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1、火炮武器系统综合电子、电气的数字化设计优化及制造条件建设A、主要功能火炮武器系统的电气系统是实现信息化的基础和前提，火炮武器系统信息化必须综合协调武器系统的功能和战术技术要求,特别是从战场信息管理、指挥、控制、通信的要求出发,用系统集成的思想来综合电子、电气的总体布局和设计,实现功能综合化、部件模块化、接口标准化。本软件平台主要用于火炮武器系统的综合电子、电气的总体布局、设计和分析优化，并实现电气设计、工艺设计和生产制造的数字化。B、建设目标随着现代电子电气技术的飞速发展，现代火炮综合信息化系统日益复杂化、集成化。大量的电气设备密集于系统平台上，用于各设备和部件连接的线缆线束所传送的信号越来越
2、多，频率越来越高，消耗的功率也越来越大，由于布置不当的线缆线束引起的系统EMC/EMI问题越来越突出，对产品的电磁兼容性能造成很大的影响，因此传统的线缆线束布线设计方式已经无法满足现代复杂电子电气系统的设计需求。同时由于线缆线束是属于机械电气类的产品，所以其兼有电子技术与机械技术两方面专业特点。通常的布线设计方法，往往是或者只能从电气学的观念出发执行作业，或者只能进行机械系统的规划设计，所以电气工程师和机械工程师在这种环境条件下进行布线设计，非常容易出现差错，电气部门和机械结构部门设计人员之间没法进行项目的协同和数据交换，非常容易导致进度的拖延。国外同行包括美国雷神公司、波音、洛克希德。马丁公
3、司、格鲁曼公司、通用动力、欧洲空间局、欧洲卫星公司、欧洲直乘机公司、法国防务局、BAE系统、泰勒斯电子等等知名军工集团都已经建立了类似的数字化设计平台，用于武器信息化产品的研发；国内航天科工二院总体部、航天科工三院总体部、上海航天八院、中电14所、中电29所、中电38所、中船重工716所都建立了综合电子、电气的数字化设计优化及制造平台，广泛应用于导弹作战系统、电子对抗系统、舰船电子系统的电子电气设计和工艺设计，帮助使用单位大大提高设计效率和设计质量，取得了明显的经济和国防效益。火炮综合电子、电气的数字化设计优化及制造平台，可快速实现从原理图设计到工程图的完整系统线缆线束布线的可行性设计和优化设
4、计，并实现布线设计中电气设计与机械设计的统一，通过数字化的虚拟装配技术，大大提高设计技术质量，并有效缩短设计时间，同时从工程完整性角度可对系统进行机电设计的协同和优化。该系统通过扩展接口还能支持复杂机电系统的电路、控制算法、电磁、温升的耦合仿真，从而实现系统整体性能设计优化和精益，进一步提高火炮武器系统电子电气设计的整体性能和可靠性。另外，该系统实现了企业的多部门多用户的协同设计，能对复杂机电产品进行机电一体化协同设计，并能整合设计、工艺和生产部门的各类数据，提供与PLM/PDM/ERP的数据交换接口，支持自动化生产工具如数控下线机、打标机等设备，实现了设计、工艺、生产的数字化集成，大幅度提高
5、了设计和制造的效率，减少了人工误差环节。C、主要建设内容1主要功能综合电子、电气的数字化设计优化及制造平台的主要功能。（1） 武器系统电子、电气的总体布局设计；电子、电气系统接线原理设计 （2） 武器系统控制机柜设备布局与配线设计 （3） 武器系统线缆线束布线设计 （4） 自动生成各类生产报表，如BOM表、接线表等，各类图纸与工艺、生产报表文档之间数据的保持一致性（5） 实现成熟设计的复用及设计知识管理（6） 实现电子电气系统的电路、控制算法、电磁、温升的耦合仿真分析和设计优化（7） 实现复杂机电项目的多部门、多用户协同管理与设计（8） 武器系统机电一体化设计管理、流程整合、及版本更改管理（9
6、） 实现设计工艺生产制造的数字化集成和数据传递、协同优化2. 设备调研及选型情况目前国内、外进行电气设计的软件有E3.Series，AUTOCAD和Engineering Base。具体的性能指标对比如下：E3.SeriesAUTOCADEngineering Base电气设计专业性专业的电气系统设计软件。可以实现电气系统从原理图设计、机柜设备布局与配线设计、线缆线束设计及各类报表文档生成的完整设计流程；具有针对复杂项目的多部门多用户权限管理与协同设计功能；支持项目图纸的修订版本管理。支持复杂线缆线束电磁兼容的仿真分析。支持电气原理仿真和计算，并能与Saber/Portnuns/EMC Std
7、uio软件进行电气和电磁、控制等方面的联合仿真。机械设计软件，虽然具有针对电气设计的ACE软件，但是仍然基于CAD平台,非专业的电气设计软件，更偏向结构设计。侧重于原理图的设计，对线缆线束布线设计及机柜设备布局设计没有涉及；缺少针对电磁兼容性问题的解决方案。不支持电气原理 仿真和计算。设计数据一致性项目中各类原理图、布线图与报表之间的所有数据实时同步更新。图纸数据与报表数据一致性无法保证，数据易出错。能够自动生成针对原理图的相关报表数据。软件操作易用性基于标准windows环境的应用程序；易于操作，使用方便；对计算机硬件要求低。包括中文在内的十一种语言版本。ACE软件对计算机硬件及系统配置要求
8、较高。无中文版本，不支持多语言版。EB使用需要基于VISIO、SQLSERVER等其他软件。系统维护复杂，运行速度慢，对计算机硬件配置要求高。元器件库完备性提供众多国内外知名厂商的元器件数据库，包含各类符号数据库及具有物理属性的模型数据库；提供元件库的建库服务；建库操作灵活、简单。采用图块数据库进行设计；不具有真正意义上的电气元件库。具有图形符号数据库，不具有物理模型相关的属性。软件开放与应用性支持多种格式文件或文档的导入导出功能；支持包括MIL等标准；提供与三维结构设计软件的三维联合布线设计；提供与生产制造设备的直接挂接，如下线机等；支持与PLM、PDM等系统的接口；提供脚本设计接口，易于实
9、现功能的二次开发与定制；支持的数据格式较少；无法提供电气规则检查及仿真接口。支持的数据格式较少；无法提供电气规则检查及仿真接口。从上表可以看出，E3.Series具有明显的功能和性能优势，能够进一步提升我所火炮信息化系统所需的电子电气系统的电气设计、工艺和生产制造的能力。三、主要建设内容根据上述设计平台的建设目标，拟引进由德国ZUKEN E3 GmbH公司的E3.SERIES软件平台并作相应的二次化开发，实现火炮综合电子、电气的数字化设计优化及制造的完整流程。E3.SERIES是基于Windows系统平台开发的，应用于电子、电气、液压及气动系统的工程设计软件。具备电子电气系统的接线原理设计、三
10、维机柜设备布局与配线设计、线缆线束布线设计以及各类生产报表文档自动生成等功能。从而可以完成各类复杂电子电气系统从接线原理图到设备布局图、线缆线束图直至工艺制作的完整系统设计与生产。1）E3.SERIES软件主要模块及其功能：E3.Schematic电子电气系统原理设计模块：基于常用且开放的元件库实现电气系统的接线原理图设计，自动生成接线表、材料明细表等各类生产报表，并提供多种格式的数据文件和图纸的导入/导出功能。E3.Fluid 气动液压系统原理设计模块：实现液压原理、气动原理、润滑系统、冷却系统设计，自动生成接线表、材料明细表等各类生产报表。E3.Panel机柜布局与配线设计模块：通过直接使
11、用E3.schematic设计得到的逻辑数据和部件库中得到的物理数据，快速、简单地实现控制面板布局与配线设计，可以实现设备的三维布局，并按照指定的规则进行自动或手动的配线设计。E3.Cable线缆线束布线设计模块：为大型复杂机电系统进行详细的线缆线束设计。提供和CATIA等三维机械设计软件进行数据交互，实现三维布线设计，得到准确的线束长度信息，生成生产制造需要的模板图、接线表各类报表文档。E3. Functional Design 功能模块设计： 为大型复杂机电系统进行提供模块化分层设计的完整解决方案，实现基于功能层次上的系统模块图，并能实现模块之间的信号布线设计，并包括了E3.Topolog
12、y模块，可以在设计概念验证阶段，就能为设备的分布及线束/子线束的评估提供线束拓扑图，并进行成本（直径、重量）估算，为项目的经济性提供决策依据。E3.3Dbridge三维机械设计接口模块：在完成二维原理图设计后，为了实现精确计算导线的长度及重量，可通过E3.SERIES的API接口在主流三维软件（UG，Pro/E，CATIA等）内部进行精确布线。通过协调空间位置和干涉，合理布局完成可实施的设计，从原理/线缆图设计中导入接线关系信息，同时原理/线缆图设计也将接线信息传至线束设计，在三维软件中自动完成线束设计，并将三维布线的线束长度信息传入E3.series中的线缆线束模块，完成完整的线束设计，实现
13、机电一体化的交互设计。E.Redliner审核模块，是一个审核与修订工具，可以用图形或文字对图纸进行“红笔”方式的审核修订。并将审核信息返回给设计者参考。E.RevisonManagement版本管理模块：通过该模块可以对设计阶段的任意版本进行有效管理，并可以快速对各个版本的变动进行比对，并以图型或者报表的形式进行归档。E3.Saber系统仿真接口模块：通过该接口可以直接调用Saber软件来对系统稳态、时域、频域、统计、可靠性及控制等方面的进行分析，进一步检验系统性能，从而实现最初的概念决策、到子系统阶段性、及至后期完整系统设计验证测试。E.ZPA 企业PDM系统接口模块：通过E3.serie
14、s的PDM接口，可以实现和PDM/PLM系统进行无缝衔接，可及时提供给设计和生产部门正确的产品数据，提高研发效率。2）模块配置及价格序号Part No.编号Designation产品描述Qty.数量Unit Price单价(美金)Subtotal合计(美金)1E3-SCH_E-SF-LE3.Schematic电气原理设计模1$41500.00$41500.002E3-CAB_E-SF-LE3. Cable线缆线束设计模块1$37000.00$37000.003E3-PAP-SF-LE.panel控制柜设计模块1$69,500.00 $69,500.00 4E3-FLS_P-SF-LE.flui
15、d 气动液压设计模块1$35,000.00$35,000.005E3-05-L-PDFPDF文件输出打印控制模块 1$5,550.00 $5,550.00 6E3-FUD-SF-L系统功能设计模块1$1,8000.00$1,8000.007E3-TPD-SF-L系统拓扑设计模块1$1,2000.00$1,2000.008E3-TC7D-SF-LE3和TeamCenter系统接口模块（单个用户许可）1$1,2000.00$1,2000.009E.Redliner审核模块，可以对项目文件以红笔模式进行修改和批注1$8,700.00 $8,700.00 10E3-3D-L-UGE3.bridge XML Interface(机械三维接口）1$12,500.00 $12,500.00 11E3-RM-SF-LE3版本和项目管理模块1$28,500.00$28,500.0012E3-IF-SABER-SF-LE3.Sabe
