基于elecworks与PTC Windchill的电气信息化平台的建设方案
逸莱轲软件贸易（上海）有限公司 王金
一、 引言
信息化是企业实现现代化管理，提升企业技术实力的有效手段。电气设计作为产品逻辑控制的主要设计环节，信息化数据集成的必要性不言而喻。但就笔者从业十余年的经历来看，完成电气设计环节信息化集成的企业寥寥无几。究其根源在于电气设计的过程没有形成数字化模式，而是停留在图文档（以DWG、excel格式文件为主）结构。这种模式使得信息化管理的过程只能停留在对结果的管理，而不能深入到设计过程及产品的生命周期管理。
PDM工具在管理产品的设计全生命周期时，要求设计数据数字化。
新一代的电气设计工具融入数据库，实现面向对象的管理。以Trace Software International公司的elecworks为例，软件使用Microsoft SQL Server为数据库载体，存储和管理elecworks的数据。这样的数字化模式为企业的信息化管理提供了可能性。
本文基于elecworks与PTC Windchill为媒介，探讨电气设计的信息化集成方案。
二、 系统建设目标
电气信息化集成的主要目标分为两类：产品生命周期管理和产品BOM结构管理。 任何产品都和人的生命一样，要经历一个开发、成长、成熟、衰退的阶段。产品的生命周期管理，就是要记录和管理整个过程中的所有数据。就电气设计而言，其本身就有很明确的体系建立目标：
1. 建立完整的设计流程。在不同的环节，需要形成标准化的作业方式； 2. 建立完善的查错机制，让设计与查错形成闭环，有效的减少设计过失；
3. 将设计过程参数化和模块化，减少人工干预的程度，降低产生低级错误的风险。 随着产品生命周期的管理，BOM结构的搭建不能由PDM管理工具实现，而是要在设计端产生，并建立到PDM系统中去。也就是说，电气设计环节在产品设计的过程中就要开始并完成BOM结构的搭建；对于PDM来说，只是引入这个结构，而不是重新创建。
三、 系统架构及业务逻辑
1. 基于elecworks的电气设计业务逻辑 1) 电气设计流程
传统的电气设计，是在以往完成的DWG图纸基础上做一些加工处理，我们称之为“面向图形”的设计方式。电气工程师另行建立Microsoft Excel手工统计电器件数量。在21世纪初期，这样的设计方式逐步被淘汰，被另一种基于数据库的专业工具所替换。以elecworks为例，其采用Microsoft SQL Server来管理所有数据，在软件中建立起一种新的概念“库”。
“库”分为符号库和设备型号库，一个设备（如继电器）可能由多个符号（线圈、触点等）组合而成，也可能由多个设备型号（继电器、安装底座等）组合而成。通过这样的方式，数据库在完成电气设计后可以自动的统计出设备型号使用的数量、品牌等参数。除了完成自动化统计工作，库的另一个特点也被广为称赞：可复用性。库只需要建立一次，就可以无限次被重复使用，极大的减少了人工录入数据的工作量。
在“库”的帮助下，电气工程师可以专注于设计，让电脑自动统计各项数据。Elecworks的另一个特性是数据可以相互关联，这样使得各个设计环节的数据可以交互。例如设备接线图可以依据设计原理图内容自动生成和自动更新。这样，基于elecworks就形成了图 1所示的通用工作流程。
图 1 通用电气设计流程
不同的企业，电气设计流程不尽相同，电气设计的流程需要根据企业的实际情况做调整。例如，在某扫描设备制造企业（以下简称企业A）中，电气设计工程师在使用elecworks时使用的是图 2所示优化后的工作流程。
图 2 优化后的设计流程
在优化后的设计流程中，设计BOM的数据（断路器等采购周期较长的电器件）在企业A的销售部做项目报价环节已经确定，所以在电气部的设计环节中BOM数据的产出在流程上优先于原理图的创建。为了更贴合生产，工程师会根据设备型号数据先做布局图（或称排版图）。这样，工程师后期设计原理图的时候，车间工程可以先做设备的布局。待接线原理完成设计后，根据设计内容完善设计BOM（增加灯按钮等常用设备），完善布局图和生成接线图。
2) 设计与检查的闭环
缺乏设计规则的检查，会让设计成为“天马行空”不能落地。在电气设计中，需要建立检查机制。在elecworks中，检查机制分为两种：内在逻辑判断、外在报表检查。
内在逻辑判断：
各项参数通过数据的交互，在各个设计环节形成隐形的数据流通平台。设计规则就需要建立并融入到这个数据流通平台中。例如设备标注的唯一性检查，在开始一个工程设计前，可以在工程的配置中设定标注唯一性范围。如图 3所示，设备的标注唯一性范围需要在工程开始前定义。如果选择唯一性范围为“工程”，则整个工程中不允许有设备重名。对于单台设备，这样的规则有是有效的；如果一个工程有两台设备，那么这里的规则就需要根据设计需要更改范围。