3. 企業(yè)電氣信息化集成的漸進(jìn)路徑

    在企業(yè)的應(yīng)用和項(xiàng)目實(shí)施中，我們不可能一蹴而就，越過一個(gè)階段達(dá)到另外一個(gè)階段。對于企業(yè)信息化系統(tǒng)，要求最關(guān)鍵的是準(zhǔn)確數(shù)據(jù)——不管是機(jī)械的電氣的，研發(fā)的還是工藝的。因此，在采用PLM/PDM集成方案時(shí)，必須認(rèn)真評估企業(yè)目前所處的階段，選擇合適的方案，冒進(jìn)會對項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)和企業(yè)研發(fā)周期穩(wěn)定性帶來巨大的挑戰(zhàn)。

    3.1 簡單的電氣CAD集成方案

    由于1.0時(shí)代的僅僅是交付清單和文件的管理，因此嚴(yán)格來說不屬于集成，所以，方案就從2.0階段的管理需求說明。集成的簡單方案，僅僅考慮統(tǒng)一符號庫和元件、線纜信息庫即可，作為設(shè)計(jì)選用的通用數(shù)據(jù)，統(tǒng)一存儲在PDM中供其他設(shè)計(jì)師使用。實(shí)施中，我們常推薦以下解決方案：

    設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先選擇一個(gè)已定義好的設(shè)計(jì)模板，在此模板基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)。

    設(shè)計(jì)軟件的原理圖符號庫、PBC封裝庫、3D模型庫都統(tǒng)一存儲在PDM系統(tǒng)中，供設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)時(shí)選用。

    在進(jìn)行新元器件設(shè)計(jì)之前，需要設(shè)計(jì)時(shí)先在PDM系統(tǒng)中搜索、查詢是否存在此元器件，如果不存在此元器件，則新建。如果存在，則選用已經(jīng)存在的元器件進(jìn)行設(shè)計(jì)。

    設(shè)計(jì)完成后，將設(shè)計(jì)結(jié)果作為普通文檔創(chuàng)建到PDM系統(tǒng)中。當(dāng)需要對設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行修改時(shí)，先檢出此文檔并下載到本地進(jìn)行修改，修改完成后將修改結(jié)果重新上傳到PDM系統(tǒng)中。

    這是目前最簡單，方案風(fēng)險(xiǎn)最小的集成方案，適用與電氣數(shù)據(jù)不是很多的企業(yè)，可以以投入最少的成本管理數(shù)據(jù)。

    3.2 優(yōu)化的電氣CAD集成方案

    上述解決方案僅僅考慮到元件庫和元件信息的集成，嚴(yán)格來說，是一種很有缺陷的解決方案。目前很多電氣設(shè)計(jì)都是按照產(chǎn)品、項(xiàng)目交付，不僅存在第一次設(shè)計(jì)交付，還存在大量的修改變更交付，簡化的方案肯定不行。在我思考如何更加完善的管理方案時(shí)，看到了這張集成路線圖，我非常認(rèn)同，在后續(xù)很多方案中，我都根據(jù)企業(yè)的要求，基本是全部推薦，然后根據(jù)企業(yè)情況，逐步分解實(shí)施，獲得不錯(cuò)的效果。

    這種解決方案可以管理到整個(gè)產(chǎn)品的電氣研發(fā)過程，但是項(xiàng)目實(shí)施周期較長，在實(shí)施過程中，需要構(gòu)思電氣部分的標(biāo)識，確保更新時(shí)數(shù)據(jù)的一致性。

    3.3 電氣CAD集成時(shí)的BOM結(jié)構(gòu)

    集成時(shí)管理交付的文件數(shù)據(jù)是最基本的要求，但BOM作為企業(yè)信息化的主動脈，結(jié)構(gòu)樣式和信息流暢度直接會影響企業(yè)的很多方面，尤其是產(chǎn)品質(zhì)量、成本和交付周期。在電氣設(shè)計(jì)時(shí)，考慮工藝和安裝，目前所有的ECAD軟件都提供了功能和位置的標(biāo)識，這是很好的指導(dǎo)工藝制造信息，搭建BOM結(jié)構(gòu)時(shí)，要充分利用。

    在實(shí)現(xiàn)集成時(shí)，我們構(gòu)思一種方案，將一個(gè)項(xiàng)目作為一個(gè)完整產(chǎn)品的頂層，可以通過輸入產(chǎn)品頂層編號建立關(guān)聯(lián)。BOM的成績按照ECAD結(jié)構(gòu)中搭建的功能/位置層級進(jìn)行輸出，這樣可以最大化確保相同功能，相同位置的信息在同一BOM層級下，大大降低轉(zhuǎn)換成為mBOM時(shí)的調(diào)整工作量。

    同時(shí)，標(biāo)識的功能/位置編碼也可以作為變更更新時(shí)的標(biāo)識碼，確保更新BOM時(shí)，以此信息作為結(jié)構(gòu)的索引進(jìn)行更新數(shù)據(jù)，減少變更影響范圍。數(shù)據(jù)交互方面，更多的采用Web Services技術(shù)，進(jìn)行文件數(shù)據(jù)、BOM結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)等信息的及時(shí)傳遞，確保交互的效率和實(shí)時(shí)性。下圖是基于Eplan集成時(shí)的BOM集成邏輯。

    但是目前集成邏輯中最難處理的，還是電氣集成BOM和機(jī)械結(jié)構(gòu)BOM上元件重復(fù)的問題。機(jī)械工程師在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，為了考慮結(jié)構(gòu)，會將很多電氣元件在設(shè)計(jì)模型中裝配，但會忽略小的元件，例如端子等。與此相對應(yīng)的是，電氣工程師必須設(shè)計(jì)最詳盡的電氣數(shù)據(jù)，包括連接線、線纜、端頭、線標(biāo)、屏蔽層等，這樣各自集成時(shí)數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)重復(fù)。為了解決這個(gè)問題，在實(shí)施中，我常采用的方案是在機(jī)械BOM中標(biāo)識電氣的功能位置，然后BOM處理時(shí)刪除機(jī)械結(jié)構(gòu)中的電子部分，然后將電氣形成BOM中的完整結(jié)構(gòu)移動到相同結(jié)構(gòu)位置的機(jī)械結(jié)構(gòu)中，形成融合的一體化的BOM。當(dāng)然，上述調(diào)整僅能在非EBOM下調(diào)整，否則將影響機(jī)械和電氣BOM設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的更新。

    此外，電氣BOM結(jié)構(gòu)集成時(shí)，一定要把電氣符號信息集成到系統(tǒng)中，例如接觸器KM1、KM2，電動機(jī)M1、M2……這些信息會在工藝階段轉(zhuǎn)換到mBOM中，確保不同工序安裝不同的電氣原件，進(jìn)行正確的接線或者連接，企業(yè)在考慮需求時(shí)，不能忽視。

    這里還沒有考慮2D ECAD軟件和3D軟件的集成，這是一個(gè)更大的挑戰(zhàn)，我也在探索。

    3.4 電氣ECAD和機(jī)械MCAD協(xié)同設(shè)計(jì)的問題

    我曾經(jīng)天真的想過，若是電氣ECAD可以和機(jī)械MCAD完美集成的話，數(shù)據(jù)就可以最完美的集成到PLM中，其實(shí)就沒有BOM結(jié)構(gòu)的問題了，但是我測試了市場上大部分電氣軟件，發(fā)現(xiàn)真的很難很難。

    為了驗(yàn)證，我找了幾個(gè)朋友協(xié)助測試，MCAD我們安裝了Creo、NX和SolidWorks，電氣軟件我們找到了市場上常見的電氣軟件，例如AutoCAD電氣版、Eplan、EB、Seeelectrical、elecworks、天正建筑，測試結(jié)果：

    前4種也僅能導(dǎo)出XML或者Excel清單和MCAD進(jìn)行交互，至于說統(tǒng)一2D符號庫和3D元件模型庫，根本不可能，通過分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)它們后臺主要通過名稱進(jìn)行索引，這種方案根本不適合產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的交互。

    天正建筑，應(yīng)該是國內(nèi)最優(yōu)秀的電氣CAD，完全滿足GB設(shè)計(jì)和繪圖要求，可以快速輸出圖紙和清單，但與第三方的數(shù)據(jù)交互功能幾乎為零。

    一股清流的就數(shù)elecworks，不僅可以和SolidWorks完美的深度集成，而且在2016年也發(fā)布了和Creo集成模塊，功能十分完善，基本實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)過程的實(shí)時(shí)協(xié)同，可以將機(jī)械設(shè)計(jì)和電氣設(shè)計(jì)人員深度的集成到一起。

    因?yàn)椴煌琍LM對管理的思路都是通用的，因此，我們使用Windchill作為PLM管理平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證，測試過程進(jìn)行了很長時(shí)間，因?yàn)闊o法免費(fèi)獲取elecworks forCreo的模塊，所以最終的測試采用Windchill+elecworks+SolidWorks的組合，但測試的結(jié)果是，機(jī)械CAD無法全部轉(zhuǎn)換電氣信息到模型結(jié)構(gòu)中，而且集成生成的線纜是一個(gè)多實(shí)體零件存在，這部分信息不能正確的集成到Windchill——所以采用的方案還是各自設(shè)計(jì)，協(xié)同驗(yàn)證，數(shù)據(jù)標(biāo)識，BOM結(jié)構(gòu)處理——為了便于處理，電氣的線纜部分我們專門設(shè)計(jì)了帶有標(biāo)識的模板。我們查閱了Creo和NX對布線的線纜處理和目前的集成現(xiàn)狀，預(yù)測也會有相同的問題。

    不過，在測試過程中，也發(fā)現(xiàn)了elecworks+Creo/SolidWorks集成的強(qiáng)大生產(chǎn)力。尤其是放置元件模型時(shí)的自動配合功能，自動進(jìn)行線路走向優(yōu)化的功能，線槽容積計(jì)算功能等。其兄弟公司TraceParts提供了目前全球最大的在線免費(fèi)機(jī)械,電氣等行業(yè)2D、3D零件庫，省去了大量模型建模的時(shí)間，在線選項(xiàng)，直接下載使用，進(jìn)一步方便設(shè)計(jì)和協(xié)同。

    3.5 基于超級可配置BOM結(jié)構(gòu)的電氣設(shè)計(jì)

    在電氣4.0時(shí)代，隨著產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)和交付的可配置，對機(jī)械部分和電氣部分都提出了相同的要求，甚至軟件也提出了不同的兼容要求(下一章節(jié)說明)，個(gè)性化的要求越來越多，基于模塊化的超級可選配BOM是一種比較成熟的解決方案。目前配置BOM在機(jī)械設(shè)計(jì)中已經(jīng)得到了很好的解決，被廣泛應(yīng)用，超級可選配也體現(xiàn)了強(qiáng)大和靈活的生命力，最大化了解企業(yè)的產(chǎn)品族譜和滿足客戶需求。如下圖：

    構(gòu)思測試這一塊方案時(shí)，我們采用的組合是Windchill+Creo+elecworks，采用Windchill強(qiáng)大的BOM配置功能，以及和Creo集成的AnyBOM功能，可以在設(shè)計(jì)前期構(gòu)思不同的配置方案，形成方案BOM，并且在方案BOM上配置選配邏輯并逐一進(jìn)行驗(yàn)證，然后再進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。電氣部分我們也采用了相同的邏輯，在超級BOM結(jié)構(gòu)上配置和機(jī)械部分對應(yīng)的電氣模塊，并完善了選擇的邏輯關(guān)聯(lián)，然后將每一種電氣配置可使用模板(包含宏模板)作為附件上傳到PLM中。當(dāng)選擇電氣BOM時(shí)，可以在PLM中啟動電氣設(shè)計(jì)軟件，后臺通過生成的BAT腳本，執(zhí)行下載模板并啟動elecworks軟件的命令，也很便利，集成思路參考圖示。

    感覺這才是正確的產(chǎn)品開發(fā)邏輯，應(yīng)該先有方案策劃，然后逐步細(xì)化，最終實(shí)現(xiàn)。

    3.6 基于機(jī)械和電氣配置的軟件自動更新的方案

    在機(jī)械、電氣和軟件的集成方面，很多功能無法實(shí)際測試，僅僅分析可行性，感謝北京的郭老師，推薦的NI Circuit Design軟件，不僅可以很強(qiáng)大的解決各種強(qiáng)電/弱電的設(shè)計(jì)問題，還能進(jìn)行各種仿真分析，包括將數(shù)字和混合模式的仿真性能進(jìn)行優(yōu)化，包括SPICE仿真、RF仿真、MCU仿真、VHDL仿真、電路向?qū)У裙δ�，最�?qiáng)大的還是集成LabVIEW和Signalexpress快速進(jìn)行原型開發(fā)和測試設(shè)計(jì)，具有符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的交互式測量和分析功能，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過LabView編程模擬軟件的各種指令，還可以連接外部設(shè)備反饋信號，進(jìn)行分析轉(zhuǎn)換，通過間接的手段，將軟件和電氣連接到一起。NI SoftMotion for SolidWorks提供了一種將LabView數(shù)據(jù)驅(qū)動SolidWorks Motion進(jìn)行運(yùn)動仿真分析的解決方案，也算是實(shí)現(xiàn)機(jī)電軟集成和仿真的一種嘗試吧。但若真有這些數(shù)據(jù)，如何進(jìn)行集成，這方面的還缺少可行的測試環(huán)境。

    在項(xiàng)目實(shí)施時(shí)，遇到了另外的一種機(jī)電軟協(xié)同應(yīng)用的場景咨詢，我們協(xié)同分析了這種可行性。在PLM中可以定義機(jī)械、電氣和軟件部分，在交付制造時(shí)可以詳細(xì)記錄每一臺機(jī)組的配置信息，因此當(dāng)后期軟件更新時(shí)，就可以通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程獲取電氣的兼容匹配性，然后確定是否可以更新，更新成功后，系統(tǒng)中也會有新的記錄。通過這樣的方案實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動更新維護(hù)——之所以是基于PLM平臺，因?yàn)檫@是工業(yè)產(chǎn)品運(yùn)行、監(jiān)控、維護(hù)的一部分，是考慮到交付產(chǎn)品的售后服務(wù)維護(hù)，工單的執(zhí)行，會需要大量的PLM數(shù)據(jù)，軟件更新僅僅是其中一部分。

    4. 致謝

    此文檔主要是對這幾年實(shí)施機(jī)械CAD軟件、電氣CAD軟件、PDM/PLM平臺，以及管理咨詢問題的總結(jié)，由于才疏學(xué)淺，見識有限，難免會出現(xiàn)不準(zhǔn)確的地方，歡迎大家拍磚、探討和指正。

    在此感謝這次總結(jié)和驗(yàn)證中，一起參與探討的朋友和同事，感謝王老師提供的elecworks技術(shù)指導(dǎo)和方案支持，感謝郭老師提供的NI Circuit Design、NI SoftMotion for SolidWorks相關(guān)資料。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

轉(zhuǎn)載請注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.ezxoed.cn/

本文標(biāo)題：企業(yè)電氣CAD集成PLM管理實(shí)現(xiàn)方案思考（下）

本文網(wǎng)址：http://www.ezxoed.cn/html/consultation/10820520580.html