MBD工藝技術研究

黎壽山

摘 要：文章對MBD工藝技術的結構化工藝、工藝模型創建、模型視圖命名、PMI標注和加工特征標識、MBD工藝輸出等內容進行了研究，對企業應用MBD工藝技術有指導意義。

關鍵詞：MBD工藝技術；工藝模型；模型表達；MBD工藝輸出

MBD（Model Based Definition）源于美國機械工程師協會（ASME）1997年提出，并在2003年正式成為美國國家標準——“Y14.41 Digital Product Definition Data Practices”。國際標準有ISO16792 ——Digital Product Definition data practices，我國公布的標準有GB/T 24734-2009——數字化產品定義數據通則。MBD技術在國際航空企業中廣泛應用，波音在Y14.41標準此基礎上制訂了“BDS-600”技術規范系列，并在客機787研制中采用MBD技術作為整個飛機產品制造過程中的唯一依據。達索、普惠、GE航空等企業也在大量應用MBD技術。國內的航空企業也在展開積極探索和應用。

傳統產品設計模式是由二維圖紙或者三維實體模型來描述幾何形狀信息，用二維工程圖紙來定義尺寸、公差和工藝信息的分步式產品數字化定義方法，MBD技術使三維實體模型成為生產制造過程中的唯一依據，改變了傳統二維工程圖紙的制造方法，是數字化設計、制造領域的一大革新。

本研究應用的PDM系統為Teamcenter8，MBD三維模型的設計軟件為UG NX7.5，采用UG NX7.5的PMI（Product Manufacture Information）工具在三維模型上標注，滿足MBD技術的要求。

1 MBD模型定義

MBD模型，包含有三維模型（如模型幾何信息）、模型屬性（如設計屬性、模型prt編號、名稱、零件類型等）、標注（對應模型的尺寸公差、表面精度等信息）等信息（見圖1）。

由于MBD模型具有產品的所有信息，基于單一數據源的數據傳遞和共享在研發和制造各環節廣泛應用，可以實現零件制造信息的快捷傳遞，加快產品上市時間，消除重復工作，消除3D模型和2D圖紙之間的信息沖突，減少研制成本。

2 MBD工藝主要內容

2.1 結構化的MBD工藝（見圖2）

在PDM系統內，制造工藝與產品零件關聯，制造工藝下鏈接各類加工工藝，包括機加工藝、熱表工藝、毛坯工藝等。MBD工藝與設計數據版本（XX.12.812/A）相關聯（見圖3）。

在該工藝下，各工序對象依次排列，從0～180工序都是獨立的，并按版次管理。工序模型下可以關聯設備、工裝等資源。設備、工裝、材料等信息在PDM系統內建立相應的資源庫。

2.2 工藝模型創建

MBD工藝設計是以設計模型為單一數據輸入源。工藝的最終產品為設計模型，工序模型從最終工序（即設計模型）逆推到毛坯，下一道工序為上個工序建模基礎。工序模型的設計，其轉變過程如圖4所示。

UG NX7.5提供有同步建模的功能，主要為：移動面、拉出面、偏置區域、調整面大小、替換面，刪除面，鏡像面，線性尺寸，設為共面等功能。同步建模功能非常適合工藝模型的創建，可以對設計模型WAVE復制之后，根據加工要求，對模型建模特征進行同步建模操作。

創建工序模型，也可以在NX建模模塊下，采用直接建模的方式進行操作。

2.3 工藝模型的表達

2.3.1 模型視圖命名

UG三維模型部件導航器下的模型視圖（Model Views）主要放置PMI標注信息，系統默認8個視圖（俯視圖、后視圖等）。在MBD工藝中模型視圖對應著工序、工步的加工信息。視圖編號對應加工順序，必須采用自定義模式，并做到規范、標準。

所有視圖應具有唯一標識。工序視圖命名由字母“OP（operation）+工序號”構成，工步視圖命名由“OP+工序號+工步順序號”構成，工序序號、工步順序號中間以“-”連接。

2.3.2 PMI標注

使用NX7.5提供的PMI工具對MBD模型進行標注，圖5為典型的MBD工藝模型。標注的模型尺寸、加工精度、公差、位置度等信息，同時，可以在視圖中進行文字表達，如添加“支靠”、描述加工要求等信息，以達到加工操作者能更好地理解加工要求。

2.3.3 加工特征標識

在三維工序模型上，對加工面、基準面、夾緊面等與加工特征相關的信息，可以對特征面顏色進行定義。對加工特征標識的系統設定，達到規范定義。

3 MBD工藝輸出

對編制好的MBD工藝輸出，通過開發IE與PDM的接口程序，可以實現在制造現場登陸WEB頁，查閱和調用工藝，可以查閱輕量化的工藝模型和工藝文檔。

4 結語

本研究對MBD工藝技術關鍵要點：結構化工藝、工藝模型創建、模型視圖命名、PMI標注和加工特征標識、MBD工藝輸出等內容進行研究，對制造企業應用MBD工藝技術有指導意義。

Research on MBD Technology

Li Shoushan

（China National South Aviation Industry Co.，Ltd.， Zhuzhou 412002， China）

Abstract： In this paper， the structured process of MBD technology， process model creation， model view naming， PMI annotation and machining feature identification， MBD process output content was studied， MBD technology has guiding significance for enterprise applications.

Key words： MBD technology； process model； model expression； MBD process output