MBD工艺技术研究

黎寿山

摘 要：文章对MBD工艺技术的结构化工艺、工艺模型创建、模型视图命名、PMI标注和加工特征标识、MBD工艺输出等内容进行了研究，对企业应用MBD工艺技术有指导意义。

关键词：MBD工艺技术；工艺模型；模型表达；MBD工艺输出

MBD（Model Based Definition）源于美国机械工程师协会（ASME）1997年提出，并在2003年正式成为美国国家标准——“Y14.41 Digital Product Definition Data Practices”。国际标准有ISO16792 ——Digital Product Definition data practices，我国公布的标准有GB/T 24734-2009——数字化产品定义数据通则。MBD技术在国际航空企业中广泛应用，波音在Y14.41标准此基础上制订了“BDS-600”技术规范系列，并在客机787研制中采用MBD技术作为整个飞机产品制造过程中的唯一依据。达索、普惠、GE航空等企业也在大量应用MBD技术。国内的航空企业也在展开积极探索和应用。

传统产品设计模式是由二维图纸或者三维实体模型来描述几何形状信息，用二维工程图纸来定义尺寸、公差和工艺信息的分步式产品数字化定义方法，MBD技术使三维实体模型成为生产制造过程中的唯一依据，改变了传统二维工程图纸的制造方法，是数字化设计、制造领域的一大革新。

本研究应用的PDM系统为Teamcenter8，MBD三维模型的设计软件为UG NX7.5，采用UG NX7.5的PMI（Product Manufacture Information）工具在三维模型上标注，满足MBD技术的要求。

1 MBD模型定义

MBD模型，包含有三维模型（如模型几何信息）、模型属性（如设计属性、模型prt编号、名称、零件类型等）、标注（对应模型的尺寸公差、表面精度等信息）等信息（见图1）。

由于MBD模型具有产品的所有信息，基于单一数据源的数据传递和共享在研发和制造各环节广泛应用，可以实现零件制造信息的快捷传递，加快产品上市时间，消除重复工作，消除3D模型和2D图纸之间的信息冲突，减少研制成本。

2 MBD工艺主要内容

2.1 结构化的MBD工艺（见图2）

在PDM系统内，制造工艺与产品零件关联，制造工艺下链接各类加工工艺，包括机加工艺、热表工艺、毛坯工艺等。MBD工艺与设计数据版本（XX.12.812/A）相关联（见图3）。

在该工艺下，各工序对象依次排列，从0～180工序都是独立的，并按版次管理。工序模型下可以关联设备、工装等资源。设备、工装、材料等信息在PDM系统内建立相应的资源库。

2.2 工艺模型创建

MBD工艺设计是以设计模型为单一数据输入源。工艺的最终产品为设计模型，工序模型从最终工序（即设计模型）逆推到毛坯，下一道工序为上个工序建模基础。工序模型的设计，其转变过程如图4所示。

UG NX7.5提供有同步建模的功能，主要为：移动面、拉出面、偏置区域、调整面大小、替换面，删除面，镜像面，线性尺寸，设为共面等功能。同步建模功能非常适合工艺模型的创建，可以对设计模型WAVE复制之后，根据加工要求，对模型建模特征进行同步建模操作。

创建工序模型，也可以在NX建模模块下，采用直接建模的方式进行操作。

2.3 工艺模型的表达

2.3.1 模型视图命名

UG三维模型部件导航器下的模型视图（Model Views）主要放置PMI标注信息，系统默认8个视图（俯视图、后视图等）。在MBD工艺中模型视图对应着工序、工步的加工信息。视图编号对应加工顺序，必须采用自定义模式，并做到规范、标准。

所有视图应具有唯一标识。工序视图命名由字母“OP（operation）+工序号”构成，工步视图命名由“OP+工序号+工步顺序号”构成，工序序号、工步顺序号中间以“-”连接。

2.3.2 PMI标注

使用NX7.5提供的PMI工具对MBD模型进行标注，图5为典型的MBD工艺模型。标注的模型尺寸、加工精度、公差、位置度等信息，同时，可以在视图中进行文字表达，如添加“支靠”、描述加工要求等信息，以达到加工操作者能更好地理解加工要求。

2.3.3 加工特征标识

在三維工序模型上，对加工面、基准面、夹紧面等与加工特征相关的信息，可以对特征面颜色进行定义。对加工特征标识的系统设定，达到规范定义。

3 MBD工艺输出

对编制好的MBD工艺输出，通过开发IE与PDM的接口程序，可以实现在制造现场登陆WEB页，查阅和调用工艺，可以查阅轻量化的工艺模型和工艺文档。

4 结语

本研究对MBD工艺技术关键要点：结构化工艺、工艺模型创建、模型视图命名、PMI标注和加工特征标识、MBD工艺输出等内容进行研究，对制造企业应用MBD工艺技术有指导意义。

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