天拓分享：MBD規(guī)范及標準建設

隨著產(chǎn)品三維設計的普及和軟件功能的完善，各大制造業(yè)企業(yè)在設計、工藝、制造各環(huán)節(jié)也產(chǎn)生了基于MBD的迫切需求。為幫助大家更好的認識MBD，天拓四方連續(xù)多周為大家連分享關于MBD相關文章，前兩周我們聊了“基于MBD的產(chǎn)品模型定義”和“MBD為傳統(tǒng)企業(yè)帶來的新機遇”，本期我們將繼續(xù)深入了解MBD的規(guī)范及標準建設。

天拓四方作為國內(nèi)領先的智能制造整體解決方案服務供應商及智能制造領域的高新技術(shù)企業(yè)，致力于成為一流的、能為工業(yè)企業(yè)和政府提供自動化、數(shù)字化、智能化產(chǎn)品及整體解決方案和平臺。公司能為廣大工業(yè)企業(yè)、政府提供自動化控制、電氣傳動及智能制造主營業(yè)務解決方案，并提供集系統(tǒng)集成、數(shù)字化工廠項目實施、智能制造創(chuàng)新中心及孵化器建設和智能制造集群整體解決方案。同時，公司銷售西門子工業(yè)軟、硬件產(chǎn)品，形成了集銷售、維修、服務及OEM客戶和生產(chǎn)流程型客戶解決方案為一體的綜合性業(yè)務和服務。

由于三維環(huán)境下是立體的，角度、位置的表示更為豐富，實體與實體的關聯(lián)表示更為直觀和復雜，MBD要求對修訂、注釋、部件表、測試要求、材料說明、工藝等等非幾何信息進行更詳盡的描述、更嚴格的控制和自動處理，而已有標準無法滿足，需要研究制訂新的標準規(guī)范。

自20世紀90年代起，德、美、日、英、法等國已開始相關標準的研究，并頒布了一批標準。其中美國的有ASME Y14.41-2003；德國的有DIN 32869-1998、DIN 32869-2-2002、DIN 32869-3-2002；日本的有JIS B3402-2000、JIS B3401-1993、JIS X0024-1998；英國的有BS DD 194-1990、KIT 26-2000；法國的有NF C03-257-1999。國際標準化組織第十技術(shù)委員會制定了ISO/DIS 16792數(shù)字化產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)準則。我國參照ISO/DIS 16792標準，結(jié)合國內(nèi)制造業(yè)的現(xiàn)狀制定了GB/T 24734-2009標準。該標準明確了產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)集所應包含的內(nèi)容、規(guī)范了對設計模型的要求、定義了尺寸公差表示規(guī)則，規(guī)定了基準應用方面的要求。企業(yè)在實際應用過程中，還需針對所屬行業(yè)特點，在GB/T 24734-2009基礎上制訂符合自身要求的MBD標準與應用規(guī)范。

MBD應用標準是實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)集成、交換、共享的前提和基礎，是規(guī)范和指導MBD應用有序開展的技術(shù)依據(jù)，是打通數(shù)字化設計、工藝、制造的技術(shù)保障，是項目成果固化和推廣的橋梁。建立符合要求的MBD的標準化體系，以提高設計、工藝、分析驗證以及制造當中使用三維模型的正確性，建立起滿足要求的三維數(shù)字化樣機，并進行三維數(shù)字化裝配，為后續(xù)的應用打下良好的基礎。

在數(shù)字化產(chǎn)品定義方面已有GB/T 24734《技術(shù)產(chǎn)品文件 數(shù)字化產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)通則》等指導性標準，但是在企業(yè)三維工程化的應用過程中，必須根據(jù)軟件類型和企業(yè)流程制定相關企標完善產(chǎn)品基于三維的應用標準。

在MBD體系中，數(shù)據(jù)集以三維模型為核心，集成了完整的產(chǎn)品數(shù)字化定義信息，它包含設計、工藝、制造、檢驗等各部門的信息，在數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和研制管理體系的控制下，參與研制的人員共同在一個未完成的產(chǎn)品模型上協(xié)同工作，如何保證設計效率及產(chǎn)品質(zhì)量？因此需對設計、工藝、仿真、工裝、制造、檢測以及協(xié)同各個環(huán)節(jié)制定MBD標準規(guī)范。?
MBD標準與規(guī)范體系是MBD平臺的基礎，是實現(xiàn)三維數(shù)字化產(chǎn)品定義的前提，是形成三維數(shù)字化制造技術(shù)體系的有力保障。它的建立將確保數(shù)據(jù)的規(guī)范創(chuàng)建以及數(shù)據(jù)能在下游有效的使用，上游數(shù)據(jù)修改也將快速地影響到下游的數(shù)據(jù)改變。

?

圖 1 三維工程化標準體系結(jié)構(gòu)

1) 基于MBD產(chǎn)品設計標準

產(chǎn)品設計標準主要針對產(chǎn)品設計模型、數(shù)字樣機、屬性、三維標注，根據(jù)設計軟件系統(tǒng)的特點進行標準規(guī)范的制定。

?

圖 2 ?MBD設計標準

以下為《基于NX三維標注規(guī)范》示例說明：

??

圖 3 ?MBD三維標注規(guī)范

MBD模型應包含設計模型、標注、屬性等信息，提供完整的產(chǎn)品定義，作為產(chǎn)品制造和檢驗的依據(jù)，其組成如下所示。

?

圖 4模型內(nèi)容組成

MBD模型三維標注要求：

模型三維標注信息的布置、組織與顯示應符合以下規(guī)定：

a)所有標注信息應在NX PMI模塊建立；

b)標注信息以視圖方式和組進行分類和組織；

c)標注信息應注在相應的標注平面上(視圖平面)標注信息應在視圖、剖視圖基礎上產(chǎn)生；

d)標注信息應盡可能分類標注，視圖的設計應考慮轉(zhuǎn)二維圖的需要；

e)標注信息在非默認視圖中標注；

f)標注信息應盡可能以較少視圖進行表達；

g)模型視圖應以適合窗口顯示的方式進行保存與提交；

h)如需通過不同角度與縮放倍率顯示模型視圖，應通過“Cameras”方式生成攝像視圖；

i)更終提交的模型中，應保留模板文件中預設置的視圖和組；

j)輔助幾何優(yōu)先使用PM工模塊的“補充幾何體”命令生成。

標注信息的組織：

通過視圖與組兩種方式交互共同表達信息。視圖樹定義如下圖所示：

?

圖 5 視圖樹定義

所有視圖均應具有標識。NX模板文件中包含4個預定義模型視圖和8個系統(tǒng)默認模型視圖，用戶可根據(jù)需要添加相應視圖。?

2) 基于MBD的產(chǎn)品工藝標準

主要針對設計模型與工藝模型之間、工藝BOM組織、設備資源的組織與調(diào)用、工藝審查、工藝設計、工藝更改、工藝流程審批等標準規(guī)范的制定。針對裝配工藝，則有裝配工位、裝配流程、三維工藝指令設計標準規(guī)范等。

?

圖 6 MBD工藝設計標準

3) 基于MBD的工裝設計標準：

主要針對：工裝設計、工藝審查、工裝制造、工裝組合等標準規(guī)范的制定。

?