非标自动化设备电气设计标准化流程构建与实践

引言：

随着工业自动化技术的飞速发展，非标自动化设备在各行业得到越来越广泛的应用。作为实现设备自动化控制的核心，电气设计在非标自动化设备研制过程中举足轻重，高质量、高效率的电气设计不仅关系到设备的性能与可靠性，更关乎项目进度与成本控制，由于非标自动化设备专用性强、技术要求高，其电气设计普遍存在标准化程度不高、流程不规范、设计效率低下等问题，已成为制约行业发展的瓶颈，

一、非标自动化设备电气设计现状

非标自动化设备是根据客户的特定工艺需求，采用自动化技术手段研制的专用设备与标准化产品相比，非标自动化设备具有小批量、多品种、定制化等特点，对电气设计提出了更高要求。非标自动化设备电气设计主要是设计标准化程度不高，由于客户需求差异大设计人员往往从零开始设计，缺乏统一的设计规范和标准，导致设计质量参差不齐，设计流程不规范，多数企业尚未建立完善的电气设计流程，设计过程随意性大，沟通协调不畅，各环节衔接不够紧密，影响设计进度。设计效率有待提高，设计人员经验不足，对常用电气元件、电路的选型、布局缺乏系统认识，难快速完成设计任务，设计效率低下设计工具需优化，设计工作仍以手工绘图为主，设计工具功能单一，无法满足模块化、参数化设计要求，制约了设计效率的提升。

二、非标自动化设备电气设计标准化流程构建

（一）建立标准化设计流程体系

构建非标自动化设备电气设计标准化流程的首要任务，是建立一套科学完善的标准化设计流程体系。这一体系应涵盖电气设计的各个阶段和关键环节，明确各环节的输入、输出和责任主体，协调各部门之间的工作界面，形成规范统一、相互衔接的设计流程。非标自动化设备电气设计是接收客户需求，销售、项目等部门与客户沟通，明确设备技术参数、工艺要求、交付周期等关键需求，形成设计任务书，方案设计电气工程师根据任务书要求，综合考虑技术可行性、经济性、可靠性等因素，编制电气设计方案，包括系统拓扑、关键器件选型、安全防护等内容，初步设计经方案评审通过后，绘制电气原理图，开展布局布线设计、元器件选型，形成设备电气设计图[1]。

（二）制定电气设计规范与标准

标准化流程是非标自动化设备电气设计规范化的重要前提，而要真正实现电气设计标准化，还必须进一步细化和量化电气设计的技术要求，制定统一的电气设计规范与标准。设计规范是指导和规范电气设计活动的纲领性文件，对各设计环节及其结果提出明确要求，设计标准则是对关键技术参数、通用电路、常用器件选型等作出统一规定的技术文件，二者相辅相成，共同构成非标自动化设备电气设计标准化的技术支撑。就设计规范而言，应重点明确各设计阶段的任务目标、人员组成、活动时限等，实现流程的量化管理，规范设计文件的编制依据、内容构成、编号规则、表达方式等，确保文件表述清晰、内容完整，细化设计输入输出的具体要求，包括需求文件、设计方案、电气图纸、出厂资料等的标准格式和内容要求。

三、非标自动化设备电气设计标准化流程实践

（一）标准化流程在项目中的应用

标准化设计流程和规范标准的构建，最终要落实到具体工程项目的实践中。这就要求在开展非标自动化设备电气设计时，严格按照标准化流程组织实施，将设计规范和标准贯彻到设计活动全过程。在项目实施过程中要严格执行标准化流程的各项要求，设计输入阶段项目组要主动与客户沟通，全面了解工艺需求，明确设备功能、参数等关键指标，形成完整的设计任务书。方案设计阶段电气工程师应优先采用标准电路、标准元件，减少重复设计，提高设计复用率，详细设计阶段要严格执行设计规范，规范图纸设计、文件编制，确保设计文件的规范性和一致性，设计验证环节，要通过多种方式，严把设计质量关，及时发现和消除设计缺陷，在设计变更过程中，必须严格履行变更程序，编制设计变更通知单，组织论证和批准，确保变更可追溯 [2]。

（二）标准化设计工具的使用与优化

高效的设计工具是提高非标自动化设备电气设计效率的重要手段。随着计算机辅助设计、产品数据管理等现代设计技术的发展，电气设计呈现出参数化、模块化、数字化的趋势为适应这一趋势，必须在标准化设计流程中充分运用现代设计工具，并结合工程实践不断优化，以进一步提升电气设计效率和质量。就设计工具的选择而言，应重点关注电气 CAD，可选用 AutoCAD Electrical、EPLAN 等专业电气设计软件，实现电气原理图、接线图的参数化绘制，提高出图效率，产品数据管理系统，利用 PDM 系统对电气设计 BOM、技术文档等进行统一管理，加强设计过程控制和数据追溯。电气仿真分析工具，采用Multisim、PowerSIM 等仿真软件，对电气控制系统进行建模仿真，优化系统性能，提高设计质量，设计知识库，开发设计知识管理系统，集成标准电路库、标准元件库等设计资源，方便设计人员快速检索和调用虚拟调试工具，利用虚拟仿真、VR/AR 等技术手段，开展设备虚拟调试缩短调试周期降低调试成本。

结语

非标自动化设备是推动工业转型升级的重要装备，其电气设计水平在很大程度上决定了设备的性能、质量和创新能力。推进非标自动化设备电气设计标准化，构建规范化的设计流程，对于提升电气设计效率和质量增强自动化设备的可靠性和先进性具有重要意义，这需要设计企业审时度势，与时俱进，积极探索符合自身特点的标准化设计路径。

参考文献：

[1] 王吉龙 ， 纪元 . 建筑水电安装工程质量通病防治措施及技术创新策略[J]. 安家 ，2023，（3）：0148-0150.

[2] 荣俊香 . 智能建筑中的电气自动化系统设计 [J]. 电子技术 （ 上海 ），2025，54（02）：419-421.