工业软件是工业制造的“大脑和神经”,驱动着现代工业高效发展。早在1994年,全球最大的双引擎宽体客机波音777正式下线,其诞生离不开工业软件的支撑。这个巨无霸有300万个大小零部件。在设计过程中,工程师们动用了2200台电脑,先用电脑把设计的东西模拟出来,再搬到生产车间。并且,还将发动机在内的100%的零部件进行了预装配。
工业软件的应用极大提升了工业制造的效率和质量。有数据显示,从1980年到2000年,工业软件的广泛使用让新车的生产周期缩短了10倍。
除了飞机,在汽车、建筑、机械、市政工程和工业设计等领域,都要用到工业软件。以北京奥运会主场馆鸟巢为例,它全部采用钢结构,因为工业软件的加持,才能让钢材保持既稳定又排列美观。
中国科协智能制造学会联合体智能制造研究所副所长林雪萍曾表示,如果把人工智能、制造业转型升级这些概念一层层扒开,最后剩下的就是工业软件。
在全球化和技术快速发展的今天,智能制造已成为传统产业升级的新质动力。它将人工智能、机器学习、大数据和云计算等数字技术融入制造过程,从而提高效率、降低成本和提升产品质量。
智能制造不仅是技术创新的体现,更是新质生产力的重要内容,是数字技术与制造业深度融合形成的新型生产方式。它也是我国新型工业化的主攻方向,更是提高我国制造业国际竞争力的重要举措。
而工业软件作为工业知识的载体,是推动制造业高质量发展的核心要素,是推进工业数字化转型的重要手段,也是智能制造的灵魂。
以嘉立创为代表的电子及机械产业链一站式服务商,从前端的电路板设计到后端的电路板智造,自主研发了由点到面的工业软件体系,为硬件创新发展提供了关键机遇。
在消费电子、汽车电子、工业仪器、医疗设备和航空航天等领域的上游,均离不开一项基础组件——PCB。它在硬件产品开发中占据着重要位置,被称为“电子产品之母”。
而PCB的设计,则离不开板级EDA软件。电子工程师需要设计原理图,进行布局,完成设计后才能开始PCB打样。板级EDA软件是创建电路原理图的必备工具之一,利用计算机完成原理图设计、PCB版图设计和PCB综合仿真等,可以极大提升电子工程师的设计效率。
嘉立创EDA
总部位于深圳的嘉立创,早在2017年就推出了自主研发的板级EDA——嘉立创EDA,集原理图设计、PCB设计和电路仿真于一体。针对不同用户群体的需求,分为“标准版”和“专业版”。其中,高校师生、电子爱好者等群体可通过标准版快速上手,300个器件以下的设计都可以实现;大中型企业和专业开发人员更适合专业版,5000个器件的设计规模均可流畅完成,复杂的设计需求还能通过重写整个PCB编辑器得以满足。
一家科创企业的创始人提及嘉立创EDA,“我是毕业后开始创业,在社交平台上搜索PCB设计教程时,发现很多UP主会采用嘉立创EDA作为例子,”他说到,“对于我这样的初学者来说,嘉立创提供了从PCB设计到制造再到贴片的一站式服务,让创业企业在打样和初期小批量生产方面节省了很多时间和精力,并且在稳定性上也有一定保证。”
“用嘉立创EDA画板,免费打样。和其他EDA比起来,嘉立创EDA更加轻量快捷,从画原理图到画器件,还是画PCB和画外壳,操作逻辑都相当得心应手,”一位物联网设备工程师也提到了自己使用嘉立创EDA的经历,“尤其是在设计阶段遇到一些难题时,可以通过嘉立创这个平台找到解答,这一点对我来说帮助非常大。”
基于云端开发的嘉立创EDA,简单易用,用户只需打开浏览器就能直接使用,无需安装。利用“云计算+EDA”模式,在线化提供EDA软件服务,不仅使设计工作摆脱物理环境制约,随时随地查看和修改自己的电路设计,还能避免因计算资源不足、流程管理等问题带来的研发风险。并且,团队多人协作也很便捷,这是传统板级EDA工具所无法比肩的优势。此外,嘉立创EDA还推出了离线版和私有部署版,在数据安全、存储空间和管理功能等层面满足企业的多样化需求。
作为电路板研发设计底座,嘉立创EDA工业软件受到了越来越多用户的认可,为培育硬件工程师创新生态提供了支撑。截至2024年6月末,嘉立创EDA工业软件的全球累计注册用户已突破448万人,促成设计硬件项目超3056万个,分别较2023年末增长14.87%、29.38%。
围绕PCB制造,嘉立创还自研了CAM软件,用于对PCB生产资料进行分析和处理。该软件包括数据处理和准备、设计规则检查、特征提取和分析,以及制造准备。它可以优化和验证PCB设计,确保其可制造性和质量,并提高生产的柔性化能力。依托PCB制造,嘉立创CAM经每年千万级订单持续验证,功能快速迭代,实现“生产实践反哺软件迭代升级”的良性循环。
此外,公司的下单系统集成了嘉立创EDA的数字仿真引擎和 DFM 检查引擎,可以实现 PCB 与PCBA 设计效果的仿真、预览、解析和查验,便于客户生产前对是否存在设计缺陷进行检查,而CAM 工具嵌入工程管理系统也让公司工程文件处理能力及生产效率显著提升。
更值得关注的是,在嘉立创一站式服务下,用户使用嘉立创EDA可以直接下单,实现PCB打样/SMT,或购买电子元器件。通过将工业软件和制造相结合,嘉立创构筑了高度柔性化、智能化和自动化的工程管理及生产制造体系,不仅高效组织生产要素之间的协作,快速响应客户的多样化需求,而且构建了智能制造的新能力,从而可以持续为客户提供“快交付、高品质、定制化、一站式”的产品和服务。
依托工业软件的支撑,无数硬件创新产品早已深入人们的生活。
每一次创新的背后都离不开无数试错,硬件产品更是如此。在量产前,工程师们往往需要在研发早期先设计几块电路板进行试验。但在这一环节,由于所用电路板的需求量一般较小,传统厂商碍于高额的产线开机费,更倾向于承接大批量订单,而工程师们的打样需求难以被满足。
另一方面,对于快速迭代的电子产品来说,打样的电路板如果出现任何问题无法使用,或者无法快速交付,都将影响后续产品的研发进度。
嘉立创智能拼板示意图
嘉立创在生产制造方面研发了“智能拼板算法”,实现个性化定制和规模化生产的结合,在一个大电路板上,将不同尺寸、要求各异的小电路板拼接在一起生产,然后根据订单需求进行切割,再交付给客户。这极大提高了生产效率,节省了时间,让嘉立创最快12小时即可完成出货。
此外,电路板要实现功能,还需要与之配套的电子元器件。为此,嘉立创成立了立创商城,以现货模式,快速高效满足客户的采购需求。一体化在线服务体系的打造,可以实现全交易流程线上追溯,将用户在物理世界的问题和需求转换到互联网上得以解决和实现,工程师们在家就能淘到需要的电子元器件。既方便快捷,又简单高效。
除了电路板设计、生产和电子元器件采购及PCBA外,嘉立创还提供了CNC、3D打印等服务,甚至定制外包装盒。通过在设计软件中增设下单窗口,满足用户从设计到生产的所有需求,各个环节均支持小批量和个性化定制。用户只需轻松勾选所需服务,就能满足从设计到生产的全部需求,实现从灵感到产品的落地。
基于此,工程师创新生态正在迸发新的活力,如中国科研团队打造的人机共融型生机电一体化假肢,在“第三届全球辅助技术竞赛”上夺冠;90后创业团队推出全球首款直驱自平衡轮足式机器人,于各类工业、矿山及化工等复杂环境中代人高危作业;国际知名工控企业推出面向深中通道东人工岛泵房控制与通风系统管理的PLC解决方案等等。
截至2024年6月末,嘉立创在线自助下单网站注册用户数已突破620万,较2023年底增长14.81%,覆盖工业控制、消费电子、网络通信、仪器仪表、生物医疗、汽车电子、航空航天等领域。