分析对MBD的认识

分析对MBD的认识
MBD，基于模型的定义(Model Based Definition)弥合了三维模型直接用于制造的间隙。

实际上，MBD是一种基于3D的产品数字化标注技术，它采用三维数字化模型对产品数字化信息的完整描述，如：
●对三维空间实体模型的尺寸、几何形状、公差、注释的标注。

●对产品的非几何信息进行标注（产品物理特征、制造特征、数据管理特征、状态特征的属性）和零件表的描述。

非几何信息定义在“规范树”上。

MBD是产品设计技术的重大进步：
●在三维模型上用简明直接的方式加入了产品的制造信息，进一步实现了CAD到CAM（加工、装配、测量、检测）的集成，为彻底取消二维图纸创造了可能
●定义了非几何信息（包括BOM）
●是数字化和结构化的。

给制造管理系统的数字化创造了条件！
●为并行工程创造信息并行和共享的基础！
●部分零件可以直接进入制造，成倍的减少NC编程时间
目前MBD已经相对成熟。

美国制造工程师协会与2003年发布了“数字化产品定义数据实践ASME Y14.42-2003” 各个CAD软件（CATIA，SIMENS，PTC）都对ASME Y14.41标准支持。

波音等航空制造商制订自己的3D开发标准，与CATIA、Delimia 软件集成，
在产品中应用，众多的二级供应商和伙伴也制订自己的3D开发标准开始应用。

工程定义
为实现贯穿于飞机全生命周期的三维数字化制造技术，以集成的三维数字化模型替代二维工程图纸成为唯一制造依据的本质，建立了三维数字化设计制造一体化集成应用体系，真正达到无图纸、无纸质工作指令的三维数字化集成制造。

当前，我国航空制造业的数字化技术发展迅猛，三维数字化设计技术和数字化样机技术得到了深入应用。

同时，随着计算机和数控加工技术的发展，传统以模拟量传递的实物标工协调法被数字量传递为基础的数字化协调法代替，缩短了型号研制周期，提高了产品质量。

但是，在当前我国的三维数字化模型并没有贯穿于整个飞机数字化制造过程中，二维数字化模型依然是飞机制造过程的主要依据。

因此，在制造过程中需要把三维数字化模型转化为二维数字化模型，并把二维数字化模型输出形成纸质工程图纸作为指导生产的依据。

数据模型
通过图形和文字表达的方式，直接地或通过引用间接地揭示了一个物料项的物理和功能需求。

MBD模型分为装配与零件模型，其组织定义如图1所示。

MBD零件模型由以简单几何元素构成的、用图形方式表达的设计模型和以文字表达的注释、属性数据组成。

MBD装
配模型则由一系列MBD零件模型组成的装配零件列表加上以文字表达的注释和属性数据组成。

零件设计模型以三维方式描述了产品几何形状信息，属性数据表达了产品的原材料规范、分析数据、测试需求等产品内置信息；而注释数据包含了产品尺寸与公差范围、制造工艺和精度要求等生产必须的工艺约束信息。

工业用语
功能
MBD使用一个集成化的三维数字化实体模型表达了完整的产品定义信息，成为制造过程中的唯一依据。

MBD三维数字化产品定义技术不仅使产品的设计方式发生了根本变化，不再需要生成和维护二维工程图纸，而且它对企业管理及设计下游的活动，包括工艺规划、车间生产等产生重大影响，引起了数字化制造技术的重大变革，真正开启了三维数字化制造时代。

采用MBD技术，将彻底改变飞机产品数据定义、生成、授权与传递的制造模式，实现三维数字化产品定义、三维数字化工艺开发和三维数字化数据应用，形成一个完整的、基于MBD的三维数字化制造技术应用体系。

进步性
在该应用体系中，通过建立基于MBD的数字化协调规范和数字化定义规范，采用三维建模系统进行数字化产品定义，建立起满足协
调要求的飞机全机级三维数字样机和三维工装模型，进行三维数字化预装配。

工艺人员在工艺设计规范的指导下，直接依据三维实体模型开展三维工艺开发工作，改变了以往同时依据二维工程图纸和三维实体模型来设计产品装配工艺和零件加工工艺的做法。

依据数字化装配工艺流程，建立起三维数字化装配工艺模型，通过数字化虚拟装配环境对装配工艺过程进行数字化模拟仿真，在工艺工作进行的同时及飞机产品实物装配之前，进行制造工艺活动的虚拟装配验证，确认工艺操作过程准确无误后再将装配工艺授权发放，进行现场使用和实物装配。

在数字化装配工艺模拟仿真过程中生成装配操作过程的三维工艺图解和多媒体动画数据，建立起三维数字化工艺数据，为三维数字化工艺现场应用提供数据。

根据产品开发规范和数据组织规范，所有产品工程设计、工艺设计、工装设计制造等开发过程及其产生的工程数据、工艺数据、工装数据通过PLM系统实现全生命周期管理。

基于MBD的数字化制造技术达到了全机100%的三维数字化产品定义、数字化预装配、数字化工装设计，同时使三维工艺设计及三维数据可视化应用成为现实。

工艺应用
在MBD制造模式下，三维数字化工程、工装和工艺数据完全替代了二维工程图纸和纸质工艺指令，成为对工人进行技术培训的多媒体资料，以及在生产现场指导工人工作的技术依据。

因此，需要建立面向三维产品数据的生产现场可视化应用系统，以工艺活动为中心，
将三维产品工程数据、三维工装资源数据、操作过程工艺图解和操作动画组织起来，通过网络将三维数据传递到生产现场的数字化应用终端，实现无纸化生产现场的目标。

通过数字化应用终端，操作人员能够浏览产品制造工艺数据和工艺图解，观看产品的制造过程动画；同时，通过工艺数据中建立的工程与工装数据链接，可以浏览三维工程和工装数据，并下载操作相关的工艺参数。

数据管理
采用MBD技术后，不用生成和维护二维工程图纸，减少了设计工作量，简化了管理过程；同时，通过三维数字化工艺开发，生成操作过程动画、工艺图解及工艺规程等工艺数据。

因此，在MBD制造模式下，产品工艺数据的形式与类型发生了很大的变化，需要通过以零部件对象为中心把所有的产品设计数据（如几何模型、原材料等）、工艺数据（如工艺规程、工艺操作动画、工艺图解等）和生产数据（如执行参数、供应商等）组织在BOM结构树上。

同时，在MBD数据组织模式中，某工艺相关的操作动画、工艺图解和工艺参数与其工艺规程数据具有关联关系，它们归属于该工艺规程数据，并保持版本等信息的整体一致。