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基于模型的定义技术

发布时间:2020-1-8
  众所周知,工程定义需要清晰、准确、明白和无歧义的表达。CAD是当前通用的工程语言,但受制于二维图表现力的限制,在从实体形象向抽象的二维视图表达方式相互转换中浪费了设计师/工程师大量的精力,不可避免地出现歧义和偏差,这种工程设计语言的缺陷是显而易见的,为了将三维设计向三维制造一体化转变,迫切需要一种方式将三维设计信息传递到各使用方。基于模型的定义技术(MBD)是产品定义方式的一次革命,它以更为强大的表现力和易于理解的定义方式,极大地提高了产品定义的设计质量和利用效率,使设计、制造融为一体,是未来设计技术的发展方向,必将对制造业有着深远的影响。
  (1)MBD技术的特点:
  ①基于特征的建模方法,不同于其他工程定义方法,MBD是完全基于特征定义的,它不是三维实体加三维标注,而是特征的定义和特征关系的控制,这是它与其他工程定义方法本质的区别,因而它有更强的表现力,更符合实际工程的需要。
  ③数字化信息集成,在MBD中,数据集以三维模型为核心集成了完整的产品数字化定义信息。MBD数据集内容包含设计、工艺、制造、检验等各部门的信息,形成单数据源,避免多源数据的信息不一致,冗余等同题更适合信息的传递和应用,打破长期存在设计/制造/服务的信息壁垒。
  ③知识工程的融合,MBD可融人工程知识、过程模拟和产品标准规范等将抽象、分散的知识更加形象和集中,使得设计、制造的过程演变为知识积累和技术创新的过程,成为精密锻造企业工程知识的最佳载体。
  ④文档驱动,信息集成统一,简化信息的传递和使用MBD是基于文档驱动的,集设计、制造、检验等关联过程为一体的工作方式。这种方式极大简化了数据传递的复杂性,避免了对信息管理系统的过度依赖,一般情况下只需BOM表加MBD数模即可完成工作,非常适合工程环境下的使用。
  MBD技术的应用现状:目前MBD技术主要应用于航空业。在国外,发达航空企业飞机制造技术的发展已发生本质的变化,波音、空客和洛·马公司都已经实现了数字化装配,在飞机制造数字化技术应用领域取得了巨大成功。波音公司于2003年制定MBD应用标准规范与此同时开发相应的应用软件(把CAD软件CATIA嵌入产品数据管理软件LCA中),并与Detmia集成,立即应用于波音787新型客机的研制过程中,全面采用了 MBD技术,以三维实体模型作为唯一的制造依据标准,建立了从产品数字化定义到数字化制造检测装配的一体化集成模式,缩短了研制周期并取得重大成功。在国内,航空领域的工程语言的发展仍旧处在以二维为主,三维为辅的阶段,这是由于传统制造业中设计与制造是属于不同单位,有不同的人员来完成,这与MBD技术从设计到加工一体化的观念是截然相反的,导致相关技术人员缺乏,MBD各环节的技术都不成熟。MBD是航空产业数字化技术发展的新阶段和必然趋势,通过与国外航空企业成功的应用现状相比较,MBD技术的实施还有较长的一段路要走。