浅谈2D电气设计与3D PTC Creo机械的无缝集成

撰文  法国Trace software公司 技术总监 王金

引言

目前PTC Creo在制造行业的设计中作为中流砥柱的产品，支撑着3D CAD设计，而Windchill的广泛使用也加速了PTC Creo在3D设计领域的发展，巩固了PTC布局全球的战略地位。虽然Creo Schematics在方案策略上弥补了2D设计的空缺，但是XML导入和指定设备关联关系的方式着实让人着急火大。

引入Trace software International公司的elecworks与PTC Creo集成完成2D-3D机电一体化设计，让PTC实现数字化平台型设计的战略意图更加充实，成为竞争的强有力关键武器。

系统介绍

本文将谈到设计领域的三大系统：电气原理设计与机械结构设计，并由两大系统的集成形成的工艺设计。

电气原理设计

电气原理设计是将系统的控制逻辑展现出来，这是产品设计的灵魂。电气原理设计的方式和方法各不相同，所参照的标准也有IEC/ANSI/JIC等好几个。但是，对于工程师来说，这些规则、设计方法、设计流程等只是为其服务，便于设计的产出方便交互。真正的难点在于，如果让设计的过程更便捷。

Trace Software International推出的elecworks产品，通过SQL数据库连接所有的设计元素，让设计工作从面向图形的绘图（AutoCAD）转向面向对象的设计。

在elecworks中，设备是所有元素的综合体。在 REF _Ref484764061 \h \* MERGEFORMAT 图 1设备中展示了Q1总保护断路器所包含的所有元素，包括原理图符号、Creo零件、2D布局图符号、接线图符号、方框图符号（自上而下的顺序）。

图 1设备

让所有元素从属于Q1，最终的目的是实线数据的关联。当改变了原理图内容后，其他部门的内容将会响应做出调整。例如原理图的接线关系发生变化，则接线图将会自动更新。

数据的关联，对于电气设计乃至整个系统的集成，都至关重要。

机械结构设计

许多工程师在选择3D设计工具时，都偏好PTC Creo，因为PTC Creo对于设计非常严谨。而对于整体设计方案上，PTC Creo的优势也更明显。当然，结合Windchill完成更高级的设计和协同（例如图2所示），是企业和工程师都无法拒绝的一种高效设计和数据处理方式。

图  2 Creo数据协同

相对于其他的3D工具，至少有7个理由让工程师使用PTC Creo：

1.  更高效地处理零件和装配体

2.  轻松将2D概念转换成3D模型

3.  后期设计更改更便捷

4.  在概念设计期间快速创建自由形状和曲面

5.  利用UNITE技术克服自身多CAD环境所面临的难题

6.  借助PTC UNIVERSITY学习和掌握PTC CREO的功能

7.  充满自信地迎接PTC CREO的可扩展软件

工艺设计

听过elecworks和Creo集成演示的企业都会对这两个系统集成的方案产生浓厚的兴趣，并对于使用跃跃欲试。是什么魅力在吸引着高标准高要求的工程师？

销售部门需要工程师提供项目方案

Elecworks通过布线方框图，快速定义项目逻辑，以及快速生成项目预算。

工程师需要将项目方案转换成设计文档

布线方框图的数据与原理图的数据是关联的，工程师只要关注原理的设计，直接关联方案中提出的设备数据，快速完成设计文档。

采购人员需要电气工程师提供采购清单

elecworks通过SQL，可以将所有的数据以报表的方式批量统计。例如采购需要统计工程的设备BOM，只需要让elecworks自动生成这份BOM就可以（也可以导出至Excel）。

工人需要结构布局图

PTC Creo自动将3D空间结构转换成2D平面布局图，工人直接对着布局图完成设备位置的排放。

接线工人需要设备接线图

Elecworks自动生成设备接线图，工人在完成设备布局后，直接对着接线图快速完成设备的接线。

工艺部门需要知道线长数据

Elecworks将数据通过SQL无缝集成到Creo，实现实时同步设计（不需要XML），自动布线，自动统计线长数据，反馈到elecworks的报表中，如图3所示。实际裁线时只需要根据线长数据留有余量就可以。

图  3 统计线长工艺数据

工艺部门需要知道线束怎么做

Elecworks定义线束的设计原理和材料，并与Creo集成后，自动生成3D线束。在Creo中，将线束平展，自动生成钉板图。在钉板图中，线束的制造物料、裁线、辅料一览无余。

财务部门需要项目成本

通过elecworks 与 PTC Creo的集成，最终可以统计出整个工程的设备、电缆、电线、辅料，通过elecworks 与 ERP的接口读取ERP系统中的成本信息，直接汇总出整个项目的物料成本。

总结

不是每个企业都需要用到专业的设计工具，也许AutoCAD就能够满足当前的绘图需求。但是，一旦企业需要创新，需要发展，势必需要专业的设计工具提高设计效率，势必需要集成化的解决方案关联数据，势必需要统一性平台整合所有设计数据和设计流程。这就是为什么企业都在对PDM选型，都在对机械软件选型，也都在对电气软件选型。建立数字化设计平台，是每个发展中企业都关心的问题，也许有一天我们的物理样机将会是在数字化平台模拟成功后一次性完成的，而不是现在这样根据经验先做个样机出来再不断调整不断翻新不厌其烦的更改后得出工艺数据再转换进入数字平台。

设计应该优先于物理产出，经验指导我们完善设计。

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