挑战

• 短时间内开发产品
• 整合多学科设计工作流
• 消除产品开发过程中的信息孤岛
• 改善与合约制造商的沟通

成功的关键

• 实施集成式机械、电气和电子设计与技术出版物解决方案
• 依托西门子解决方案合作伙伴 ADOPT id PLM 的培训和支持

成效

• 简化设计迭代
• 减少错误
• 准备详尽且准确的设计和制造文档

ADOPT id PLM

eNovates 使用 Solid Edge 产品组合和 PADS 来整合机械、电气和电子设计。

“虚拟原型制作帮助我们将物理样机和原型的数量减少高达 80%。”

支持电动汽车生态系统

eNovates 是一家以移动出行和可持续发展为导向的快速发展的技术企业。公司成立于 2010 年，是一家商业俱乐部的智囊团，专注于开发和生产充电系统和能源管理软件以支持电动汽车生态系统。

eNovates 在欧盟发展迅猛，在提供公共充电基础设施方面占有重要的市场份额，到 2021 年初已安装了约 80,000 个充电桩。公司还在不断拓展智能能源管理业务范围，并且近期已将车辆到电网 (V2G) 充电系统纳入其产品组合。其客户为充电桩运营商 (CPO)，即出售充电桩、将其连接到网络并提供维护的企业。eNovates 视其 CPO 合作伙伴为原始设备制造商 (OEM)。

“有些客户只向我们阐述有关最终产品的一些想法。在这种情况下，我们可以基于一套通用平台组件和产品来实现贴合客户想法的定制化产品，”eNovates 研发 (R&D) 经理斯泰恩·维斯波尔 (Stijn Vispoel) 解释道。“其他客户可能只是带着一个外壳来找我们，要求我们为它开发一个充电器。我们要为他们做完整的项目，并且所有的解决方案都包括机械、电气、电子和软件组件。”

满足快速变化需求的产品开发

电动汽车生态系统中的技术、法规、标准和客户要求正在迅速发展。“最大的挑战是市场上不断快速变化的指导方针，”维斯波尔说。“我们必须掌握所有新发展，我们确实每年都需要一种新产品。拥有足够的研发能力以跟上充电桩不断变化的需求非常重要。另一个因素是欧洲不同国家的不同法规。例如，荷兰客户的要求与法国客户不同。”

维斯波尔是项目经理和支持人员团队主管，这些人员在机械、电气和电子工程方面具有不同的背景。“我们从每个项目的原型设计阶段开始，开发我们需要的印刷电路板、电线和机械部件，”维斯波尔解释道。“一旦我们对数字设计文件进行了所有检查，我们就会制作一些原型并进行测试，以确认它们符合客户的要求和各项法规。然后我们进入我们所说的第一阶段，重新设计任何需要修改的组件。我们生产另一批产品，大约 30 到 50 个充电器，并运行另一次验证，进行温度和高压测试。我们也有客户使用它们为汽车充电并进行额外的测试。”

在下一开发阶段，即测试阶段，eNovates 进行了必要的设计修改并订购了一批新产品。“我们带着测试版充电器直接进入认证实验室，并与我们的客户一起在现场放置了大约 100 个充电器，因此我们确信该产品已经足够成熟，并且已经过全面认证，可以进入市场，”维斯波尔说。“在这个阶段，我们通常不会进一步开发硬件，而重点是完成软件。最后，我们为客户投入生产。”

不同的系统和信息孤岛

过去，eNovates 已经收购了用于机械计算机辅助设计 (MCAD) 的工程软件系统、两种不同的印刷电路板 (PCB) 设计解决方案以及用于电线和线束设计的系统。这些系统是根据工程师先前的经验以及合作伙伴和客户对解决方案的使用情况选择的。

这种软件环境有一些局限性：MCAD 系统缺乏电气设计功能，线束设计系统没有 3D 功能，而且这两个系统都不能轻松地与 PCB 设计工具交换数据。这四个独立且互不关联的软件解决方案形成了阻碍跨学科协同的信息孤岛。每个软件包都使用了不同的数据格式，阻碍了学科之间的信息传输。由于该软件是从不同的供应商处购买的，因此每个软件解决方案的新版本都不会与其他软件同步，并且 eNovates 有四个不同的技术支持来源。

使用这种方法，机械设计团队将他们的设计模型发送给电气团队，电气团队修改设计并将其返回给机械团队。这些迭代的设计交流持续了数周和数月，导致巨大的设计和原型制作成本以及产品发布延迟。系统之间的信息孤岛和障碍使 eNovates 难以将电气设计融入机械空间。他们还在向合约制造商传达设计信息方面产生了问题。eNovates 发送了制造设计混乱和不连贯的细节，这导致了要求和法规方面的问题。

整合工程学科和解决方案

为了消除工作流程的低效率，eNovates 寻找更适合快速开发的集成式软件工具集。根特大学的联系人向 eNovates 团队介绍了 Solid Edge® 软件，该软件是 Siemens Digital Industries Software 的 Xcelerator™ 解决方案和服务组合的一部分，也是领先的主流产品开发平台。

eNovates 联系了西门子在比利时的解决方案合作伙伴 ADOPT id PLM。初次会议后，ADOPT id 为 eNovates 准备了一份演示文稿，其中介绍了 Solid Edge 及其集成的电气设计和技术出版物工具。该演示文稿阐述了所有 Solid Edge 机械设计、电线布线和线束设计以及技术出版物应用程序如何完全集成并使用相同的数据格式和用户界面规则。ADOPT id 还提出了 Siemens EDA（原 Mentor）PADS Professional 软件，该软件也与 Solid Edge 集成，用于 PCB 设计和验证（PADS 由 Siemens EDA 解决方案合作伙伴 Innofour 提供支持）。该演示文稿还强调了跨机械、电气和电子领域的双向数据流和关联性，即任一学科的设计修改会自动反映到其他学科之中。

出于多种原因，eNovates 很快就决定选择建议的西门子解决方案。“我们希望我们所有的软件工具能够协同工作，这样我们就可以为快节奏的开发提供简化的设计流程，”维斯波尔解释道。“对于具有高质量标准和高效生产的复杂产品，我们需要非常有效地传输信息。西门子软件能够更好地匹配我们的需求，帮助我们在设计迭代中减少错误。我们在工程软件市场的其他地方没有看到这种级别的集成。我们认为西门子是一家非常大的技术提供商、软件市场领导者，并且是高质量的品牌。”

记录可制造性设计

“我们将生产完全外包，”维斯波尔说。“我们向合约制造商提供一整套关于产品如何制造、如何测试、如何包装的信息。然后他们将我们在工程方面的工作转化为产品的制造。他们采购每个组件，制造每个 PCB，并根据我们提供的说明进行一切测试。”

采用先前的软件解决方案时，eNovates 可以提供一个 3D 文件，其中描述了机械设计、电气图纸以及用于绘制机械、电气和 PCB 内容的三个单独的物料清单 (BOM)。然而，信息没有得到很好的整合，并且它的传递效率不高。

Solid Edge 技术出版物软件为 eNovates 提供了一种用于准备制造信息的理想解决方案。现在，制造包囊括了整个产品的统一 BOM，这对于定价特别有用。对于 PCB 制造，使用 PADS Professional 软件生成的标准格式文件包括有关每个物理板层的信息以及 PCB 对象（如铜引线、通孔、焊盘和阻焊层）的坐标。对于电气制造，Solid Edge 技术出版物软件提取电缆列表及其位置、连接、切割长度和连接螺钉所需的扭矩，所有这些都是使用 Solid Edge 电气设计软件生成的。借助 Solid Edge 3D 模型，出版物软件可以完整、直观地描述产品组装和测试过程中的每个步骤。

简化的工作流程提高了效率

借助新的集成工具集，eNovates 享受到了整个开发和制造周期的效率提高。“这对我们来说是一个巨大的胜利，”维斯波尔说道。

Solid Edge 3D 设计软件包括同步技术，使 eNovates 能够编辑任何来源的 CAD 数据，并利用内置的产品数据管理和云协同工具。Solid Edge 电气设计满足 eNovates 对机械装配中 3D 线束设计和验证的需求。

Solid Edge 技术出版物软件帮助 eNovates 提高了综合案例文件中制造信息的清晰度、准确性和完整性。PADS Professional 与 Solid Edge 的集成有助于改善 PCB 设计人员和机械工程师之间的沟通。