
一、核心设计工具
1. 机械设计与仿真
- SolidWorks
- 功能:三维建模、装配设计、工程图生成、运动仿真、有限元分析(Simulation 模块)。
- 优势:界面友好,非标自动化行业普及率超 60%,支持参数化设计和非标配件库(如米思米、怡合达)直接调用。
- 插件:迈迪工具集(批量重命名、BOM 表生成)、凯元工具(标准件库)。
- AutoCAD
- 功能:二维图纸绘制、布局设计、与三维软件数据互通。
- 场景:电气原理图辅助设计、方案草图快速输出。
- CATIA/Siemens NX
- 功能:复杂曲面建模、多体动力学仿真、数控编程。
- 行业:汽车模具、航空航天非标设备设计。
2. 电气与控制系统设计
- EPLAN
- 功能:电气原理图绘制、PLC 接线图生成、线束设计、项目协同。
- 优势:智能连接、宏功能(复用标准电路模块)、与 PLC 编程软件无缝集成。
- 技巧:使用 IEC/GB 标准符号库,自动生成部件清单和接线图。
- TIA Portal(西门子)
- 功能:S7 系列 PLC 编程、HMI 界面设计、运动控制算法开发。
- 场景:中小型非标设备逻辑控制,支持离线仿真和硬件调试。
3. 仿真与分析
- MATLAB/Simulink
- 功能:控制系统建模、PID 参数优化、硬件在环仿真(HIL)。
- 案例:协作机器人轨迹规划、伺服电机控制算法验证。
- ANSYS Workbench
- 功能:结构强度分析、热仿真、流体力学计算。
- 场景:非标设备机架应力测试、高速旋转部件振动分析。
二、自动化与编程工具
1. 工业机器人编程
- ABB RobotStudio
- 功能:离线编程、路径优化、虚拟调试。
- 优势:支持 AR 查看器(移动端实时预览工作站布局)、云端协作。
- ROS(机器人操作系统)
- 功能:多机器人协同控制、SLAM 导航、自定义驱动开发。
- 案例:AGV 调度系统、柔性生产线异构机器人通信。
2. 运动控制与数据采集
- TwinCAT(贝加莱)
- 功能:PLCopen 运动控制、多轴同步、机器视觉集成。
- 场景:高精度分拣设备、半导体晶圆搬运系统。
- LabVIEW
- 功能:数据采集、信号处理、测试系统开发。
- 优势:图形化编程,适合非专业程序员快速搭建自动化测试平台。
三、项目管理与协作
1. ERP 与生产管理
- 用友畅捷通非标装备 ERP
- 功能:订单管理、物料追踪、生产排程、成本核算。
- 优势:支持定制化 BOM 结构,适配多品种小批量生产模式。
2. 版本控制与文档管理
- SOLIDWORKS PDM
- 功能:设计数据存储、版本追踪、流程审批。
- 场景:大型非标项目团队协作,确保图纸一致性和可追溯性。
3. 敏捷开发与看板管理
- Jira/Worktile
- 功能:任务分配、进度跟踪、缺陷管理。
- 优势:Jira 适合复杂项目(如医疗设备合规性开发),Worktile 支持国产化需求。
四、行业工具与资源
1. 非标配件选型
- 米思米 / 怡合达
- 功能:标准件三维模型库(气缸、导轨、模组)、在线选型工具。
- 效率:直接调用模型至 SolidWorks,缩短设计周期。
2. 学习与社区支持
- 机械社区 / 工控网
- 资源:非标设计案例库、行业标准解读、软件技巧分享。
- 推荐:仿真秀平台的《非标机械设计 10 大学习平台》提供系统性学习路径。
3. 开源与新兴工具
- EDQPF 框架
- 功能:基于 Qt 的插件化开发框架,支持视觉检测、运动控制流程编辑。
- 优势:快速搭建非标设备应用软件,减少重复开发。
- FreeCAD
- 功能:开源三维 CAD,适合预算有限的初创企业或教育机构。
- 局限:复杂曲面建模能力弱于 SolidWorks。
五、选型建议与趋势
- 按行业需求选择:
- 3C 电子:优先 SolidWorks(快速迭代)+ TwinCAT(高速运动控制)。
- 汽车制造:CATIA(曲面精度)+ Siemens NX(工艺集成)。
- 医疗设备:SolidWorks(合规设计)+ Jira(FDA 文档管理)。
- 关注技术融合:
- 云协作:Onshape(云端 CAD)、RobotStudio 云端版(远程调试)。
- AI 辅助设计:Autodesk Fusion 360(拓扑优化)、SimScale(云端仿真)。
- 降低成本策略:
- 开源替代:用 FreeCAD 替代 SolidWorks 进行简单建模,用 ROS 替代商业机器人系统。
- 轻量化工具:用 Excel 或 Python 脚本替代专业仿真软件进行初步计算。
通过合理组合上述工具,可覆盖非标设计从概念到落地的全流程。建议根据项目复杂度、团队技术栈及预算灵活选择,并关注工业软件国产化趋势(如中望 3D、华天软件)。
