航空及车辆MBD技术介绍

工艺规划
工艺设计
生产准备
情报 档案馆
CPC/ PDM 平台上 发放数
据
启动数 据的二 次发放
制工部
总工艺 方案规
划
质量 管理部
项目 运营部
发展 规划部
8K/12K
物流
编制 MBOM
33-68 合作伙伴…...
TDR/ TO
工装流程…...
组件FO
编制 AO
编制 MPR
审核 接收、发 放、跟踪 AO/ AAO/FO 确定工时
21 21
知识产权
建模比例
建模标准
尺寸单位22 22 Nhomakorabea加工注意事项
加工精度
通用公差
23 23
旗注标识
旗 注 描 述
24 24
捕获视图
25 25
工艺衍生模型
应用MBD技术后，不仅产品定义形式上发生了 转变，同时企业工作模式以及数据传递管理模式也 发生了改变。需要在MBD设计模型的基础上创建工 艺衍生模型，增加必要的工艺信息。值得注意的是， 工艺衍生模型必须与设计模型严格区分，确保产品 设计模型在工艺设计环节不被修改。
34 34
工艺衍生模型
按文件组织形式分类
➢三维轻量化模型 ➢二维截图 ➢捕捉 ➢二维简图
截图不同于二维工程图，它只 是将零件的一个局部或者整体 进行截图，以一种图片的形式 进行传递，该截图中仍然截取 的是三维模型，虽说这只是一 个平面的图片，但是可以充分 的让读者明白所表达的信息， 二维截图在模型不是特别复杂 时或者标注信息不是特别多时 可以选用。
义
三维方式的产品形状,二维图纸的部分形状和注释
三维形状与二维注释之间的数字连接
M B
3D 独立模型（新一代产品定义技术） 三维方式的产品形状以及包含制造特征在内的三
D
维注释标注
44
MBD技术的特征
MBD数据集应包括精确的实体模型、3维尺寸标注、 注释和公差标注等信息来完整定义一个产品的所有要 求。 （MBD数据集集成了原来见于传统图纸上的公差、标志 和“文本”类的信息，并依靠一系列的标准规范将这 些信息集成在3维的CAD模型中）
10 10
MBD设计模型—全三维定义的方法、 规范
虽然三维模型包含了二维图纸所不具备的（详细准 确的）形状信息，但是，以前的三维数模中不包括几 何公差、尺寸公差、表面粗糙度、材质、热处理和表 面处理方法、润滑剂及润滑方式、油漆涂刷范围和颜 色、要求符合的规格与标准等，这些非形状或非几何 信息仅靠形状是无法表达的。
35 35
工艺衍生模型
按文件组织形式分类 ➢三维轻量化模型 ➢二维截图 ➢捕捉 ➢二维简图
36 36
工艺衍生模型
按文件组织形式分类 ➢三维轻量化模型 ➢二维截图 ➢捕捉 ➢二维简图
粗加工后直径为10.5，公 差±0.2
37 37
基于模型定义的装配工艺设计流程
现行工艺设计流程分析
工程数据发放到飞机交付的整个零件加工装配生产的全过程
我国的大飞机设计和制造现在也正逐步实施和应用
MBD技术，该项技术对飞机装配技术必然会带来实质
性的变革。
33
产品定义的演变
传
2D 工程图
统
二维方式的产品形状及注释
数 字
2D 工程图 + 3D 模型方式（第一代产品定义技术） 三维方式的详细形状及二维图纸规则形状和注释
化
定
3D 模型 + 简化标注图纸（第二代产品定义技术）
15 15
GB/T24734-2009 数字化产品定义数据通则
16 16
GB/T24734-2009 数字化产品定义数据通则
17 17
MBD公差特征的表达
平面度特征 基准面特征符号
此表面为 基准面A
18 18
MBD数据集的坐标系统
零件坐标系统通常 安置在主基准面和 第二、第三基准面 的交点处。
2
零件制造
需要工程图纸和AO作为 生产的依据
3
物流 1K/2K 交付中心
5
目前是纸质文件，内容是关 联相关的工程产品版本、记 录当前有效的版本与飞机架
次之间的关系
发放零件
6
FO中操作检验数 据的实例化
AO中操作检验数 7
部装、总 装AO的 核实盖章
气 密 试
验
系统 安装 测试
工艺耳片
蒙皮上预留工艺耳片
30 30
工艺衍生模型
工艺衍生模型的分类：
按用途分类 ➢表达余量的工艺衍生模型 ➢工艺耳片凸台类的工艺衍生 模型 ➢工艺要求的表达模型 ➢质检工艺衍生模型 ➢加工指令的工艺衍生模型
31 31
工艺衍生模型
工艺衍生模型的分类：
按用途分类 ➢表达余量的工艺衍生模型 ➢工艺耳片凸台类的工艺衍生 模型 ➢工艺要求的表达模型 ➢质检工艺衍生模型 ➢加工指令的工艺衍生模型
12 12
ASME Y14.41-2003
设计模型
实体 几何模型
附加 几何元素
3维 尺寸、 公差和 注释
零件坐标系统 (PCS， Part Coordinate System )
依据ASME14.41的要 求。
在3维模型中表达所 有几何特征和尺寸公 差要求。
13 13
MBD数据集的组成
相关设计数据
19 19
MBD数据集公差标注
非通用公差将使用 GD&T工具进行标 注，承制单位必须 检验这些标注的公 差。
平面度的定义
孔的位置度定义
轮廓度的定义
20 20
在MBD数据集中集成 了工艺要求等原来出 现在图纸上的说明类 信息
MBD数据集为并行 设计提供了一个组 织框架，并行设计 中与工程生产相关 的信息可以集成在 一起
27 27
工艺衍生模型
工艺衍生模型的分类：
按用途分类 ➢表达余量的工艺衍生模型 ➢工艺耳片凸台类的工艺衍生 模型 ➢工艺要求的表达模型 ➢质检工艺衍生模型 ➢加工指令的工艺衍生模型
按文件组织形式分类
➢三维轻量化模型 ➢二维截图 ➢捕捉 ➢二维简图 ➢DPE中编制工艺信息 ➢带上下文关联的CATIA文件
11 11
MBD设计模型—全三维定义的方法、 规范
基于这一情况，美国机械工程师协会（ASME）联合 波音公司于2003年制订了“数字化产品定义数据规程” （Digital Product Definition Data Practices）ASME Y14.41-2003标准。其主导思想不只是简单地将二维 图纸的信息反映到三维模型中去，而要“充分利用三 维模型所具备的表现力，去探索便于用户理解、更具 效率的设计信息表达方式。”
基于模型的定义－数据集的一般要求 基于模型的定义－数据集和模型的识别 基于模型的定义－数据集修订版本 基于模型的定义－缩略语、简称和定义 基于模型的定义－CATIA V5 基于模型的定义－EDS（UG） 基于模型的定义－机加零件 基于模型的定义－金属板料零件 基于模型的定义－铸件和锻件 基于模型的定义－夹层复材结构件 基于模型的定义－管路弯曲数据集 基于模型的定义－零件的另一种表示方法 基于模型的定义－装配件 基于模型的定义－导线束装配/连接线和电缆装配 基于模型的定义－标准零件建模要求
定义数据统一（单源） 提高了工程质量 减少了零件设计准备时间 电子化的存储和传递 协调性好 减少成本 易于向下兼容
77
应用MBD技术要考虑的问题
MBD设计模型—全三维定义的方法、规范 MBD模型的增强和扩展—工艺衍生模型 基于模型定义的装配工艺设计流程 工艺设计实现示例 开放性问题
88
MBD设计模型—全三维定义的方法、 规范
28 28
工艺衍生模型
工艺衍生模型的分类：
按用途分类 ➢表达余量的工艺衍生模型 ➢工艺耳片凸台类的工艺衍生 模型 ➢工艺要求的表达模型 ➢质检工艺衍生模型 ➢加工指令的工艺衍生模型
29 29
工艺衍生模型
工艺衍生模型的分类：
按用途分类 ➢表达余量的工艺衍生模型 ➢工艺耳片凸台类的工艺衍生 模型 ➢工艺要求的表达模型 ➢质检工艺衍生模型 ➢加工指令的工艺衍生模型
32 32
工艺衍生模型
工艺衍生模型的分类：
按用途分类 ➢表达余量的工艺衍生模型 ➢工艺耳片凸台类的工艺衍生 模型 ➢工艺要求的表达模型 ➢质检工艺衍生模型 ➢加工指令的工艺衍生模型
33 33
工艺衍生模型
按文件组织形式分类
➢三维轻量化模型 ➢二维截图 ➢捕捉 ➢二维简图
三维数据在不同部门进行传递 时因其数据量非常庞大（有时 为一个整机模型），因此需要 将模型转化成一种数据量较小 同时又不至于丢失必备信息的 文件形式，例如可以将模型转 换成“.cgr”或者“.3dxml” 格式的文件，这些文件可以充 分保留模型的外形信息，过滤 掉了模型复杂的建模信息，使 数据量大大缩减。
26 26
工艺衍生模型
工艺衍生模型：
➢为在工艺设计和零部件生产加工中使用的，反 映工艺中间过程、辅助表达工艺信息的三维模型、 二维图表、轻量化模型等形式的载体。 ➢为满足MBD数据传递快速、易与工艺文件集成， 借助一种轻量化工具来表达MBD数据，并对工 艺信息进行添加（如可以添加文字表述、装配动 画制作、模型剖切、装配资源添加（展现装配现 场场景））的工艺表达模型。
工艺规划
工艺设计
生产准备
生产制造
飞机交付
情报 档案馆
CPC/ PDM 平台上 发放数
据
启动数 据的二 次发放
需要EBOM 1
制工部
质量 管理部
项目 运营部 发展 规划部
总工艺 方案规
划
编制 MBOM
1 MBOM结构树，导
入到系统中
3
33-68 TDR/ TO 组件
FO 编制 AO
零件生产交付状态的说明，定义了与工程要 求偏离的一些制造要求，具有“更改字 母”、“版次”、“生产架次”等信息
22
波音公司要求波音787飞机全球合作伙伴采用MBD 模型作为整个飞机产品制造过程中的唯一依据。该技 术将三维制造信息PMI(3D Product Manufacturing Information)与三维设计信息共同 定义到产品的三维数字化模型中,使产品加工、装配、 测量、检验等实现高度集成,数字化技术的应用有了新 的跨越式发展。
55
应用MBD技术的意 义
以3D模型作为唯一的制造依据： 实现真正的单一数据源，保证设计数据的唯一性 消除可能的双源数据之间的不协调 方便数据管理，提高数据安全性
66
应用MBD技术的意 双数据义源定义（传统模式） 单源定义（3D MBD）
3D Model
2D Drawing
3D Model
强制比较（基于图纸检查模型） 增加了工程错误和更改 零件设计准备时间长 存储/复制产品定义困难 装配协调性差 高成本
从二维工程图纸到三维MBD模型，首先要 解决在三维模型上标注什么内容？用什么样的 方式？如何组织这些标注？怎样使设计人员、 工艺人员和操作工人更方便地看“图”？
过程，方法
标准、规范
99
MBD设计模型—全三维定义的方法、 规范
全3D设计规范是全三维设计的基础。需要针对产品 定义、工艺设计和制造特点来建立三维标注的标准和 规范。目的是：以技术人员明白的方式，将各工序所 必须的表达意图添加到三维模型中去。
编制FO 零件TO/TOC
工装流程…...
1K/2K
交付中心
生产制造
飞机交付
质量控制
总检
零件制造
发放零件
部装、总 装AO的 核实盖章
气 密 试
验
系统 安装 测试
功 能 试
验
喷 漆
38 落实 客户 38飞机
AO
清单
交付
现行工艺设计业务流程下的主要信息
工程数据发放到飞机交付的整个零件加工装配生产的全过程
实体模型
零件坐标系统 三维标注尺寸、公差和 注释 工程注释 材料要求 其它定义数据及要求
MBD数据集 基准 坐标系 实体模型 尺寸公差 注释 其它
模型几 补充的辅助 何信息 几何信息
几何元素
工程注释 标准注释 材料要求
MBS MDF ……
三维标注 旗注几何
14 14
波音数字化定义规范
BDS-600 BDS-601 BDS-602 BDS-610 BDS-622 BDS-624 BDS-640 BDS-641 BDS-642 BDS-644 BDS-647 BDS-651 BDS-660 BDS-662 BDS-680
基于模型定义（MBD） 的飞机装配工艺设计技术
11
MBD的定义
用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息，详细规定了 三维实体模型中产品定义、公差的标注规则和工艺信息的表达方 法。三维实体模型成为生产制造过程中的唯一依据, 改变了传统 以工程图纸为主,而以三维实体模型为辅的制造方法。
MBD-Model Based Definition 基于模型的定义
详细的零件加工 4
步骤和检验步骤
合作伙伴…... 工装流程…...
编制 MPR
审核
2
目前做成网页形式的 AO，包括参数零件、 依据的规范、执行步
骤和检验步骤
接收、发 放、跟踪
AO/ AAO/FO
确定工时
8K/12K
编制FO 零件TO/TOC
工装流程…...
质量控制
总检
需要工程图纸和FO作为 生产的依据