基于Eplan Platform的大批量定制化电梯图纸自动生成系统

1前言

蒂升电梯公司前身为蒂森电梯有限公司，曾隶属于世界五百强企业蒂森克虏伯集团。 2020年8月，随着蒂森克虏伯集团出售电梯业务交易完成，安宏国际及盛峰资本成为蒂森克虏伯电梯新的所有者，蒂森克虏伯电梯作为一家独立的公司迈入新纪元。2021年2月，蒂森克虏伯电梯品牌升级为公司。2021年4月中国区公司名称由“蒂森电梯有限公司”变更为“蒂升电梯（中国）有限公司。

公司拥有50,000多名优秀员工，客户遍布100多个国家，分布于全球的1000个业务点形成了广泛的销售和服务网络，在全球范围内提供客户服务。 全球25000 多名技术人员，可为多种品牌提供服务。与此同时，蒂升的更新改造业务也至关重要。 其解决方案可延长客户设备的使用寿命，增强安全性能、提高能源效率、优化客流处理能力、增加价值回报。 在新梯领域，从面向低层住宅楼宇的标准化电梯到适用于现代高层建筑的定制化解决方案，蒂升的产品系列都有覆盖。 此外，其产品系列还包括自动扶梯、自动人行步道、旅客登机桥、无障碍电梯和升降平台， 以及基于云平台的维保解决方案，如业内首个预测性维保解决方案MAX平台，可满足楼宇交通运输的各类需求。

电梯行业产品具有高度的定制化需求

蒂升电梯1995年进入中国，随着业务和生产能力的快速增长，在全国有约10,000名员工，三个生产基地和遍布全国的运营网络。公司以百年积累的创新经验、精益求精的工匠精神以及严苛的德国设计及制造标准，打造安全可靠、性能卓越、绿色节能的电扶梯产品，还可以根据不同项目情况进行高度定制化设计，满足客户的多样化需求。公司愿景是致力于成为业界领先并以人为本的服务品牌。随时随地，无处不在。

在全球经济复杂多变的环境下，制造企业面临诸多挑战，如生产成本上涨、劳动力短缺、个性化需求增加、产品生命周期缩短及环保要求提升。为应对这些挑战并解决传统制造模式面临的种种问题，通过数字技术，企业可以优化生产流程、降低成本、提升产品质量，快速响应市场需求，并实现个性化定制和绿色制造。

在装备制造业，研发设计的数字化转型至关重要，通过计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）和产品配置工具（EEC）能实现定制化图纸全自动生成。大幅提升工厂运营效率并提升产品质量，帮助企业应对人力成本上升和产品同质化的激烈竞争，从而建立竞争优势。

2背景

2.1电梯行业产品特点

电梯行业产品具有高度定制化生产需求的特点，源于建筑的多样性以及众多的选配功能。建筑的提升高度会影响井道设备电源功率的配置，楼层数会影响安全回路中门锁开关的配置，楼层间距可能会影响位置系统的配置，前后门会影响门机系统和呼梯系统的配置，建筑内人流量的情况会影响电梯的载重和速度的选择。一个电梯产品包含超过100个选配功能，来满足可会的个性化需求。综合上述的配置变化，一个电梯产品有大约3.5×1035种变化，所以电梯行业一直是大批量定制化生产的状态，但是用于生产和安装的图纸数据并没有实现定制化，提供给工厂和供应商的图纸是通用的全功能配置图纸，需要工厂和供应商根据订单去解读并转化图纸，将全功能配置图纸转化为基于订单的图纸再进行生产。这极大的影响了工厂运营效率以及工地安装和故障诊断的效率。

2.2当前面临的问题和痛点

(1)全功能配置原理图解读困难，人工解读易出错，耗费工时多。

(2)海外订单要求提供定制化原理图，工厂需要将全功能配置原理图转化为定制化原理图，耗费工厂大量工时。

(3)供应商建立产品配置系统应对定制化生产，投入巨大，后期诸多维护工作，一旦与主机厂数据位同步，便会出现质量问题。

(4)产品开发基于标准化设计开发，许多选配功能不能包含，造成工厂较多订单需要进行非标设计增加产品成本和交期

(5)工地调式电梯运行需查看原理图，全功能配置原理图给工地人员造成极大的困扰，需过滤掉许多与该订单无关的内容，来确认系统的接线原理，极大的影响了检查和解决问题的效率。

(6)非参数化设计随着电梯功能的增加，头层物料号成指数级增加，造成极大的后期维护以及产品拓展的工作量。

3项目目标

项目要实现从销售到工厂的制造数据全流程自动化，并满足大批量定制化产品生产需求，如下图：

图表 1 

具体内容如下：

(1)销售公司确认好订单参数以及现场土建参数（需多为工程师系统完成），将参数全部录入到CPA系统（销售系统）。

(2)CPA系统将这些参数传递给SAP系统

(3)SAP将销售参数转换为工程参数，工厂合同工程部门审核工程参数准确性

(4)审核完成将参数通过SAP系统发布给工厂

(5)同时SAP生成参数给到定制化图纸自动生成系统

(6)定制化图纸和相关数据生成后发布给工厂和供应商用于生产

4项目需求

4.1定制化图纸自动生成系统需包含下面关键特性：

(1)订单参数和工程参数自动导入

(2)自动生成定制化电气系统原理图

(3)自动生成定制化系统头层物料BOM

(4)自动生成定制化控制柜BOM和接线表（包含线束长度）

(5)自动生成定制化轿顶箱BOM和接线表（包含线束长度）

(6)自动生成定制化底坑箱BOM和接线表（包含线束长度）

(7)自动生成定制化系统电缆清单包含电缆长度

(8)自动生成定制化PCB软件版本汇总表

(9)自动生成定制化电梯配置信息表单

(10)自动生成图纸目录

(11)自动生成设备标识符汇总表

(12)自动生成PCB总览

(13)自动生成电气系统原理图二维码，用于替代纸质原理图

4.2项目需使用Eplan平台如下工具：

(1)Eplan Electric P8

(2)Eplan Pro Panel

(3)Eplan Engineering Configuration

5Eplan平台介绍

Eplan 平台在这一背景下，提供了一套全面而有效的工具和方法，帮助公司 实现了从销售到工厂的制造数据全流程自动化，并满足大批量定制化产品生产需求。

Eplan 提供了一套全面的高效工程软件平台，旨在覆盖公司工程项目的各个阶段，从电气原理设计，再到三维机柜设计、整机布线设计，直至配置化自动出图。Eplan支持从虚拟数字样机的创建到跨学科系统对接等多个环节，确保了机电协同工作的高效性。同时，平台通过配置化设计，实现了图纸标准化、功能模块化和参数配置化，优化了设计与生产之间的衔接。企业能够在保持高质量产品输出的同时，显著提升资源利用效率。

公司需求Eplan Platform工具

原理图设计，原理图宏项目开发Eplan Electric P8

箱柜布局设计，箱柜布线设计Eplan Pro Panel

配置模型设计Eplan Engineering Configuration

5.1Eplan Electric P8

Eplan Electric P8（P8）电气原理设计工具为电气工程的逻辑设计提供了强大的支持，其智能化的功能，可以自动实现，连线、编号、翻译、检查等设计。该软件允许电气工程师和设计师创建电气单线和多线原理图、接线图、二维面板布局和其他电气控制系统的设计、施工和维护所需的文件。它还为项目管理、多用户管理、修订管理和自动生成报告（如材料清单（BOM）、电线清单、电缆图、I/O清单等）提供广泛的工具。Eplan Electric P8 的宏技术和宏项目功能极大地提升了电气工程设计的效率和标准化。宏技术允许用户创建可重复使用的对象或组件集合（即宏），这些宏可以在不同项目中多次应用，包含从单个元件到复杂设备组合乃至完整的控制柜布局。通过使用宏，工程师能够节省时间、保持设计一致性、提高质量，并简化修改过程。宏项目则是一个专门用于管理和存储这些宏的独立项目，支持集中管理和版本控制，便于团队成员共享标准宏，促进协作与灵活性。宏项目与主项目紧密结合但又保持相对独立，确保宏可以在不影响现有设计的情况下进行开发和测试。Eplan Electric P8 的宏技术和宏项目为工程师提供了强大的工具，以提升工作效率、保证设计的一致性和高质量，并更好地满足特定项目需求。

5.2Eplan Pro Panel

Eplan Pro Panel（Pro Panel）是一款专为控制柜设计和制造的专业软件。通过提供三维数字化设计环境，Eplan Pro Panel使设计师能够在虚拟空间中精确规划控制柜的布线路径和组件布局。这种虚拟化的设计方法，不仅能够自动计算导线长度，还能识别最优路径，从而最大限度地减少布线过程中的误差和返工。这一切大幅度提升了布线效率，优化了生产流程。相较于传统的二维电路图设计，Eplan Pro Panel以模型视图和导线列表的形式呈现布线信息，减少了对操作人员专业知识的依赖，提高了工作效率。

5.3EEC

Eplan Engineering Configuration（EEC）工程配置是一个用于配置和自动化工程流程的软件工具。通过简化设计和配置流程，减少了复杂系统开发所需的时间和精力。它确保了所有项目设计配置的一致性，降低了错误率，并支持从简单到复杂的各类项目规模的无缝扩展。EEC的灵活性使得工程师能够根据项目需求的变化快速调整配置，无需重新开始，同时促进了团队、供应商及客户之间的协作，改善沟通，减少延误。此外，它还通过优化设计流程、减少返工和提高效率来降低成本，并推动使用工业标准组件，降低对定制设计的依赖，增强系统间的互操作性。综上所述，EEC为工程师提供了一套强大的工具，增强了工程流程的设计、配置和自动化能力，实现了更高的效率、一致性和协作水平，同时有效控制成本并提升项目质量。

6项目具体方案实施

6.1方案整体框架

EEC开发出配置模型，该模型中配置逻辑可以依据由SAP输入的参数，抓取合适的原理图宏文件，并将这些被抓取的宏文件组合成一套完整的定制化原理图，然后利用Eplan API 执行自动生成报表，按要求排列页码，并导出PDF图纸。如下图：

图表 2

6.2项目开发具体内容

6.2.1原理图数据架构设计

原理图基本数据架构如下，用于宏项目开发和EEC配置逻辑开发的基础：

图表 3（未展开）

图表 4（完全展开）

6.2.2原理图宏项目开发

基于上图数据架构，利用Eplan Electric P8开发原理图宏项目，将全功能配置原理图转化为模块化的宏项目原理图，并生成相应的宏文件，用于EEC配置逻辑调用，生成点定制化原理图。

图表 5 宏项目结构

6.2.3Eplan部件库建立

收集项目中所用到的所有部件，将其全部建如Eplan部件库，总过包括1756的部件，所有部件包含7级数据。

支持宏项目开发，并作为BOM 和Pro Panel 箱柜设计的基础数据。

图表 6 部件库总览

6.2.4Eplan主数据设计

设计项目中将会用到所有报表模板，包块：

(1)原理图图框

(2)原理图封面

(3)目录模板

(4)设备标识总览模板

(5)头层物料BOM模板

(6)箱柜BOM模板

(7)连接列表模板

(8)电缆总览模板

6.2.5箱柜布局布线设计

利用Pro Panel 设计控制柜，轿顶柜，底坑柜布局和布线路径

6.2.6原理图配置模型开发

原理图配置模型开发是个极其复杂的过程，主要内容如下：

(1)创建EEC library，如图表 7

(2)依据6.2.1内容在EEC library中建立原理图数级架构

(3)依据SAP中参数创建EEC的参数用于与SAP对接

(4)将6.2.2中生成的宏文件加载到EEC library中，并产生对应的ECAD对象

(5)将ECAD对象分配到对应的原理图数据架构模块中

(6)创建EEC Project，如图标 8

(7)针对需要变化的模块编写配置逻辑

(8)开发参数录入UI用于图纸生成测试，如图表 9 UI

图表 7 Library

图表 8 Project

图表 9 UI

7项目收益

基于Eplan平台的大批量定制化图纸自动生成系统与SAP系统的无缝集成，实现了从销售端到制造端全流程自动化数据传递和转化的新里程碑。该系统接收来自SAP的订单参数，自动根据这些参数生成定制化的原理图、电气柜总装图、物料清单（BOM）以及详细的电气柜接线工艺指导等关键制造文档，整个过程完全自动化，大幅减少了对人力资源的依赖，同时显著提高了数据的质量和一致性，减少了因人工操作而可能产生的错误。单个订单可以节约25.5个工时，对于大批量生产的情况下将对公司带来巨大的价值。

应用该系统前后的制造数据流对比如下图：

图表 10 制造数据流

通过SAP与Eplan之间的直接数据交换，确保了所有必要的制造信息能够迅速准确地从销售端传达到制造端，消除了传统手工输入带来的延迟和潜在误差。这一创新不仅支持高度个性化的产品设计，保持高效的生产节奏，而且优化了资源利用，使相关人员可以从繁琐的手工制图和数据处理工作中解脱出来，专注于更具价值的任务。此外，它还增强了制造商和供应商之间的协作能力，促进了双方的沟通和合作，有助于加快项目进度并提高整体工作效率。最终，这不仅代表了制造业数字化转型的重要一步，也为客户带来了更高质量、更准时交付的产品和服务体验，提升了企业的市场竞争力。实现了电梯行业定制化产品从订单到生产的全链条自动化，为提升企业竞争力提供了强有力的技术支撑。这不仅代表了制造业数字化转型的一个重要里程碑，也为客户带来了更高质量、更准时交付的产品和服务体验。

ATHORS

陈健：蒂升电梯（上海）有限公司，主任电气工程师

葛昕：易盼软件（上海）有限公司，咨询顾问