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航空航天EWIS设计解决方案

2017/11/25    来源:e-works    作者:IGE+XAO中国      
关键字:SEE PLM  EWIS  线束设计  
SEE PLM可以提供EWIS电气元器件库管理、EWIS原理设计、三维主通道及信号敷设设计、EWIS综合设计(信号成束、分离面综合、接地综合、模块综合)、线束组件设计功能,覆盖了EWIS功能设计的全部设计环节。

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行业现状

    电气线路互联系统(EWIS)是航空航天产品设计过程中非常重要的一环,在很大程度上决定了产品的安全性、重量、性能、寿命、制造成本和使用成本。在EWIS设计中,不仅需要满足总体、系统、结构等其它专业的协调要求和约束条件,而且涉及到电气,布置、结构、电磁等多个学科,还涉及到设计、制造、售后服务等多个部门。在设计过程中,需要根据各系统、各学科、各部门之间相互联系、相互制约的关系,考虑成百上千个设计变量、目标、工程约束条件,进行大量的设计方案对比、设计更改和优化,不断地进行设计协调和循环,以获得最终的方案。

    经过具体分析,当前航空航天EWIS设计方式面临以下挑战:

    1)产品研制的周期越来越短,设计任务愈加繁重,单纯的原理图设计工具已经成为瓶颈,现有设计平台无法满足型号研制要求。能否快速准确地完成原理图,接线图,电缆线束布局和线束图等全过程设计是提高企业竞争力的有效因素。

    2)电气设计、线束结构设计、工艺、制造等软件都是不同厂家研制,缺乏统一的电气线束设计平台,导致电气线束设计流程中数据的一致性无法保障。

    3)自动化程度不高,接线图需手动绘制并选型,在接线图设计阶段,电气工程师需要按照设备在空间的大致布局,把原理图和物理实际关联起来设计接线图;所有设备,插头,电线的型号都需要手动指定。手动设计接线图不仅效率低,而且易出错,严重制约了电气系统研制效率的提高。

    4)缺乏专业的三维线束设计工具,原有的设计过程依靠CATIA的管路管线模块进行线缆布置,无法考虑电缆线束的电气特性,对于不同类型的信号电缆无法进行识别和区分,无法进行电缆线束布置优化,无法考虑电缆接地的合理性,无法进行过渡接插件的合理性优化,所有电缆都需要根据经验,手动进行调整,极大增大了设计的复杂性,并降低了设计的准确性。

    5)没有专业的线缆制造工艺管理,现有的设计工具无法对线缆的成本,工艺进行有效的管理。

SEE Electrical Harness PLM解决方案介绍

    为了满足航空航天EWIS设计需求,IGE+XAO公司推出了See Electrical Harness PLM(简称SEE PLM)解决方案。

    SEE PLM可以提供EWIS电气元器件库管理、EWIS原理设计、三维主通道及信号敷设设计、EWIS综合设计(信号成束、分离面综合、接地综合、模块综合)、线束组件设计功能,覆盖了EWIS功能设计的全部设计环节。SEE PLM提供了与CATIA交互数据的接口工具,实现EWIS功能逻辑数据和物理安装数据的友好交互。

    SEE PLM还具备构型管理和变更管理功能,符合航空构型管理的要求,具备良好的电气系统构型管理能力。

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    图1 SEE PLM的设计方案

    电气设备定义:SEE PLM设备库对用电设备、连接设备、电线电缆、连接器件和附件进行详细定义和生命周期管理,所有对象具备唯一物料编码,该设备库可与企业PDM、ERP系统集成。除此以外,设备库还支持规则定义,如连接器与端子匹配规则、端部接头与电缆匹配规则,这些规则可以为后期自动化设计提供策略依据。

    设备配置管理:按照ATA章节结构配置管理产品所有电气设备名称、型号、方案号、有效性和功能组信息,并作为原理设计和三维软件中布置电气设备的数据源。

    原理图设计:按ATA章节结构设计原理图,并将原理图中所有电器设备和设备配置管理中的设备关联。原理图中设备之间用信号连接,并定义隔离代码、编号、类型、规格等信息。在SEE PLM数据管理模块中对已经创建好的原理图进行生命周期中的签署状态、架次有效性管理。

    线束路径、空间预留:在CATIA中设计三维布线通道,再利用SEE PLM接口工具提取通道数模数据,然后将数据导入SEE PLM数据管理模块中,并进行生命周期和架次有效性管理。

    逻辑线束:在SEE PLM的Topology模块中将线束通道数模数据还原成3D通道模型,并继续定义通道隔离代码、最大分支直径、最大重量等参数,由软件自动或手动构建逻辑线束。

    电线线束:在SEE PLM的Topology模块中将原理图中的连接信号自动敷设在3D通道模型中,并根据逻辑线束自动对信号分束并自动创建出电缆。根据设备库预先定义的匹配规则,Topology模块可以自动为连接器端子和电缆选型。在敷设时可以设定多种条件(路径最短、没有经过分离面、经过分离面数量最少等等)、分叉方式(用于一个信号存在两个以上终端,对信号分叉方式进行设定)、信号允许通过的区域环境等等。软件根据不同的敷设条件,自动获得不同的信号敷设方案,设计师可以在Topology的3D通道模型中直接预览并查看方案的详细参数,选择并保存最优方案。

    仿真分析:在SEE PLM的Topology模块具备压降和温升仿真分析功能。当然也可以与其它专业的仿真软件进行集成,实现如电磁仿真、缆间串扰仿真等等。

    接线图生成:SEE PLM的自动成图模块可以根据电线线束自动生成设备拓扑连接图,设计师通过调整设备布局来决定接线图中设备的相对位置。模块会随时生成当前布局的接线图,设计师可以不断调整拓扑图来获得最佳的接线图。当然拓扑图也可以分割成多个页面,每个页面单独生成接线图。

    生产制造:IGE+XAO公司凭借电气软件开发领域的深厚经验并与SAFRAN集团在线束加工制造领域的专业经验相结合,合作开发了一款针对电气线束制造的软件包EHMS,主要用于线束的线束校验、钉板图、线束装配流程、成本统计、数据发布、电线准备、作业指导书、线束测试、工具管理、工人技能管理、定价管理和追踪管理,EHMS可以无缝衔接PLM的设计结果数据,与前端的设计模块构成完整的PLM系统

IGE+XAO提供的软件解决方案价值

    独一无二的线束设计功能

    信号、电缆的联合设计:信号、电缆处于同一个数据平台,二者相互关联;

    全电气环境的三维电缆线束设计:IGE设计平台拥有三维布线设计功能,在三维设计时充分考虑信号的电气特性;

    信号线缆网自动敷设:直接使用原理图信号信息在三维通道中自动布线,通过设定不同规则形成多种设计方案供用户筛选,并由最终结果自动生成接线图,省去了其它电气CAD软件在接线图完成后才能在CATIA中反复验证的步骤,提高设计效率;

    实时的一致性检查:检查功能,逻辑,物理设计数据的一致性。

    良好的电气系统构型管理能力

    电气设备的构型管理:遵循ATA设计标准,项目按标准章节划分设计,与航空构型管理保持一致;

    设备的变更管理:同一原理图可对应多个产品,每个产品允许不同的产品配置。

    强大的线束加工设计能力

    工艺:线束校验、钉板图、线束装配流程、成本统计、数据发布;

    制造:电线准备、作业指导书、线束测试、工具管理;

    其它:工人技能管理、定价管理、追踪管理、系统管理工具。

责任编辑:张纯子
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