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MBD将改变产品研发设计模式

2018/8/28    来源:机械工程师联盟    作者:夏忠定      
关键字:MBD  产品研发设计模式  
MBD作为产品定义唯一的数据源,彻底改变了传统的二维图纸为主、三维模型为辅来定义产品的方式,开创了一个新的产品研发模式。

产品定义发展历史

    第一代技术:手工绘图

    自18世纪以来,以投影法为基础的二维工程图统治着工程设计200多年,设计工程师们利用画法几何学的原理把三维空间物体按照各种投影视图在二维图纸上表达,制造工艺工程师们拿到二维图纸后也要利用《画法几何学》原理,从二维图纸上的各种投影推导出物体的三维形状和物体各个组成部分的相互位置,所有的都是手工绘图。

    第二代技术:CAD+3D模型

    随着生产力的进步,产品结构和形状变得越来越复杂,加上市场竞争越来越激烈,在这种环境下,公司为了应对复杂的市场环境,产品研发需要作出快速的反应,传统的手工绘图模式明显满足不了这种需求,CAD(计算机辅助绘图)技术从而产生,CAD绘图也只是把原来手工绘图完全计算机化,从效率上讲确实有不少提高,但它还是二维图纸,从而还是避免不了三维到二维之间的来回转化,增加了不少重复工作,对工程师的图纸阅读能力也有一定的要求。后来在CAD基础上发展出来3D模型技术,3D模型对工程师在读图上有了很大的帮助,但是3D模型只是用来表达产品的几何信息,产品的尺寸、公差、加工、测量等非几何信息还是在二维图纸上,这样就存在二维图纸和3D模型并存的局面,对于产品的信息传递和管理来说存在两种数据源,设计和制造不关联,信息沟通有障碍,产品制造加工出错率较高,产品研发难以实现并行研发等。

    第三代技术:MBD

    一门新的技术与标准往往是由国际顶尖公司提出,MBD技术是由制造业数字化研发和制造标杆企业波音公司提出、实施并推广的。波音公司在1990年启动的波音777飞机全面采用三维数字化技术,具体体现在全机几百万个零件全部3D数字化定义,产品数字化预装配,首次在公司内部实现了无图纸化设计,这也是MBD的最早的雏形,MBD使得波音777比波音767的研发时间几乎缩短了50%,设计更改和返工减少50%,装配时出现的问题数量减少50-80%。鉴于取得如此的成功,在波音公司的主导下,美国ASME 1997年开始制定MBD国际标准,经过6年的时间不断的修改更新,2003年出版了ASME Y14.41-2003“产品数字化定义规则”,欧洲在基本完全借鉴ASME Y14.41标准的基础上,制定了ISO-16792"数字化产品数据定义规则"标准,同时各大主流CAD软件,比如UG,CATIAProe等也在软件中加上了三维标注功能模块。

    波音随后在波音787的研制过程中全面开展MBD技术,要求整个供应链的所有供应商和承包商都要采用MBD技术,从而实现了基于MBD的全球协作并行开发模式,大大缩短了产品的研发时间和提高了产品质量。目前国内航空企业在波音公司的要求和带动下,一些主要的设计研发所,制造厂基本实现了产品设计前段的MBD技术。同时一些主流的汽车主机厂也开始采用执行MBD技术。

MBD是什么?

    基于模型的定义(Model Based Definition)

    在产品三维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、传递和重用。

    MBD作为产品定义唯一的数据源,彻底改变了传统的二维图纸为主、三维模型为辅来定义产品的方式,开创了一个新的产品研发模式。

    MBD技术彻底改变了产品研发模式:

    1.信息传递从图纸模式改变为模型传递

    2.制造模式从模拟量传递改变为全数字化传递

    3.研发模式从串行模式改变为并行研发模式

责任编辑:程玥
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