導(dǎo)讀
近年來，隨著產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)的普及及軟件功能的完善，在設(shè)計(jì)、工藝、制造各環(huán)節(jié)也產(chǎn)生了基于MBD的迫切需求。
MBD為Model Based Definnition（基于模型的定義）的簡稱，美國更早開展此類概念的研究，1997年美國機(jī)械工程師協(xié)會在波音公司的協(xié)助下開始有關(guān)MBD標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定工作，并于2003年成為美國國家標(biāo)準(zhǔn)。MBD的主導(dǎo)思想不只是簡單地將二維圖紙的信息反映到三維數(shù)據(jù)中，而是充分利用三維模型所具備的表現(xiàn)力，往探索便于用戶理解且更具效率的設(shè)計(jì)信息表達(dá)方式。它用集成的三維數(shù)模完整地表達(dá)了產(chǎn)品定義信息的方法，具體規(guī)定了三維數(shù)模中產(chǎn)品尺寸、公差的標(biāo)注規(guī)則和工藝信息的表達(dá)方法。

MBD的必要性
MBD彌合了三維模型在設(shè)計(jì)、工藝和制造之間的斷層。采用三維數(shù)字化模型對產(chǎn)品數(shù)字化信息的完整描述，實(shí)現(xiàn)對三維空間實(shí)體模型的尺寸、幾何形狀、公差、注釋的標(biāo)注，對產(chǎn)品的非幾何信息進(jìn)行標(biāo)注。MBD使三維實(shí)體模型作為生產(chǎn)制造過程中的依據(jù)，改變了傳統(tǒng)以工程圖紙為主，而以三維實(shí)體模型為輔的制造方法。?

?

MBD將設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、管理信息融為一體，是目前被航空、兵器、航天普遍認(rèn)同的解決數(shù)字化設(shè)計(jì)、制造的先進(jìn)技術(shù)，是工程化應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。在三維模型上用簡明直接的方式加入了產(chǎn)品的制造信息，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了CAD到CAM（加工、裝配、測量、檢測）的集成，為徹底取消二維圖紙創(chuàng)造了可能。MBD是產(chǎn)品定義方式的一次革命，它以更為豐富強(qiáng)大的表現(xiàn)力和易于理解的數(shù)字化定義方式極大地提高了產(chǎn)品定義的設(shè)計(jì)質(zhì)量和利用效率。使設(shè)計(jì)、工藝、制造融為一體，是未來設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展方向，必將有著深遠(yuǎn)的影響。

?

MBD技術(shù)體系對產(chǎn)品研發(fā)有著很高的要求。首先，產(chǎn)品定義完全由三維模型表示，產(chǎn)品的所有相關(guān)信息都要關(guān)聯(lián)到產(chǎn)品模型中，這對數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的集成功能、組織管理的方法都是極大的考驗(yàn)。其次，由于沒有了二維工程圖紙，產(chǎn)品信息的傳遞、對傳遞的控制和對產(chǎn)品信息的理解和執(zhí)行，都必須借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成，因此在MBD技術(shù)體系中需要盡可能多地應(yīng)用數(shù)字化的設(shè)備。同時(shí)由于統(tǒng)一性和眾多企業(yè)參與帶來的管理復(fù)雜性，使MBD技術(shù)體系不是一蹴而就的。

采用MBD技術(shù)體系將為產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、制造帶來管理上和效率上的飛躍：
首先，由于在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，在后續(xù)的各個(gè)設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，無須技術(shù)人員人工閱讀圖紙以理解設(shè)計(jì)要求，再經(jīng)人工操作輸入信息。這樣數(shù)據(jù)流在研制全過程中不再中斷，減少了人工干預(yù)并頻頻出錯(cuò)的問題。

其次，MBD技術(shù)體系改變了傳統(tǒng)方法下紙質(zhì)介質(zhì)的產(chǎn)品定義表述模式，使得產(chǎn)品信息從設(shè)計(jì)開始到生產(chǎn)應(yīng)用都能夠滿足數(shù)字化研制系統(tǒng)的要求，極大地方便了對產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理，減少了因紙質(zhì)實(shí)物系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)脫節(jié)而造成的重復(fù)性勞動(dòng)和錯(cuò)誤。

第三，結(jié)合產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，MBD技術(shù)體系提高了信息傳遞的準(zhǔn)確性，同時(shí)也大大提高了信息傳遞的效率，方便使用者能夠更加直觀、準(zhǔn)確地獲取生產(chǎn)檢驗(yàn)的信息。

第四，MBD技術(shù)體系帶來的便利還體現(xiàn)在對并行工程的支持上。在MBD的技術(shù)體系中，MBD數(shù)據(jù)集內(nèi)容包含設(shè)計(jì)、工藝、制造、檢驗(yàn)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，各職能人員可以共同在一個(gè)未完成的產(chǎn)品模型上協(xié)同工作，提高了設(shè)計(jì)效率，同時(shí)也提高了產(chǎn)品的可制造性。因此說MBD技術(shù)體系改變了傳統(tǒng)的研制模式，更有效地提高了數(shù)字化技術(shù)帶來的便利。

?

基于MBD的方案規(guī)劃
MBD采用三維數(shù)字化模型對產(chǎn)品數(shù)字化信息的完整描述，對三維空間實(shí)體模型的尺寸、幾何形狀、公差、注釋的標(biāo)注，對產(chǎn)品的非幾何信息進(jìn)行標(biāo)注和零件表的描述。產(chǎn)品定義完全由三維模型表示，產(chǎn)品的所有相關(guān)信息都要關(guān)聯(lián)到產(chǎn)品模型中，MBD整體解決方案關(guān)注數(shù)據(jù)的參數(shù)信息、規(guī)范、模型數(shù)據(jù)的傳遞、以及與數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的集成等，涵蓋在設(shè)計(jì)、工藝、制造、服務(wù)等全過程的管理，其整體解決框架如下：

?

MBD建設(shè)關(guān)注點(diǎn)
MBD 技術(shù)的核心思想是：全三維基于特征的表述方法，基于三維主模型的過程驅(qū)動(dòng)，融入知識工程和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等。它用一個(gè)集成的三維實(shí)體模型來完整地表達(dá)產(chǎn)品定義信息，將制造信息和設(shè)計(jì)信息（三維尺寸標(biāo)注及各種制造信息和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息）共同定義到產(chǎn)品的三維數(shù)字化模型中，從而取消二維工程圖紙，保證設(shè)計(jì)和制造流程中數(shù)據(jù)的性。建立完整的MBD研發(fā)體系是一個(gè)逐步建設(shè)的過程，如何結(jié)合工廠的實(shí)際情況以合理的方式推進(jìn)MBD的建設(shè)是各個(gè)企業(yè)面臨的主要問題，需要考慮的問題包括：

1、如何定義基于MBD的產(chǎn)品定義：
借助基于模型定義（MBD，Model Based Definition）技術(shù)，深化產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)應(yīng)用，在產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)模型中完成產(chǎn)品制造信息（PMI，Product Manufacturing Information）標(biāo)注，將原來表達(dá)在二維工程圖上的產(chǎn)品信息完整的表達(dá)在三維模型上，以三維模型作為的產(chǎn)品數(shù)據(jù)源頭，并用于后續(xù)傳遞到工藝、制造環(huán)節(jié)；

2、如何制定相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)：
參考國內(nèi)外的應(yīng)用實(shí)踐和標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)，結(jié)合企業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀，開展MBD應(yīng)用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制訂、驗(yàn)證、實(shí)施工作，形成全面支持MBD應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，并在系統(tǒng)建設(shè)時(shí)提供必要的系統(tǒng)工具以保障相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的落地；

3、需要有效MBD研發(fā)工具支撐以提升設(shè)計(jì)效率
根據(jù)MBD研發(fā)管理需求，結(jié)合PLM系統(tǒng)和設(shè)計(jì)工具，建立完善的MBD研發(fā)設(shè)計(jì)管理平臺。MBD設(shè)計(jì)平臺關(guān)注：
? MBD設(shè)計(jì)系統(tǒng)，基于PLM協(xié)同平臺，結(jié)合NX等三維設(shè)計(jì)軟件，為工程技術(shù)人員提供三維產(chǎn)品制造信息的標(biāo)注、管理、查詢、導(dǎo)出工具，輔助工程技術(shù)人員方便快捷地完成MBD模型的設(shè)計(jì)；
? 工作圖輔助設(shè)計(jì)：MBD設(shè)計(jì)逐步推進(jìn)和轉(zhuǎn)變過程中，需要必要的二維輔助。工程圖快速設(shè)計(jì)工具集基于國家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)實(shí)際需求開發(fā)，工具集結(jié)合實(shí)際工程運(yùn)用，優(yōu)化了在工程圖設(shè)計(jì)中使用頻率更高的標(biāo)注相關(guān)命令，如孔軸配合公差、形位公差、自由公差、專業(yè)未注自由公差等，擴(kuò)充了設(shè)計(jì)工具制圖環(huán)境下的繪圖功能；
? MBD檢查系統(tǒng)：結(jié)合MBD標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系要求，提供符合企業(yè)MBD標(biāo)準(zhǔn)的檢測驗(yàn)證規(guī)則和工具，來檢測產(chǎn)品模型及數(shù)據(jù)的正確性和規(guī)范性；

4、如何集中管控并重用設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和資源
設(shè)計(jì)資源庫方面：MBD設(shè)計(jì)資源庫包括常見的標(biāo)準(zhǔn)件庫、原材料庫，實(shí)現(xiàn)MBD設(shè)計(jì)資源的集中管理和規(guī)范化、統(tǒng)一化。
? 標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立，可以減少設(shè)計(jì)人員的重復(fù)勞動(dòng)，簡化設(shè)計(jì)過程，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，加快設(shè)計(jì)進(jìn)度，從而使得設(shè)計(jì)人員能將其主要精力在產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)造性的工作。標(biāo)準(zhǔn)件庫應(yīng)包含GB、HB、GJB、JB等常見的四類標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)件的全參數(shù)化驅(qū)動(dòng)，并支持模糊查詢，支持與ERP等其他系統(tǒng)的集成；
? 原材料庫采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)材料信息可智能轉(zhuǎn)換成材料名稱、材料牌號、材料技術(shù)條件、密度等設(shè)計(jì)信息，實(shí)現(xiàn)MBD設(shè)計(jì)過程原輔材料的統(tǒng)一性和規(guī)范性；
產(chǎn)品資源庫方面：根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品及零部件類型，建立常見產(chǎn)品零部件模塊分類庫，便于管理、查詢和數(shù)據(jù)重用：
? 建立常見零部件及產(chǎn)