随着工业自动化、智能电网等领域的快速发展，电气成套设备的集成度越来越高，对电缆桥架等金属结构件与电气设备的匹配性提出了严苛要求。宁波信杰电缆桥架有限公司作为专注于电缆桥架及配套金属结构件研发、生产的企业，其产品广泛应用于工业厂房、电力工程、智能建筑等场景。

当前行业内普遍采用“金属结构件与电气设备分开设计”的传统模式，存在诸多痛点：一是设计流程脱节，金属结构件设计难以精准匹配电气设备的安装需求，易出现空间布局冲突，导致后期施工返工率高；二是性能耦合考虑不足，金属结构件的承载能力、散热适配性与电气设备的运行性能未形成协同优化，可能引发结构稳定性不足、设备散热不畅等问题；三是设计效率低下，传统二维设计或单一三维设计工具无法实现多专业协同，设计周期长，难以快速响应客户定制化需求。

开发金属结构件与电气设备的协同设计工具，实现两者的同步设计、空间布局优化及性能耦合分析，能够大幅提升设计效率、降低施工返工率、保障产品整体性能，是企业突破发展瓶颈、提升市场竞争力的关键。基于此，企业亟需开展相关技术研发工作。

（1）多专业数据交互与兼容难题：需解决金属结构件设计数据（如尺寸、材质、承载参数）与电气设备设计数据（如安装尺寸、功率、散热需求）的格式统一与实时交互问题，实现不同设计软件（如CAD、CAE）的数据无缝对接，避免数据丢失或格式错乱。

（2）空间布局优化算法研发难题：需研发适配复杂场景的空间布局优化算法，结合金属结构件与电气设备的尺寸参数、安装要求、运维空间需求等多约束条件，实现自动布局规划与冲突预警；同时需提升算法运算效率，满足定制化设计的快速响应需求。

（3）性能耦合分析模型构建难题：需构建金属结构件与电气设备的性能耦合分析模型，精准关联两者的力学性能（如承载强度、抗震性）与电气性能（如散热效率、电磁兼容性），实现设计过程中性能的同步仿真与优化，避免单一性能优化导致整体性能失衡。

（4）工具易用性与适配性难题：设计工具需适配企业现有设计团队的操作习惯，具备简洁的操作界面与便捷的参数调整功能；同时需兼容不同类型电缆桥架、电气设备的设计需求，提升工具的通用性与扩展性。

（5）设计与生产协同难题：需实现协同设计工具与企业生产系统的数据对接，确保设计方案能够直接适配生产工艺（如折弯、焊接、喷涂），解决设计方案与生产实际脱节的问题，提升设计成果向生产转化的效率。

（1）技术储备：企业已组建由机械结构设计、电气技术、生产工艺等领域专业人才组成的研发团队，具备电缆桥架及金属结构件的核心设计与生产技术；通过前期调研，已系统梳理行业内传统设计模式的痛点，明确了协同设计工具的核心功能需求，完成了初步的技术方案框架设计，积累了大量金属结构件与电气设备的设计参数及性能测试数据。

（2）设备基础：已购置主流的二维/三维设计软件、结构力学仿真软件、电气性能分析工具及基础的实验检测设备，能够满足前期核心算法验证、数据积累及初步软件开发需求；企业拥有完善的电缆桥架生产流水线，具备设计成果产业化转化的生产基础。

（3）市场与资源积累：已完成行业内协同设计技术的市场调研，明确了工具的市场应用前景；与多家电气设备企业、工业厂房建设单位建立了长期合作关系，可提供定制化设计需求反馈及实地应用验证场景；同时与相关高校开展了初步技术交流，具备产学研合作的良好基础。

（1）技术目标：开发出金属结构件与电气设备协同设计工具，实现多专业数据无缝交互（兼容主流设计软件格式）；空间布局优化算法响应时间≤10s，布局冲突预警准确率≥99%；构建完成性能耦合分析模型，能够精准预测结构承载与设备散热的耦合关系，分析误差≤5%；工具支持至少3种主流电缆桥架类型与10种以上常见电气设备的协同设计。

（2）生产目标：实现协同设计工具与企业生产系统的精准对接，设计方案向生产工艺的转化效率提升40%以上；基于工具设计的产品施工返工率降低至3%以下；形成标准化的设计-生产协同流程，保障批量生产的产品质量稳定性，生产合格率≥98.5%。

（3）成果目标：获得相关核心技术发明专利3 - 5项（含发明专利至少2项）、软件著作权2 - 3项；形成完整的技术研发报告、软件操作手册、生产协同流程文件及产品检测标准；将协同设计工具成功应用于企业核心电缆桥架产品的定制化设计，实现至少5个典型项目的落地应用。

（1）技术文档：包括金属结构件与电气设备协同设计工具研发报告、核心算法设计文档、软件需求规格说明书、软件操作手册、设计-生产协同流程文件、产品性能检测标准及方法、专利与软件著作权申请文件等。

（2）实物成果：协同设计工具软件安装包（含客户端与服务器端）、工具验证用设计案例集、适配生产系统的数据接口模块及测试工装。

（3）知识产权：围绕协同设计工具获得的发明专利、实用新型专利、软件著作权等知识产权证书。

（4）应用成果：协同设计工具的应用验证报告（含数据交互效率、布局优化效果、性能耦合分析精度等测试数据）；典型项目落地应用案例报告、设计-生产协同效率提升验证报告。