導讀
近年來(lái)，隨著(zhù)產(chǎn)品三維設計的普及及軟件功能的完善，在設計、工藝、制造各環(huán)節也產(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(jiǎn)稱(chēng)，美國更早開(kāi)展此類(lèi)概念的研究，1997年美國機械工程師協(xié)會(huì )在波音公司的協(xié)助下開(kāi)始有關(guān)MBD標準的研究和制定工作，并于2003年成為美國國家標準。MBD的主導思想不只是簡(jiǎn)單地將二維圖紙的信息反映到三維數據中，而是充分利用三維模型所具備的表現力，往探索便于用戶(hù)理解且更具效率的設計信息表達方式。它用集成的三維數模完整地表達了產(chǎn)品定義信息的方法，具體規定了三維數模中產(chǎn)品尺寸、公差的標注規則和工藝信息的表達方法。

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

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MBD將設計、制造、檢驗、管理信息融為一體，是目前被航空、兵器、航天普遍認同的解決數字化設計、制造的先進(jìn)技術(shù)，是工程化應用的關(guān)鍵技術(shù)之一。在三維模型上用簡(jiǎn)明直接的方式加入了產(chǎn)品的制造信息，進(jìn)一步實(shí)現了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，它以更為豐富強大的表現力和易于理解的數字化定義方式極大地提高了產(chǎn)品定義的設計質(zhì)量和利用效率。使設計、工藝、制造融為一體，是未來(lái)設計技術(shù)的發(fā)展方向，必將有著(zhù)深遠的影響。

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MBD技術(shù)體系對產(chǎn)品研發(fā)有著(zhù)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，這對數據管理系統的集成功能、組織管理的方法都是極大的考驗。其次，由于沒(méi)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)品信息的理解和執行，都必須借助計算機系統完成，因此在MBD技術(shù)體系中需要盡可能多地應用數字化的設備。同時(shí)由于統一性和眾多企業(yè)參與帶來(lái)的管理復雜性，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)品設計、工藝、制造帶來(lái)管理上和效率上的飛躍：
首先，由于在MBD體系中，數據集以三維模型為核心，集成了完整的產(chǎn)品數字化定義信息，在后續的各個(gè)設計、工藝、生產(chǎn)環(huán)節中，無(wú)須技術(shù)人員人工閱讀圖紙以理解設計要求，再經(jīng)人工操作輸入信息。這樣數據流在研制全過(guò)程中不再中斷，減少了人工干預并頻頻出錯的問(wèn)題。

其次，MBD技術(shù)體系改變了傳統方法下紙質(zhì)介質(zhì)的產(chǎn)品定義表述模式，使得產(chǎn)品信息從設計開(kāi)始到生產(chǎn)應用都能夠滿(mǎn)足數字化研制系統的要求，極大地方便了對產(chǎn)品數據的管理，減少了因紙質(zhì)實(shí)物系統與計算機系統脫節而造成的重復性勞動(dòng)和錯誤。

第三，結合產(chǎn)品數據管理，MBD技術(shù)體系提高了信息傳遞的準確性，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(guān)、準確地獲取生產(chǎn)檢驗的信息。

第四，MBD技術(shù)體系帶來(lái)的便利還體現在對并行工程的支持上。在MBD的技術(shù)體系中，MBD數據集內容包含設計、工藝、制造、檢驗等各部門(mén)的信息，在數據管理系統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，提高了設計效率，同時(shí)也提高了產(chǎn)品的可制造性。因此說(shuō)MBD技術(shù)體系改變了傳統的研制模式，更有效地提高了數字化技術(shù)帶來(lái)的便利。

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基于MBD的方案規劃
MBD采用三維數字化模型對產(chǎn)品數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、注釋的標注，對產(chǎn)品的非幾何信息進(jìn)行標注和零件表的描述。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)注數據的參數信息、規范、模型數據的傳遞、以及與數據管理系統的集成等，涵蓋在設計、工藝、制造、服務(wù)等全過(guò)程的管理，其整體解決框架如下：

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MBD建設關(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(guò)程驅動(dòng)，融入知識工程和產(chǎn)品標準規范等。它用一個(gè)集成的三維實(shí)體模型來(lái)完整地表達產(chǎn)品定義信息，將制造信息和設計信息（三維尺寸標注及各種制造信息和產(chǎn)品結構信息）共同定義到產(chǎn)品的三維數字化模型中，從而取消二維工程圖紙，保證設計和制造流程中數據的性。建立完整的MBD研發(fā)體系是一個(gè)逐步建設的過(guò)程，如何結合工廠(chǎng)的實(shí)際情況以合理的方式推進(jìn)MBD的建設是各個(gè)企業(yè)面臨的主要問(wèn)題，需要考慮的問(wèn)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)品三維設計應用，在產(chǎn)品三維設計模型中完成產(chǎn)品制造信息（PMI，Product Manufacturing Information）標注，將原來(lái)表達在二維工程圖上的產(chǎn)品信息完整的表達在三維模型上，以三維模型作為的產(chǎn)品數據源頭，并用于后續傳遞到工藝、制造環(huán)節；

2、如何制定相關(guān)的規范和標準：
參考國內外的應用實(shí)踐和標準基礎，結合企業(yè)的應用現狀，開(kāi)展MBD應用相關(guān)標準規范制訂、驗證、實(shí)施工作，形成全面支持MBD應用的標準規范體系，并在系統建設時(shí)提供必要的系統工具以保障相關(guān)標準規范的落地；

3、需要有效MBD研發(fā)工具支撐以提升設計效率
根據MBD研發(fā)管理需求，結合PLM系統和設計工具，建立完善的MBD研發(fā)設計管理平臺。MBD設計平臺關(guān)注：
? MBD設計系統，基于PLM協(xié)同平臺，結合NX等三維設計軟件，為工程技術(shù)人員提供三維產(chǎn)品制造信息的標注、管理、查詢(xún)、導出工具，輔助工程技術(shù)人員方便快捷地完成MBD模型的設計；
? 工作圖輔助設計：MBD設計逐步推進(jìn)和轉變過(guò)程中，需要必要的二維輔助。工程圖快速設計工具集基于國家標準和企業(yè)實(shí)際需求開(kāi)發(fā)，工具集結合實(shí)際工程運用，優(yōu)化了在工程圖設計中使用頻率更高的標注相關(guān)命令，如孔軸配合公差、形位公差、自由公差、專(zhuān)業(yè)未注自由公差等，擴充了設計工具制圖環(huán)境下的繪圖功能；
? MBD檢查系統：結合MBD標準規范體系要求，提供符合企業(yè)MBD標準的檢測驗證規則和工具，來(lái)檢測產(chǎn)品模型及數據的正確性和規范性；

4、如何集中管控并重用設計經(jīng)驗和資源
設計資源庫方面：MBD設計資源庫包括常見(jiàn)的標準件庫、原材料庫，實(shí)現MBD設計資源的集中管理和規范化、統一化。
? 標準件庫的建立，可以減少設計人員的重復勞動(dòng)，簡(jiǎn)化設計過(guò)程，提高設計質(zhì)量，加快設計進(jìn)度，從而使得設計人員能將其主要精力在產(chǎn)品設計創(chuàng )造性的工作。標準件庫應包含GB、HB、GJB、JB等常見(jiàn)的四類(lèi)標準，實(shí)現標準件的全參數化驅動(dòng)，并支持模糊查詢(xún)，支持與ERP等其他系統的集成；
? 原材料庫采用統一的數據管理，實(shí)現材料信息可智能轉換成材料名稱(chēng)、材料牌號、材料技術(shù)條件、密度等設計信息，實(shí)現MBD設計過(guò)程原輔材料的統一性和規范性；
產(chǎn)品資源庫方面：根據企業(yè)產(chǎn)品及零部件類(lèi)型，建立常見(jiàn)產(chǎn)品零部件模塊分類(lèi)庫，便于管理、查詢(xún)和數據重用：
? 建立常見(jiàn)零部件及產(chǎn)