开发设计迎来MBD时代

寂静回声

现代产品开发过程（产品设计、工艺设计、工装设计、产品制造、检验检测）不再像以往的各模块分立（首先产品设计，然后工艺设计，接着工装设计，进行产品制造，最后检验检测，各模块之间只负责自己的工作，很少协同工作，产品开发过程不仅周期长，而且质量得不到保证），现代产品开发更强调的是一种协同，实现产品设计（含工艺设计）、工装设计、零件加工、部件装配、零部件检测检验的高度集成、协同、融合，建立三维数字化设计制造一体化集成体系。因此，很多国家的企业已经开始运用第三代产品设计语言—MBD技术（基于模型的产品数字化定义）。

MBD(Model Based Definition)是波音公司最新先行的新一代产品定义方法，美国机械工程师协会ASME在此基础上把它发展成国际标准ASME Y14.41-2003，欧洲在借鉴美国标准基础上也制定了相应的MBD标准ISO 16792-2006。美国军方，国防部为了加快企业数字化建设，建立基于模型的企业MBE，要求旗下的供应商采用MBD技术设计产品，并制定了相应的标准MIL-STD-31000A,对产品定义数据包TDP(Technical Data Package)进行了详细的规定。其目的是想把企业从传统的以图纸为中心，逐步发展到以模型为中心的企业。实现数字化，智能制造。

在产品三3D模型中描述与产品相关的所有设计信息、工艺信息、产品属性以及管理信息的先进的产品数字化定义方法。各类信息按照模型的方式进行组织管理、显示、传递和重。

MBD模型中包含产品制造信息PMI, 主要由以下几部分组成：
1）3D Geometry几何模型-表达产品的几何形状，理论尺寸
2）annotations  标注-表达产品尺寸，公差、基准、注释等GD&T信息
3）attributes 属性-相当与2D图纸图框管理信息，比如设计者、公司，图纸版本等
4）视图-Saved Views –各种视图、刨面图。
在三维环境中定义的MBD模型可以转换为中间文档格式，比如3D PDF, JT ,STEP，方便下游部门和企业查阅和重用数据。

MBD技术从最早提出到现在已有很多年了，一直没有铺开，主要也是在推广过程中存在一些挑战，但是现在看来，由于软件标准的不断更新，社会和市场的推广，许多曾经认为是障碍的东西已经瓦解，很多企业渴望采用MBD技术，因为采用这一技术，确实能为企业带来实在的好处和收益。
与传统的二维图纸标注相比，有着本质的区别，它解决了长期困扰的一个重大问题，即三维标注和模型一体的问题。三维标注和模型成为一体，不需要针对三维模型和二维图之分别进行维护，三维模型和标注构成的产品数模可以直接进行仿真分析、工艺设计等应用。

目前在美国各大行业中，大约50%的企业开始或者准备开始采用MBD技术

   MBD 标准和规范定义的理解和应用
•   企业内部宣传贯彻MBD概念
•   相关MBD及其工具的培训
•   典型零部件的MBD的实现

•   企业级MBD标准规范的完善
•   典型零部件的MBD的实现
•   典型零部件的MBD工艺实现
•   典型零部件的MBD制造实现
•   典型零部件的MBD检测实现

•   所有零部件的MBD
•   实现企业MBE

数字化基础环境是企业数字化研发的基本条件和重要保障, 在MBD的实施环节中，为了满足全三维设计、三维标注、设计制造协同并行的需要，需要从软件基础环境、数据库支撑平台、网络信息环境、信息安全体系等基础方面加大投入和建设。其中特别针对MBD的基础条件是软件基础环境的建设，其支撑软件包括四个方面：数字化设计软件，如各类CAD、CAPP、PDM等软件；数字化仿真试验类软件，如CAE、CFD等软件；数字化制造类软件，如CAM、MES等软件；数字化管类软件，如ERP、SCM等软件.

在产品整个生命周期与MBD相关的标准应该包括如下的5个领域，相对应的国际标准如下所示。
1）3D 数据内容与格式
ISO 10303-242    STEP 格式数据内容与交换
ISO 14306    JT 格式数据内容与交换
ISO 14739    3D PDF 格式数据内容与交换

2）3D 产品定义
     ASME Y14.41"Digital product difinition data practices"  ,数字产品定义数 据规则。
ISO 16792 "Technical product documentation,Digital product difinition data practices " 技术产品文件，数字产品定义数据规则。

3）3D 技术数据包 TDP
  MIL-STD-31000A  (关于怎样组织产品定义的数据和以什么样的方式放行

4）3D 模型归档
  NAS 9300-007(关于数字产品文献归档)

5）3D 模型技术发布

目前在中国 SAC/TC146 全国技术产品文件标准化技术委员，结合我国实际情况，开展了MBD相关标准的研究与制定工作，已经出版了GB/T24734(基本参照ISO 16792),  GB/T 26100"机械产品数字样机通用要求”和GB/T 26101"机械产品虚拟装配通用技术要求"。总之国际在关于MBD标准的制定也是不断完善，国内相关标注制定也任重道远。在企业实施MBD的过程中，遇到的困难总体上来自技术和观念两个方面，尤其是思想观念的改变，由于MBD打破了实行已久的二维工程图为核心的企业信息构建和组织形式，对于企业员工来讲，必然需要学习新的知识和适应新的要求。在企业MBD实施初期，由于配套体系建设的不足或个人技术能力局限，必然会产生一些抱怨和阻碍。针对此问题就需要加强企业信息技术团队和数字化文化建设，有专门的团队负责MBD技术研究、相关规范体系的创建和为产品MBD研发提供技术支持，另一方面加强企业数字化文化建设，知识培训讲座等形式宣传数字化、推广数字化，在企业内部营造数字化设计制造活跃氛围，推进数字化工程的顺利开展。

熊霸天下

在西门子的那本叫 工业4.0实战 的书里面，讲了波音开发787的时候全程没有出一张纸质的图纸，没有使用二维图，全部用的基于模型的设计、制造、装配、检测。