干货 | 达索系统3DEXPERIENCE平台三维模型轻量化处理方案大揭秘
近10年来，全球电子产品蓬勃发展，品种繁多且出货量大，制造复杂度也不断提升，数字化转型逐渐成为电子制造企业提高运营水平、迈向新增长模式的重要需求。
电子制造行业有特殊的关注点：
高精度要求：电子组件和电路板的尺寸通常非常小，对错误和缺陷非常敏感，因此电子制造需要极高的精度和质量控制，发现问题需要及时通知、及时修改。
复杂的上下游协作：电子产品通常由许多小型、精密的部件组成，这些部件可能来自全球各地的供应商，上下游协作在电子产品制造中极为关键。
小批量、多样性生产：随着个性化和定制化需求的增加，电子制造企业需要能够灵活应对小批量、多样性的生产需求。
数字化和智能制造：随着工业4.0的发展，电子制造业正逐步转向更加智能化和数字化的生产方式，以提高效率和适应性。
因此，电子制造行业的数字化转型挑战主要在协同工作方面，需要实现更高级别的智能化、整合复杂的供应链、应对快速变化的生产需求、确保产品的有效管理和协同工作。
本文将介绍基于达索系统3DEXPERIENCE平台的Altium Designer集成解决方案，以帮助加快电子产品设计开发。该方案提供了一种基于Altium Designer电子模型的设计方法：利用达索系统3DEXPERIENCE平台的多专业协同开发和数据共享协作能力，促进单一数据源元器件库的使用和并行的PCB设计过程，可减少设计中的工程变更，降低生产成本，协助企业突破成长，推动电子制造企业实现从传统到创新的管理转变，实现从传统制造向智能制造的新突破，加快电子制造企业数字化进程。
图. AD集成设计方案场景图
达索系统3DEXPERIENCE平台的Altium Designer Collaborative Designer角色可用于管理达索系统3DEXPERIENCE平台内的Altium Designer原理图、PCB Layout和电子元器件库。设计人员可用的功能包括管理变更、生成制造输出信息和设计重用，有助于多CAD产品定义的实时并行设计，确保产品的有效管理和协同工作。
电子元器件与库管理
在达索系统3DEXPERIENCE平台中，可以使用Library库管理电子元器件，电子元器件结构包括电子元器件的二维符号Symbol、元件封装Footprint和三维模型，在设计过程中，设计人员可以直接从平台实例化电子元器件。
1. 电子元器件同步
达索系统3DEXPERIENCE平台以单一数据源为设计人员提供了一个快速便捷的协同设计环境，每个电子元器件的信息从一开始创建时起，就放置到共享平台上，以供项目组的所有成员查看和利用，实现基于统一数据源，打通上下游数据通道，避免数据重复。
在进行电子设计前，需要将Altium Designer的元器件库导入达索系统3DEXPERIENCE平台，配置好资源环境，达到规范设计人员的设计行为，提高设计效率和设计质量的目的。在完成电子元器件同步后，该设计环境可满足多个项目的设计需求。
图. Altium Designer元器件导入达索系统3DEXPERIENCE平台的界面
图. 导入达索系统3DEXPERIENCE平台的电子元器件结构关系
达索系统3DEXPERIENCE平台 3DSearch面板可在安装了集成应用程序的Altium Designer软件菜单中打开。单击“放置”将选定的元器件以及所有相关的库对象下载到Altium Designer中。
图. 从达索系统3DEXPERIENCE平台中调取电子元器件示意
2. Library库数据管理
电子元器件库用于确保电子设计人员可以基于统一数据源进行项目设计，并通过库中不同的元器件分类，协助设计人员做出高效的元器件选择。
图. 达索系统3DEXPERIENCE平台中的Library库结构示意
电子设计协作
达索系统3DEXPERIENCE平台通过使用灵活的修订控制和安全的访问控制，来减少设计过程中可能发生的错误，确保设计人员都使用来自唯一数据源的最新产品数据，并通过确保整个电子设计的数据完整，减少返工和报废。
1. 多位设计人员并行工作
在Altium Designer中设计的原理图可以在达索系统3DEXPERIENCE平台中进行管理。多位设计人员可以同时处理一个PCB_Project中各自设计的原理图，每个图纸都可以通过选择进行保存，并基于其自身的成熟度状态进行修改。
图. 通过选择保存原理图示意
图. 多位设计人员可在同一PCB_Project下的不同图纸上并行工作
2. 变更管理
Altium Designer中设计的原理图可以直接从变更操作（Change Action，以下简称为CA）中打开。CA用于管理需要更改的对象的实现。CA可以根据变更单（Change Order）或变更请求（Change Request）生成或者手动创建。
通过变更评估（Change Assessment）打开关系资源管理器，可以查看其他对象是否受到影响、是否需要添加到CA中。通过管理电子设计数据并与其它电子设计用户共享，实现了达索系统3DEXPERIENCE平台中的设计协作、设计重用、审查和生命周期控制。
图. 从CA中打开原理图示意
在变更流程结束后，设计人员需要对设计数据进行迭代，更新调整后的数据。
在达索系统3DEXPERIENCE平台中，设计人员可以直接打开设计数据，对需要调整的数据升版，有效降低数据调整的频次，提升研发效率。
这正满足了协同设计的三个关键要素：
1）实时性：设计人员在达索系统3DEXPERIENCE平台内创建的数据可以被授予查看权限的用户实时查看，而并非传统的基于文件传输的数据模式，极大提升了协同设计传输数据效率。
2）准确性：设计人员都基于同一个产品结构创建数据和维护数据，更新后的数据可以自动更新到产品结构上，这样可以始终保持最新数据，有利于更好地协同设计。
3）唯一性：设计数据在达索系统3DEXPERIENCE平台内都是唯一的。
MCAD-ECAD协作
达索系统3DEXPERIENCE平台可以协助设计人员在项目的早期设计过程，将电子设计嵌入多CAD产品结构中，实现基于模型的设计方法和虚拟原型设计，从而发现设计问题、做出更符合实际情况的选择，并与采购、制造和供应商分享设计意图，做出好的决策。
1. 3D模型检查
将Altium Designer中设计好的PCBA结构共享到MCAD的3D模型中进行检查，减少设计过程中可能发生的错误。
电子设计的干涉检查等检查项，可以在达索系统3DEXPERIENCE平台的产品结构编辑器模块（Product Structure Editor）中执行。插入现有项（Insert Existing）功能可将Altium Designer同步的PCBA结构，添加到现有的产品结构中，形成异构数据。
图. PCBA结构查看示意
2. 横截面分析
通过产品结构编辑器模块（Product Structure Editor）中的横截面分析，可以更好地了解电子设计结构与其周围零件的干涉关系，从而提高产品设计质量。
图. 横截面分析示意
上下游协作
达索系统3DEXPERIENCE平台通过加快各专业设计人员与采购、制造人员之间的信息共享，缩短产品设计周期；还可连接包括ECAD库和数据库在内的业务系统之间的信息，减少对现有组件的搜索时间、增加对现有组件的重用，提升设计效率。
可以将Altium Designer中的电子设计文件上传至达索系统3DEXPERIENCE平台，如上传BOM文件，向设计人员提供制造商、供应商和产品成本信息，以进行电子元件信息的准确传递；上传Gerber文件，向制造人员提供准确的PCB制造和组装信息，以满足制造时间要求。
图. Altium Designer输出BOM文件挂载至达索系统3DEXPERIENCE平台示意
图. Altium Designer输出Gerber文件挂载至达索系统3DEXPERIENCE平台示意
图. Altium Designer输出制板文件挂载至达索系统3DEXPERIENCE平台示意
结束语
通过达索系统3DEXPERIENCE平台中的Altium Designer Collaborative Designer角色，电子与结构等各专业设计人员可以基于单一数据源的协同环境，实现多专业协同开发和数据共享、数据同步，整个产品生命周期的设计、仿真、制造数据都将被统一管理，也使电子产品设计过程准确、完善、充分。
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作为达索系统重要的合作伙伴，钛闻软件在中国拥有1300多家客户。这些客户长期使用达索系统从需求、设计、工艺、仿真到制造的全生命周期解决方案，总装机量超过16000多套。钛闻软件非常注重客户的实施服务和应用支持，紧扣客户需求，引入实践，让先进软件发挥出其价值。
