ProPanel,但示例项目比较简单(没有母排-有并柜共用母排,元件的附件的处理,底板打孔图如何生成),不能确定在实际应用中效果如何.
    E³Panel只看过一些效果图,不知如何设计的,猜想是类似于EPLAN ProPanel 的方式.
    EPLAN ProPanel现在处于一种过渡期,它的主要缺点是操作比较麻烦,步骤太多;显示效果不佳;似乎在内存占用上的控制不如专业的机械软件做得好.我尝试过做一个示例项目,对齐三个机柜是让我头疼不已(当然,也可能是我几何学得差的缘故,虽然以前都用Pro/E和Solidworks画过不少3D模型,纯属幸运),对齐了X、Y轴,结果Z轴又没有对齐,效率较低. 而且在其中创建三维模型也不及其它机械软件方便. 不过它的优点在于设计理念: 原理图设计→拖放到控制柜中进行三维设计(如果没有三维模型,自动根据部件的长宽高尺寸生成立方体)→根据原理图中的连接信息布线→根据布局创建底板打孔图→输出连接列表到Komax/CadCable等线缆加工机直接加工→输出底板图到数控加工中心加工, 把原理图设计→三维布局布线→自动生产加工这几个不可或缺的环节连接起来,提高效率.
在克服ProPanel创建三维模型的缺点方面, EPLAN采取了几种弥补方式,尽可能不让用户自己创建3D模型.
①从EPLAN Data Portal 数据库(今后的数据会逐渐增加3D宏) 下载部件
②从第三方选型软件导入,如Rittal RICAD, SIEMENS Cax光盘,Phoenix ClipProject,Pilz,Festo catlogue等;
③从CADNES,Traceparts,solidcomponents等网站下载免费三维模型
④允许用户导入其它三维软件的模型,如UG,Pro/E,Inventor的模型也都可以导入.
⑤用ProPanel绘制三维模型.

    从技术上看,我不觉得EPLAN ProPanel 有多少优势,但EPLAN 在德国或者自动化行业的影响力不容小觑,我们常见到的很多自动化元件、设备、流水线、机床都是来自德国,而他们中的很多都使用EPLAN Electric P8 进行原理图设计,很难想象它会彻底抛弃EPLAN 改换到其它软件,毕竟EPLAN ProPanel 的缺点不够致命,有弥补的方式.
    在中国,一个相对较新的市场,品牌忠诚度还谈不上的时候,客户要选谁,那就要看产品以及商务能力了.近期来看,机电融合就是指电气原理加上三维布局布线了,这一点来讲我比较看好Elecworks+Solidworks,因为它示例效果很炫,操作简单,客户更容易就能上手,对客户很有吸引力,另一个它的价格也有优势.再加上它依托Dassault公司,以电气设计经验加上SolidWorks(面向中端)和CATIA(面向高端)的机械设计经验,再整合SmartTeam系统,有很强的竞争能力.

    对于AutoCAD Electrical 加 Autodesk Inventor现在我还不是十分看好,虽然我最向往的公司之一就是Autodesk公司(参观过峨山路的那个研发中心大楼).一个原因是Autodesk公司在两个软件整合上似乎投入并不多,市场推广也鲜见;二是在Autodesk大家庭里,比起其它兄弟姐妹产品, ACE应该是个盈利不多的小产品.但这个公司完全有实力后来追上.

  自动化行业的名人SIEMENS公司搞了一个SIMATIC AutomationDesigner解决方案,整合了原理图设计、编程软件(Step)、上位机(WinCC)、机械设计(UG NX)以及TeamCenter管理软件,它们自己生产硬件,开发软件,有硬件的三维模型,可以算是真真正正的机电一体化大融合,但现在还不够成熟,听说在推广时遇到了一些问题,但我还是比较看好的是这个.

以上这些只是我的观点,每个人都会有各自的喜好,我没有试图说服你,只是分享我的观点,你也可以谈你的观点.

鱼儿爱水

我正自学习CATIA ,主要做结构设计，建议大侠分享一下电气资料

hongqk

CATIA是高端三维设计软件，没有用过。倒有solidworks和elecworks配合设计资料。

龟山淬火

CATIA是飞机设计中常用的软件，近年来被用于汽车设计。