前言：
今天為大家介紹CATIA 3D體驗平臺（3DEXPERIENCE）在電氣系統設計專業領域的“智能化”解決方案。在智能制造的改革大潮下，“智能設計“對企業的競爭力甚至未來的命運同樣至關重要。汽車、飛機和船舶等產品都含有復雜的多電氣系統，隨著產品日趨電子化、復雜化發展，以高效率、高質量和低成本完成電氣系統設計成為當今企業更加迫切的目標。
達索系統新一代設計軟件3DEXPERIENCE CATIA為電氣系統設計用戶提供了全流程設計方案，并提供多種關鍵場景的“智能化”設計工具，例如自動畫原理圖、自動畫三維線束、自動出制造圖和自動檢查等等，以最大程度的解放工程師的重復勞動，可使其專注于產品研發。
電氣系統設計概述：
電氣系(xi)(xi)(xi)統(tong)可簡(jian)述為由設備、組件和(he)線纜(lan)連接(jie)(jie)組成的，為終端元件輸送電力(li)和(he)信號的回(hui)路系(xi)(xi)(xi)統(tong)。電氣系(xi)(xi)(xi)統(tong)設計(ji)(ji)承接(jie)(jie)與前期功能需求定義和(he)系(xi)(xi)(xi)統(tong)架構設計(ji)(ji)階段，從(cong)接(jie)(jie)收系(xi)(xi)(xi)統(tong)接(jie)(jie)口控制(zhi)(zhi)文件（ICD）開始，涵(han)蓋(gai)邏輯原理(li)設計(ji)(ji)，物理(li)線束(shu)設計(ji)(ji)，以及制(zhi)(zhi)造準備設計(ji)(ji)等過程(cheng)。
以交通和航空行業為例，汽車(che)和飛機有相似的電氣系統設計內(nei)容及流程。
行業現狀及(ji)業務痛點(dian)：
無論是走在(zai)高科技前(qian)沿的航空和(he)交通行(xing)業(ye)，以及(ji)相(xiang)對傳統的建筑及(ji)能源(yuan)行(xing)業(ye)，關于電氣系統設(she)計(ji)流程(cheng)和(he)設(she)計(ji)工(gong)具都尚有很大程(cheng)度的提(ti)升及(ji)優化空間(jian)。主要(yao)表現(xian)在(zai)：
2.1 數據難集成
目前航(hang)空及(ji)汽車行(xing)(xing)業的(de)電氣系統設(she)計(ji)(ji)軟(ruan)件(jian)，多(duo)為(wei)二(er)維ECAD+三維CATIA V5集成設(she)計(ji)(ji)方式，另有(you)一些工裝行(xing)(xing)業用戶采用Auto CAD或(huo)Viso進行(xing)(xing)二(er)維設(she)計(ji)(ji)。多(duo)設(she)計(ji)(ji)工具必(bi)然(ran)會(hui)遇到數據(ju)(ju)集成問題，而數據(ju)(ju)經過跨平臺轉換傳遞，設(she)計(ji)(ji)信息也必(bi)然(ran)會(hui)有(you)所(suo)損(sun)失；同時(shi)由于設(she)計(ji)(ji)無法及(ji)時(shi)同步，又(you)容(rong)易造成數據(ju)(ju)一致性管理問題。
2.2 企業知識庫難管(guan)理(li)
企業設(she)(she)計標(biao)準及(ji)規范(fan)多以文檔記錄，并作(zuo)為設(she)(she)計參(can)考。這種靠外部文檔作(zuo)為設(she)(she)計約(yue)束，對設(she)(she)計人員(yuan)經(jing)驗要(yao)求較高，難(nan)以積累成為企業固有的知識庫，難(nan)以管(guan)理、重用性(xing)差且經(jing)驗易流(liu)失。
2.3 設計工(gong)作(zuo)多重復(fu)
諸(zhu)如原(yuan)理(li)圖(tu)繪(hui)制(zhi)、設計檢查(cha)等工作，需要耗費大量(liang)人力及時間(jian)去完成，多為重復性“搬磚”勞動，造成資源浪(lang)費。
基(ji)于3DEXPERIENCE CATIA電氣系統(tong)“智能化”設計方案
何為電(dian)氣系(xi)統“智能化“設計(ji)？——二(er)維三維設計(ji)自動化、企(qi)業知(zhi)識庫數字(zi)化、可擴展的一體化設計(ji)平臺。實現(xian)以少量人(ren)工參與+機器(qi)智能設計(ji)的“人(ren)工智能”設計(ji)模式，而要實現(xian)智能化設計(ji)的關鍵是——CATIA知(zhi)識工程。
知識工(gong)程(cheng)是基于CATIA進行(xing)產品智能(neng)化設計的重要的核心。而(er)當(dang)前的3DEXPERIENCE CATIA知識工程(cheng)相對于CATIA V5在功能擴展、執(zhi)行效率(lv)以及易(yi)用(yong)(yong)性上有了質(zhi)的(de)提升(sheng)。在基(ji)于CATIA的(de)電氣系統全流程(cheng)設計過程(cheng)中(zhong)，若能靈活運用(yong)(yong)知識工程(cheng)，可(ke)大幅度提升(sheng)設計效率(lv)及質(zhi)量(liang)。
3.1 企業知(zhi)識庫數字化(hua)
CATIA專門提供了(le)用于標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)規格(ge)數(shu)字化配置(zhi)的模塊(kuai)App——Data Setup。在設(she)計(ji)電(dian)氣原理設(she)計(ji)、三維線束設(she)計(ji)以(yi)及線束展(zhan)平設(she)計(ji)過(guo)程(cheng)中所(suo)要遵循的設(she)計(ji)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)、標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)件庫及業務規則等可以(yi)通過(guo)該模塊(kuai)進(jin)行(xing)數(shu)字化配置(zhi)。進(jin)而使得相關設(she)計(ji)工(gong)作“設(she)計(ji)即(ji)正(zheng)確”，減少認為設(she)計(ji)錯(cuo)誤，減輕后(hou)期設(she)計(ji)審查(cha)工(gong)作。
原理圖設計可(ke)配(pei)置的模板及規則主要有：
a)原理圖資源（圖框、標題欄等）
b)設備資源（設備符號、子類型等）
c)電氣邏輯資源(yuan)（元件(jian)庫(ku)、元件(jian)符號、標注模(mo)板等）
d)業務規則(ze)（信(xin)號(hao)(hao)/信(xin)號(hao)(hao)組關(guan)聯(lian)(lian)性、線(xian)纜(lan)/信(xin)號(hao)(hao)組關(guan)聯(lian)(lian)性及線(xian)束(shu)/組件關(guan)聯(lian)(lian)等(deng)驗證類和修改類規則(ze)等(deng)）
e)報表模(mo)板
三(san)維電(dian)氣設計可配置的模板及(ji)規則主要有：
a)電氣(qi)特征(zheng)自定(ding)義資(zi)源（線纜/通道等電氣(qi)特征(zheng)客制化擴展包）
b)電氣(qi)物理系統(tong)設計資源（元件(jian)庫、兼容表(biao)、通道分支表(biao)、隔離代碼表(biao)等）
c)邏輯到(dao)物(wu)理同步(bu)資源（3D位置(zhi)同步(bu)、屬(shu)性同步(bu)、結構樹(shu)位置(zhi)定義等(deng)驗證(zheng)類和(he)計算類規則等(deng)）
d)報表(biao)模板
線束展平設計可配置的模板及(ji)規則(ze)主要有：
a)電氣制造準備資源（標注(zhu)模板(ban)庫）
b)業務規則（線束最小(xiao)轉(zhuan)彎(wan)半徑(jing)、最小(xiao)夾角、旋(xuan)轉(zhuan)計算(suan)、扭轉(zhuan)管理等計算(suan)類規則）
3.2 設計自動化
設計(ji)工具的(de)自(zi)動化(hua)是智能化(hua)設計(ji)的(de)另(ling)一(yi)體現(xian)。CATIA電氣系統設計(ji)模(mo)塊提供了多種場景的(de)可(ke)結合知識工程(cheng)定制(zhi)的(de)開發接(jie)口，因(yin)此(ci)可(ke)以深度結合業務設計(ji)流程(cheng)來實(shi)現(xian)輸入輸出的(de)自(zi)動化(hua)。減(jian)少工程(cheng)師(shi)的(de)非(fei)智力勞動。
電氣(qi)原理(li)圖設計自動化(hua)
電(dian)氣原理(li)圖(tu)(tu)主要(yao)為(wei)表(biao)達(da)功能設備之間的信號(hao)從到關(guan)(guan)系，以及相關(guan)(guan)屬性信息(xi)。電(dian)氣原理(li)圖(tu)(tu)工程師(shi)根據(ju)上游提供的接口控制文(wen)件（ICD）或信號(hao)從到表(biao)進行(xing)原理(li)圖(tu)(tu)繪(hui)制。
原(yuan)理圖(tu)設計(ji)有(you)四(si)個自(zi)(zi)動(dong)(dong)化：自(zi)(zi)動(dong)(dong)生(sheng)成原(yuan)理數據(ju)，自(zi)(zi)動(dong)(dong)繪制原(yuan)理圖(tu)，自(zi)(zi)動(dong)(dong)生(sheng)成線路圖(tu)數據(ju)，自(zi)(zi)動(dong)(dong)繪制線路圖(tu)。
自動生(sheng)成(cheng)原理數據——根據輸入的信號從到表，利用知(zhi)識工程腳本可(ke)實現一鍵(jian)自(zi)動(dong)生(sheng)成CATIA原理圖數據。
自動繪制原理圖——按照(zhao)原(yuan)(yuan)理(li)圖(tu)分(fen)頁規則、圖(tu)面符號及標注規則等配置可實(shi)現一鍵自動繪(hui)制原(yuan)(yuan)理(li)圖(tu)。
自動生成(cheng)線路圖(tu)數(shu)據——根據(ju)原理圖數據(ju)，一鍵自動(dong)生(sheng)成線路圖數據(ju)（Net to Wire）。
自動繪制線路圖——按照線路(lu)圖(tu)符號及標(biao)注規則配置等(deng)可實(shi)現一(yi)鍵自動繪制線路(lu)圖(tu)。
邏輯到(dao)物理驅(qu)動設計自動化(hua)
得益于達索系統新一代一體化設計平臺——3DEXPERIENCE CATIA，使得電氣原理和電氣三維工程師可在同一交互界面、同一數據結構樹下進行交互式設計工作。二維與三維之間的信息傳遞變得非常簡單容易，可實現一鍵式自動化同步，同時數據的一致性和可追溯性完全得到保證。由邏輯驅動自動生成物理，可自動把指定物理部件同步至指定區域，甚至具體空間位置，并且還能識別邏輯中的裝配關系，同步物理時實現自動裝配，可謂“指哪到哪”。
三維(wei)線(xian)束設計自動化
三(san)維設(she)計(ji)是(shi)真(zhen)實物理產品的數(shu)字化(hua)表達，三(san)維線(xian)(xian)束(shu)的設(she)計(ji)要考慮與環境之間的距離，具(ju)有(you)一定的復雜性，還是(shi)要人工主觀判斷(duan)設(she)計(ji)為主。但是(shi)，在一些特定場景下(xia)可實現一定程度的自動(dong)化(hua)，例如，末(mo)端線(xian)(xian)束(shu)自動(dong)批量(liang)創建、線(xian)(xian)束(shu)按(an)規則自動(dong)調(diao)整、線(xian)(xian)纜自動(dong)敷設(she)等。
末端線束自動批量創建——自動批量創建末端線束分支與電氣元件的連接。
過卡(ka)箍線束(shu)自動調整(zheng)——對于過卡(ka)箍的(de)多根(gen)線束(shu)分支，可實現按規則(ze)自動調整(zheng)剝(bo)離。
線(xian)纜(lan)(lan)自(zi)動敷(fu)(fu)設(she)——基于(yu)已連通(tong)的(de)電氣元件和線(xian)束(shu)通(tong)道(dao)，可(ke)使物(wu)理導(dao)線(xian)或線(xian)纜(lan)(lan)按照最小(xiao)路徑批(pi)量(liang)自(zi)動敷(fu)(fu)設(she)。對于(yu)多(duo)路徑通(tong)道(dao)網絡場景，可(ke)根據(ju)業(ye)務需求(qiu)對線(xian)束(shu)通(tong)道(dao)以及線(xian)纜(lan)(lan)設(she)置(zhi)(zhi)的(de)隔離代碼，并(bing)配置(zhi)(zhi)相應(ying)的(de)業(ye)務規則(ze)(ze)，實現基于(yu)隔離規則(ze)(ze)的(de)自(zi)動敷(fu)(fu)設(she)。
展(zhan)平出(chu)圖設計自(zi)動化
基(ji)于(yu)三維線束(shu)安裝模型(xing)，基(ji)于(yu)展(zhan)平(ping)(ping)業務規則可(ke)實現1：1的一鍵自(zi)動(dong)化二維展(zhan)平(ping)(ping)；基(ji)于(yu)展(zhan)平(ping)(ping)模型(xing)可(ke)進一步一鍵自(zi)動(dong)化生成制造圖紙(zhi)，制造圖的符號、標注等完全(quan)基(ji)于(yu)模板配置自(zi)適(shi)應表達。
3.3 自(zi)動(dong)化設計檢(jian)查
確保上游輸出數(shu)據的(de)完整(zheng)、正(zheng)(zheng)確，是保證下游能夠開(kai)始正(zheng)(zheng)確設(she)計的(de)前提。所以(yi)從(cong)設(she)計開(kai)始至結束整(zheng)個(ge)過程中需要在不同的(de)階(jie)段(duan)做相應(ying)的(de)檢查(cha)(cha)工(gong)(gong)作——即早發現問題早治療。那(nei)么(me)直觀(guan)、快速(su)、全方位的(de)自動化檢查(cha)(cha)工(gong)(gong)具，使(shi)得多次重(zhong)復的(de)檢查(cha)(cha)工(gong)(gong)作變得容易(yi)，避免遺漏。例(li)如，一(yi)致(zhi)性(xing)檢查(cha)(cha)、連接性(xing)檢查(cha)(cha)、干涉檢查(cha)(cha)、版本檢查(cha)(cha)、重(zhong)量分析等。
BI智能檢查(cha)
直觀、快速的檢(jian)(jian)查(cha)(cha)，檢(jian)(jian)查(cha)(cha)結果直接(jie)以不同顏色顯示在當前(qian)模型上。適用(yong)于快速的、全局粗(cu)略的檢(jian)(jian)查(cha)(cha)。例如，原理(li)圖(tu)(tu)連通性檢(jian)(jian)查(cha)(cha)、原理(li)圖(tu)(tu)與(yu)線路圖(tu)(tu)映射檢(jian)(jian)查(cha)(cha)、線束配(pei)置檢(jian)(jian)查(cha)(cha)等。
PLM客(ke)制化檢(jian)查
根據檢(jian)查(cha)(cha)(cha)內容，使(shi)用(yong)(yong)知識工程腳本定制檢(jian)查(cha)(cha)(cha)項，檢(jian)查(cha)(cha)(cha)結果(guo)以列表形式展示在當前界面，且檢(jian)查(cha)(cha)(cha)結果(guo)可快速定位至對應的(de)模(mo)型對象。適用(yong)(yong)于快速、可交互詳細的(de)檢(jian)查(cha)(cha)(cha)。例如，卡箍支架間距檢(jian)查(cha)(cha)(cha)等。
客制化檢查報告
根據(ju)檢查(cha)內容，使用(yong)知(zhi)識工程腳本(ben)(ben)定制檢查(cha)項，檢查(cha)結果(guo)以報告(gao)形式（xml、excel等）輸出至(zhi)本(ben)(ben)地(di)。適用(yong)于(yu)全局的(de)、詳(xiang)細(xi)的(de)檢查(cha)。例(li)如，原理圖(tu)或三維BOM檢查(cha)，以報告(gao)形式查(cha)看設計對象(xiang)及所有關注的(de)屬性(xing)明細(xi)。
總結(jie)
在新智能(neng)互聯網(wang)時代(dai)，萬物(wu)互聯。達索系統新一代(dai)的3DEXPERIENCE平臺注定要(yao)成(cheng)為工(gong)業設(she)計及制造領域的(de)智能化大腦(nao)，互聯所有用戶終(zhong)(zhong)端，共享知(zhi)識經驗(yan)，最終(zhong)(zhong)達到人機合一(yi)。電氣系統設(she)計的(de)智能化只(zhi)是3DEXPERIENCE平臺能(neng)力的冰山一(yi)角，而且(qie)深(shen)度智能(neng)化道路也(ye)尚未(wei)終止。搭上3DEXPERIENCE平臺這輛快車，加速(su)器企(qi)業數字化轉型。
關(guan)于上海江達
上海(hai)江達(da)是達(da)索系統(tong)全球知(zhi)名(ming)的(de)合作伙伴，專注于PLM領域的(de)信(xin)息化咨詢(xun)和實(shi)施服務(wu)，具有百余(yu)人的(de)專家顧問實(shi)施團隊和二十余(yu)年(nian)的(de)項目(mu)經驗。具備汽車與軌道交(jiao)通、建(jian)筑與能源（BIM）、工業裝(zhuang)備、航空航天、船舶(bo)、高科(ke)技(ji)電(dian)子等多個行業的(de)應(ying)用案(an)例和最佳實(shi)踐。
關鍵詞：3DEXPERIENCE、CATIA、達索軟件、工業(ye)裝(zhuang)備
達索系統 C&SI 合作伙伴
達索系統開發合作伙伴
