CAE软件在电气行业的创新应用探索

在我国，CAD已经成为近20年来电气和控制系统设计人员普遍使用的工具。但是，随着制造水平的发展和产品设计复杂程度的提高，CAD已经达不到清晰描述产品结构的要求，满足不了电气和自动化系统设计的整体需要，更无法满足实施和管理工程项目的更高要求。
   

计算机辅助工程（CAE）的出现，又推动人类的工程语言向前跨了一大步。目前，电气和自动化系统设计和管理正向CAE时代发展。

什么是CAE?

所谓CAE，就是利用计算机对包括产品设计、工程分析、数据管理、试验、仿真和制造在内的过程进行辅助设计和管理。电气工程项目往往比较复杂的，在正式工程设计之前，要对设计方案进行精确的试验、分析和论证；在正式工程设计中，要对设计全过程进行严格的管理和监测，而这正是CAE所擅长的地方。

CAE不只是用直线和圆圈表述一个符号或产品的概念，而且是一个基于计算机的、强大、方便的设计和管理工具。电气CAE是帮助设计者在设计过程中在线、实时地表现设计思想和理念的最好工具，能使设计者更加快速、准确地设计和管理设计过程。设计者不必再像过去那样，将设计图绘制在纸上，再经过审核、返回、打印、再返回设计部门的重复修改设计过程。

CAE解决方案不仅提供原理图设计，而且能够完全支持工程所需的文件表格。设计者仅需进行原理图设计，CAE会根据原理图自动生成工程实施和管理所需的文件，例如端子连接图、设备清单和线号列表等。

觉醒与变革

我国电气和自动化工业现在所采用的设计软件大都是CAD产品或在CAD平台上进行二次开发的插件，而CAE软件是近几年随着外资企业的引进才逐步开始使用。在过去的20年，欧洲企业已经采用了CAE的理念，并首选EPLAN作为电气设计和管理标准，以提高这些企业电气设计和管理的效率。随着经济全球化，企业越来越把降低设计成本、提高产品质量、缩短产品设计周期等作为提高企业竞争力的目标。业内人士开始认识到CAE的真正价值，并逐步加入这场应用变革中。

在这场变革中，必须清醒地认识到，工程师和设计师将面临巨大的挑战。传统设计往往被过多的细节和没有价值的文件报告分散了精力，很难学到设计的精髓。CAE的理念改变了传统CAD设计的方法，设计师们必须再次培训学习，从软件设计思想、数据结构等方面，深入理解CAE软件。随着CAE软件应用水平的提高，设计师们更加注重原理图的设计和绘制，这将显著提高设计人员的工程设计和管理水平。

E-CAE设计和文件化管理

E-CAE应用计算机环境进行电气设计，并自动产生必要的后台数据，减少了许多日常繁琐的工作。在传统设计中，大量的时间都用于细节的设计和错误的修改。如在设计中往往花费大量的时间查找分配元部件号。如今，E-CAE解决方案给设计者提供了一个简单、快速的方法，可直接在原理图上完成设备选型，实现整个项目范围内的关联参考。设备的命名和线号编制既费时又容易出错，E-CAE能自动进行设备的命名和编号，自动实现线号编制。当在原理图中移动或改变设备时，能实时更新设备命名。E-CAE在两个符号间进行自动连线，当插入符号时，连线自动断开；当移开符号后，连线自动连接。

关联参考可能是设计中最困难和最费时的工作，产生的问题往往也最多。例如，设计者常记不清在原理图中用了多少常开触点和常闭触点，以至于当原理图送到安装车间后，才发现接触器型号有误，而订购此部件需要3周时间，大大地影响了项目的实施时间。E-CAE的在线关联参考功能解决了很多接触器触点统计的问题，保证了设计者总能选择正确的接触器或继电器。

在CAD环境下，安装板的尺寸和元器件的布置是设计者手动绘制出来的。同样，物料清单（BOM）也是根据原理图上的符号，查找元器件手册进行选型，手动输入编辑产生。设计者往往有这样的一种经历，当原理图送到安装车间后，却发现BOM表中漏掉了一个元件。E-CAE解决方案保证了所有元件都被正确地放置在相应的安装盘上，根据原理图在线自动生成BOM表，节省了大量的时间，并能与ERP信息系统结合，及时传递到采购部门。

在设计中，端子图的设计需要的时间最长。许多公司最初只设计端子图的草图，当安装板安装完毕或现场接线施工完成后，将修改过的端子图返回设计部门重新修订草图作为最终图纸。E-CAE解决方案能够根据设计者的指定和需要自动产生端子连接图。

标准化

标准化对于企业电气设计和管理具有深远的意义。标准化是降低成本的关键，许多层面均可通过标准化降低成本。与通用的供应商建立采购合作标准，可提高企业的采购效率，有效控制成本。在控制构架、元器件供应商、制图、命名约定等细节上实现标准化，将提高企业的生产能力。当实现了这些目标后，企业就可减少不必要的停工期，降低企业的运营和生产成本。

实现标准化的过程相当困难和复杂，关键是如何实现文件化的管理，并将其平滑地导入现在的工作流程。在这个过程中，企业需要建立标准、符号库、个性化的宏、绘图说明、BOM等管理元素，并在企业和供应商之间管理和控制这些至关重要的元素。E-CAE解决方案不仅提供这些文件的机制的保存，而且提供根据企业特定原理图快速自动实现工程管理的方法。

集成化

E-CAE解决方案是一个集成化的解决方案，在设计、报价、采购、生产和维护等方面为企业提供全方位的解决方案。它把企业和供应商链集成在一起。当设计者敲击计算机键盘进行设计时，都有可能引入错误。采用集成化的好处是将公司的工作流程模块化，降低了错误产生的几率。由于原理图上已经包含了采购、生产、维护等非常有价值的信息，E-CAE根据设计好的原理图，自动生成工程所需的图纸和数据，并传输到相应的部门。因此，设计人员不必将打印好的BOM表送到采购部门，再由采购部门重新输入系统，制定采购清单。这样，既节约了时间，也避免了错误的发生。

过去在安装板的生产和安装过程中，需要花大量时间处理设备标签和线号标签。现场电工一个接一个打印标签，一个接一个进行标识。但是设计者已经在原理图上提供了诸如设备标签、线号、铭牌文本等信息，为什么还需要重新打印标签？E-CAE系统能够将这些数据导出为与标签打印机相兼容的文件格式，避免了重复劳动。

E-CAE解决方案并不是简单地替换CAD系统，而是帮助企业从E-CAE中获得更大的益处和良好的投资回报率。对企业来说，最重要的是抛弃旧的观念，将E-CAE集成到企业的工作流程中。

企业一旦做出采用E-CAE决定，选择适合的产品是一件非常重要的事情。但目标不是选择一个可以精美绘制电气原理图的软件，而是为电气、自动化系统设计和工程过程管理自动化提供集成的解决方案。企业采用CAE的最终目的是大幅度地提高企业管理水平，促使企业和供应商在管理效率、准确性、响应速度和可靠性等方面都得到最大的益处。作为计算机自动化工程电气设计时代新技术的先锋，EPLAN自1984年以来就一直是为电气规划、过程设计、项目管理领域提供智能化软件解决方案和专业服务的全球标志性企业。

EPLAN产品家族不仅有领导全球市场、现已成为电气设计工业标准的CAE系列软件，还包括具备2D/3D设计能力、用于机械制造领域的M-CAD,用于工厂设计、流程控制领域的PPE等。目前，EPLAN公司在世界范围内与电气制造业、汽车制造业、食品加工业以及机械制造业等不同领域的10500个著名客户有着密切的合作。

免责声明：本文系网络转载或改编，未找到原创作者，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删