概述

新产品的日益增多，生产时所用到的制造机械和系统也在不断增加，这就要求机电一体化产品要将电子、电气、机械、运动控制和信息处理元器件、装配体和子装配体整合在一起，并创造出实用的机电系统。多年来，机电一体化产品和系统的开发流程都会涉及一系列相互独立且界限分明的工程设计工作流程和工具，然后在开发流程接近结束时，再将各种系统集成到一起。这种传统的方法速度慢又成本昂贵，当今的机电一体化产品制造商亟需有解决方案能够将电气、电子和机械设计集成为单一协作过程，从而简化开发流程。作为唯一的完全集成化电子、电气和机械设计平台，SOLIDWORKS®  3D  产品开发生态系统让您的组织能够实施更加高效、更具成本效益的统一多专业方法，从而高效地创造出成功的机电一体化产品和系统。

为什么传统的机电一体化开发方法会让您陷入竞争劣势

尽管使用传统的非集成式机电一体化系统设计方法也能够加工出成品，但这些方法会限制您在设计、验证、制造和装配产品时的速度、经济效益以及精确度。更重要的是，使用传统方法时，电路印刷板设计、电气原理图设计和布线、机械外壳和零部件设计以及控制系统开发等工作都是单独完成，这会阻碍跨专业协作，并扼杀设计创新。

1.开发周期更长

机电一体化产品和系统的市场可谓朝夕万变，这就要求缩短设计和制造周期。如果使用传统方法，这几乎是不可能的。因为电气、电子、运动控制和机械设计工具之间的数据交换通常既耗时又易于出错，非集成化方法会抑制多专业协作，造成各专业就像“自动化孤岛”一样孤立运行。尽管您可能认为自己的工作速度比以往任何时候都更快，然而，您所体验的自动化并不能真正地加快整个周期，因为它需要更多的迭代和额外的时间，以便将所有这些不相干的概念汇集到一个统一的整体中。非集成化开发系统会带来耗时的材料明细表 (BOM) 核对任务、拖慢工程变更单 (ECO) 的处理速度、导致修订控制松散无序，而所有这一切都会加剧项目和上市延迟。

2.成本更高

除了延长设计周期外，采用传统非集成化开发环境来开发机电一体化设计还具有成本更高的缺点。由于电子、电气、运动控制和机械设计采用了不同的数据格式，组织会过度依赖重复迭代的物理模型周期来验证机械外壳和电子系统的结构和热性能，而无法利用成本更低的仿真工具。使用非集成化工具时，因更换过时零部件、选用新供应商以及增加 ECO 数目以便解决隐藏错误所导致的成本超支现象也很常见。不过，非集成化方法给您的组织带来的最大损失在于其无法在您的整个开发和制造流程内充分利用简化、统一的电子、电气、运动控制和机械 3D 设计数据，这会限制设计的可视化、仿真和验证，同时需要手动完成布线、BOM 生成与核对以及用户手册和文档编制工作。

3.影响质量

当今的机电一体化系统开发过程所涉及到的任何工程专业都不可能闭门造车。无论您是设计电子产品、绘制电气原理图、创建运动控制系统，还是开发机械外壳，您的工作都会与其他工程专业同事的工作相互影响。不管您如何竭力地解决不可避免的冲突问题，使用语言互不相通的非集成化设计工具这一事实都会缩小您追求的协作范围、增加设计错误的可能性并导致制造缺陷悄悄进入您的流程。无法使用仿真工具来校验您的设计能否在系统范畴上合理地应对热应力、结构应力、振动、运动和疲劳效应，加上版本控制不力或无法像在集成化环境一样快速地执行设计变更，这一切也都会导致您无法达到所需的质量。最后，文件传输和数据转换相关的错误也是您在使用非集成化方法时所要面临的现实问题。

4.限制创新

自满对创新的压制效应也许是使用非集成化设计工具开发机电一体化系统时所具有的最大桎梏。墨守成规通常催生不出独立的方法、超脱的思维以及突破性理念这些创新特质，这些特质一般都是萌发于协作所伴随的新奇洞察力和新鲜想法。使用非集成化工具的电子、电气、运动控制和机械工程师会受到自身特定工程专业的约束，易于出现因循守旧的视野。缺乏通用的集成化开发平台和设计语言，每个参与人员都难以拓展自己的视野，也无法实现通常会激发出创新灵感的更广泛协作。缺乏通用的开发环境，加上每当有人提出变更都会造成额外工作，这种情形也会制约人们对新途径、新方法和新构思的探索，尤其是到达设计后期阶段时。

集成式机电一体化产品开发方法如何提供竞争优势

使用 SOLIDWORKS 3D 产品开发生态系统等集成化单一平台来开发机电一体化产品和系统具有多种优势。您可以充分利用集成化方法缩短设计周期、提高质量、提高制造和装配速度， 同时还能促进跨专业的协同方法，让各专业的设计师以集成化方法执行电子设计、电气原理图绘图和布线、运动控制系统以及机械外壳和零部件设计，进而促进新型思维方式和激发创新灵感。

缩短开发周期

在完全协同的机电一体化设计环境中开发产品意味着可以杜绝文件传输或数据交换导致的时间浪费，也不需要花费时间在单独的系统中更新设计以进行迭代或更改设计。由于在集成的参数化系统中，零件和装配体可以自动更新，您可以快速、轻松地更改设计，这些更改会自动反映到所有相关数据中，无需再忍受更改所带来的不必要“繁琐工作”和相关延迟。借助集成式机电一体化产品开发平台，您可以将相互孤立、互不连接且相互平行的电子、电气和机械设计工作流程合并到单一、并行、协作的方法之中，从而加快和简化流程并实现整个流程的自动化。您可以通过自动生成统一的 BOM 信息、减少 ECO 数量和加快 ECO 处理速度以及消除使用错误版本导致时间浪费的可能性，进一步节约时间。

降低成本

除了集成式机电一体化产品设计平台所带来的机电设计周期集成化、速度提升以及自动化有助于您缩减和更好地控制开发成本之外，该平台还拥有其他更多成本节约优势。由于无需制作物理原型就能够验证配合和间隙，并有更大的电子设计性能仿真和优化机会，您将能够减少原型制作需求和成本。借助集成化开发环境，您还可以统一管理供应商、在开发流程的早期阶段更好地发现设计错误进而减少所需的 ECO 数量，最终帮助您避免成本超支。最重要的是，集成化开发系统让您能够将全套的 3D 产品设计数据用于下游功能，包括设计可视化；设计验证/ 优化；自动布线、电缆布线、线束布线；自动生成统一的 BOM；运动控制系统仿真；以及自动、统一地编制文档。

提高质量

当电子、电气、运动控制和机械工程师使用集成式机电一体化开发平台密切协作地执行机电一体化系统开发时，可以减少意外、误解或未被发现的错误，避免其进入到生产阶段或已发布产品之中。集成化还让您易于利用仿真技术，以更好地掌控热应力、结构应力、振动、运动和疲劳效应，从而能够全面验证整个系统的性能，并最大限度地减少现场故障。通过严格控制版本和消除文件传输和数据转换所带来的错误，集成化环境还确立了您持续提升质量所需的工作流程参数。而且，由于能够更快捷、更轻松地更改设计而不会造成延迟或代价，人们对设计后期执行更改的抵触情绪会更小，从而能够随时改进质量。

增强创新

所谓创新就是应用更好的解决方案 —— 运用新方法或对现有的产品、构思或领域做出突破性改变，从而满足新要求、无法言明的要求或想法或是现有的市场需求。当电子、电气、运动控制和机械工程师使用集成式机电一体化开发平台密切协作地执行机电一体化系统开发时，他们不仅能够拓展自身视野并超出自身特定的工程专业范畴，还能够更广泛地沟通和互动，营造出适合孕育创新的协同环境。使用同一个集成化开发平台和同一种设计语言可促进相互了解、合作和协同，进而碰撞出突破性构思的火花。由于集成化系统敏捷、灵活，您对新方法的探索不会产生不利代价，您和同事将能够自由地发挥创造力以及运用集体经验和知识，而这在非集成化系统中是难以实现的。

运用集成化 SOLIDWORKS 3D 产品开发生态系统简化机电一体化产品的设计和制造

对于需要开发电子、电气、运动控制和机械设计并将其全部集成到单个机电系统中的制造商，通过实施集成化 SOLIDWORKS 3D 产品开发生态系统，可以节约时间、控制成本、提高质量、加强协作和促进创新。通过使用集成化 SOLIDWORKS  电子设计、电气原理图、机械设计、仿真、产品数据管理、交流、文档编制和可视化解决方案以及合作伙伴的控制系统开发和仿真工具，您将能够提升效率、降低成本、改进质量以及实现有效沟通和加强协作，这对开发创新产品至关重要。

电子设计 —— 由 Altium 提供支持的 SOLIDWORKS PCB

由 Altium 提供支持的 SOLIDWORKS PCB 软件是由 Dassault Systèmes SolidWorks Corporation 和 Altium 联手开发的一款独立式电子/机械设计软件包，二者均为机械和电子设计解决方案开发领域的领导者。SOLIDWORKS PCB 将 Altium® PCB 设计技术与 SOLIDWORKS 机械设计解决方案强强融合。借助这款同类首创的集成化机械电气设计解决方案，您可以让电子和机械设计自动保持同步，该软件独特的工作流程还可加快变更单处理速度。通过在统一的机械电气设计环境中提供经过验证的电子设计技术和精简的原理图编辑器，SOLIDWORKS PCB  是能够满足您协作和创新需求的通用集成化开发环境。已在使用 Altium Designer 和 SOLIDWORKS 软件的制造商可以借助 SOLIDWORKS PCB Connector 软件，按需实现双向协作和协同。

机械设计 — SOLIDWORKS Premium

SOLIDWORKS Premium 3D 机械设计软件将帮助您更迅速和经济高效地设计更出色、更准确的机电一体化系统（一般可将设计周期缩短 50%），从而满足客户关于缩短交付时间的要求。由于 SOLIDWORKS  已实现参数化，并且可以自动更新和生成模型和工程图的设计变更，因此设计变更不会造成重复劳动或延迟。凭借业界领先的装配、干涉检查、注塑加工和钣金设计工具、用于分析制造性的集成化仿真和设计功能以及 SOLIDWORKS eDrawings® 交流功能，SOLIDWORKS 能够完美契合您的开发速度提升需求。并且，您可以使用相同的SOLIDWORKS 机械设计模型数据为下游所有的工程和制造职能部门提供支持。

电气原理图/布线 — SOLIDWORKS Electrical Schematics/Routing

使用 SOLIDWORKS Electrical 3D 和 SOLIDWORKS Electrical Schematics 软件，您可以在机械设计范畴中完成电气设计和绘制电气原理图，然后自动布线和敷设液压/气动管路，包括各种线束和电缆束的配置和布置。通过与 Altium 软件支持的 SOLIDWORKS PCB（或 Altium Designer® 和 SOLIDWORKS PCB Connector）一起使用，SOLIDWORKS Electrical 3D 和SOLIDWORKS Electrical Schematics 软件会组成一个包含自动布线、布管、配线和线束布线功能的完整机电一体化设计套件。

运动控制系统开发 — SOLIDWORKS 的合作伙伴

National Instruments (NI) 和 Rockwell Automation (RA) 是行业领先的运动控制系统开发专家，拥有多款制造流程测试、测量和控制工具。SOLIDWORKS   通过与这两家机构合作，将其运动控制系统开发工具集成到了 SOLIDWORKS 3D 设计生态系统之中，将重要的系统控制部分引入到了集成式机电一体化开发方程。无论您是选择使用 NI 的 LabVIEW® 软件包，还是 RA 的 Motion Analyzer® 应用程序，都将能够开发运动控制算法以及运用我们的 SOLIDWORKS 3D CAD 模型评估系统行为和性能。借助这些合作解决方案，您能够以更简单、更高效和更集成的方式来仿真、可视化、分析和优化运动控制系统。

设计验证/虚拟原型 — SOLIDWORKS Simulation

SOLIDWORKS Motion（Kinematics 和 Dynamic Motion）和 SOLIDWORKS Simulation 有限元分析 (FEA) 软件套件提供了您在方案设计早期阶段为机电一体化设计制作虚拟原型时所需的各种工具，从而帮助您避免因制作物理原型面导致的延迟和成本。不管您是需要执行结构分析、变形分析、振动分析、热分析、流动分析、疲劳分析、运动分析还是非线性分析，SOLIDWORKS Simulation 软件包都有相应的功能满足您的需求，而且这一切都设在您的3D 建模环境内。由于电子元器件会发热，您还可以利用 SOLIDWORKS Simulation Electronics Cooling Module 来管理热量 — 或是将其送离敏感区域，或是使用流体流动来冷却关键部件。

产品数据管理 — SOLIDWORKS PDM

SOLIDWORKS PDM  系统的能耐远远不止产品设计数据管理。该解决方案可让您的机电一体化设计工作流程实现全自动化，并可严格控制修订和促进设计者和工程师重复使用已证实的构想。SOLIDWORKS PDM  提供了快速系统搜索功能，您可以毫不费力地找到所需设计、装配体、PCB、原理图或元器件。借助电子邮件通知和电子签名功能，系统可根据您的特定要求进行配置和扩展。借助 SOLIDWORKS PDM 系统，您的标准开发流程、ECO 审批和执行流程以及与开发工作有关的其他各项流程都可实现自动化运行。

转换到制造过程 — 生成单一的 BOM

当机电一体化产品设计到了向制造过程转换的环节时，SOLIDWORKS 3D  软件有多种极具价值的功能可为您效劳。您可以运用 Costing 模块来估算机电一体化系统所需的制造和装配成本， 并通过该软件统一的供应商管理功能，使用这些信息来保证报价底线和用作价格谈判的依据。借助 SOLIDWORKS  可制造性设计工具，您可以评估机电一体化产品的当前设计是否切实可行，或者是否需要进行修改以支持制造过程。集成化 SOLIDWORKS 3D 设计生态系统还允许您自动生成生产工程图和统一的 BOM 信息，免去非集成系统所需的繁琐工作。

统一编制文档 — SOLIDWORKS Composer

借助 SOLIDWORKS Composer 技术交流应用程序，您还可以在 SOLIDWORKS 自动创建统一的机电一体化产品文档，例如制造/装配说明书、用户维护和保养手册以及数字化零件目录等。借助 SOLIDWORKS Composer 软件，您可以利用 SOLIDWORKS 电子、电气和机械 3D 设计数据自动创建文档编制所需的图形和图示。不管何时出现设计变动，这些文档都可以自动更新图片，以反映这些变化。您还可以使用 2D 和 3D 图示和交互式动画，在制造前就展现您的机电一体化系统，这样您的文档编制素材可更加高效地供制造和服务团队、供应商和客户使用。

利用集成化 SOLIDWORKS 3D 设计生态系统提高机电一体化开发的盈利能力

作为机电一体化产品和系统的制造商，您的组织需更加快速和经济地开发电子、电气、运动控制系统和机械设计并将其集成到单个系统之中，同时您还要提高质量和加强创新，而且这种压力与日俱增。要实现这些关键的重要目标，需要电气和机械设计加强协作，而使用传统的非集成化工具来设计和生产机电一体化系统时，开发工作流程大多相互孤立，继而会大大遏制这一目标的实现。
幸运的是，您的组织可通过实施 SOLIDWORKS 3D 产品设计生成系统来达到自身目标和克服重重障碍，该系统是唯一一款完全集成化电子、电气、运动控制和机械设计平台。借助由 Altium 支持的 SOLIDWORKS PCB、SOLIDWORKS Electrical、合作伙伴的运动控制系统和SOLIDWORKS Premium 机械设计软件，您可以更快速、更经济高效地开发、制造和推出创新的机电一体化产品和系统。
企业要想不断提升质量、加大创新力度，同时节省时间和控制成本，就需要使用一种更精简、更自动的方法。运用集成化的 3D 电子机械设计、工程和制造平台（比如集成化SOLIDWORKS 3D  设计到制造生态系统），您可以实现效率、降本、质量、创新目标，并确保掌握真正的竞争优势。
要详细了解集成化 SOLIDWORKS 3D 产品设计生态系统可如何改善机电一体化系统的开发和生产流程，请访问 www.9weitech.com.，或者致电13188986359