MBD技术介绍课件

1、基于模型定义（MBD）的飞机装配工艺设计技术1 用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息，详细规定了三维实体模型中产品定义、公差的标注规则和工艺信息的表达方法。三维实体模型成为生产制造过程中的唯一依据, 改变了传统以工程图纸为主,而以三维实体模型为辅的制造方法。MBD的定义MBD-Model Based Definition基于模型的定义2 波音公司要求波音787飞机全球合作伙伴采用MBD模型作为整个飞机产品制造过程中的唯一依据。该技术将三维制造信息PMI(3D Product Manufacturing Information)与三维设计信息共同定义到产品的三维数字化模型中,使产品加工、装

2、配、测量、检验等实现高度集成,数字化技术的应用有了新的跨越式发展。 我国的大飞机设计和制造现在也正逐步实施和应用MBD技术，该项技术对飞机装配技术必然会带来实质性的变革。3产品定义的演变传统数字化定义MBD4MBD技术的特征 MBD数据集应包括精确的实体模型、3维尺寸标注、注释和公差标注等信息来完整定义一个产品的所有要求。（MBD数据集集成了原来见于传统图纸上的公差、标志和“文本”类的信息，并依靠一系列的标准规范将这些信息集成在3维的CAD模型中）5以3D模型作为唯一的制造依据：实现真正的单一数据源，保证设计数据的唯一性 消除可能的双源数据之间的不协调方便数据管理，提高数据安全性应用MBD技术

3、的意义6强制比较（基于图纸检查模型）增加了工程错误和更改零件设计准备时间长存储/复制产品定义困难装配协调性差高成本定义数据统一（单源）提高了工程质量减少了零件设计准备时间电子化的存储和传递协调性好减少成本易于向下兼容双数据源定义（传统模式）单源定义（3D MBD）3D Model2D Drawing3D Model应用MBD技术的意义7应用MBD技术要考虑的问题MBD设计模型全三维定义的方法、规范MBD模型的增强和扩展工艺衍生模型基于模型定义的装配工艺设计流程工艺设计实现示例开放性问题8MBD设计模型全三维定义的方法、规范 从二维工程图纸到三维MBD模型，首先要解决在三维模型上标注什么内容？用

4、什么样的方式？如何组织这些标注？怎样使设计人员、工艺人员和操作工人更方便地看“图”？标准、规范过程，方法9MBD设计模型全三维定义的方法、规范 全3D设计规范是全三维设计的基础。需要针对产品定义、工艺设计和制造特点来建立三维标注的标准和规范。目的是：以技术人员明白的方式，将各工序所必须的表达意图添加到三维模型中去。10MBD设计模型全三维定义的方法、规范 虽然三维模型包含了二维图纸所不具备的（详细准确的）形状信息，但是，以前的三维数模中不包括几何公差、尺寸公差、表面粗糙度、材质、热处理和表面处理方法、润滑剂及润滑方式、油漆涂刷范围和颜色、要求符合的规格与标准等，这些非形状或非几何信息仅靠形状是

5、无法表达的。11MBD设计模型全三维定义的方法、规范基于这一情况，美国机械工程师协会（ASME）联合波音公司于2003年制订了“数字化产品定义数据规程”（Digital Product Definition Data Practices）ASME Y14.41-2003标准。其主导思想不只是简单地将二维图纸的信息反映到三维模型中去，而要“充分利用三维模型所具备的表现力，去探索便于用户理解、更具效率的设计信息表达方式。” 12ASME Y14.41-2003依据ASME14.41的要求。在3维模型中表达所有几何特征和尺寸公差要求。实体几何模型零件坐标系统(PCS， Part Coordinate

6、 System )3维尺寸、公差和注释附加几何元素设计模型13MBD数据集的组成相关设计数据实体模型零件坐标系统三维标注尺寸、公差和注释工程注释材料要求其它定义数据及要求MBD数据集尺寸公差基准实体模型模型几何信息补充的辅助几何信息几何元素坐标系注释工程注释标准注释材料要求其它三维标注旗注几何MDFMBS14BDS-600 基于模型的定义数据集的一般要求BDS-601 基于模型的定义数据集和模型的识别BDS-602 基于模型的定义数据集修订版本BDS-610 基于模型的定义缩略语、简称和定义BDS-622 基于模型的定义CATIA V5BDS-624 基于模型的定义EDS（UG）BDS-640

7、 基于模型的定义机加零件BDS-641 基于模型的定义金属板料零件BDS-642 基于模型的定义铸件和锻件BDS-644 基于模型的定义夹层复材结构件BDS-647 基于模型的定义管路弯曲数据集BDS-651 基于模型的定义零件的另一种表示方法BDS-660 基于模型的定义装配件BDS-662 基于模型的定义导线束装配/连接线和电缆装配BDS-680 基于模型的定义标准零件建模要求波音数字化定义规范15GB/T24734-2009数字化产品定义数据通则16GB/T24734-2009数字化产品定义数据通则17基准面特征符号平面度特征此表面为基准面AMBD公差特征的表达18零件坐标系统通常安置在

8、主基准面和第二、第三基准面的交点处。MBD数据集的坐标系统19非通用公差将使用GD&T工具进行标注，承制单位必须检验这些标注的公差。平面度的定义轮廓度的定义孔的位置度定义MBD数据集公差标注20在MBD数据集中集成了工艺要求等原来出现在图纸上的说明类信息MBD数据集为并行设计提供了一个组织框架，并行设计中与工程生产相关的信息可以集成在一起21尺寸单位建模比例建模标准知识产权22通用公差加工注意事项加工精度23旗注标识旗注描述24捕获视图25工艺衍生模型 应用MBD技术后，不仅产品定义形式上发生了转变，同时企业工作模式以及数据传递管理模式也发生了改变。需要在MBD设计模型的基础上创建工艺衍生模型

9、，增加必要的工艺信息。值得注意的是，工艺衍生模型必须与设计模型严格区分，确保产品设计模型在工艺设计环节不被修改。26工艺衍生模型工艺衍生模型：为在工艺设计和零部件生产加工中使用的，反映工艺中间过程、辅助表达工艺信息的三维模型、二维图表、轻量化模型等形式的载体。为满足MBD数据传递快速、易与工艺文件集成，借助一种轻量化工具来表达MBD数据，并对工艺信息进行添加（如可以添加文字表述、装配动画制作、模型剖切、装配资源添加（展现装配现场场景）的工艺表达模型。27工艺衍生模型的分类：按用途分类表达余量的工艺衍生模型工艺耳片凸台类的工艺衍生模型工艺要求的表达模型质检工艺衍生模型加工指令的工艺衍生模型按文件

10、组织形式分类三维轻量化模型二维截图捕捉二维简图DPE中编制工艺信息带上下文关联的CATIA文件工艺衍生模型28工艺衍生模型的分类：按用途分类表达余量的工艺衍生模型工艺耳片凸台类的工艺衍生模型工艺要求的表达模型质检工艺衍生模型加工指令的工艺衍生模型工艺衍生模型29工艺衍生模型的分类：按用途分类表达余量的工艺衍生模型工艺耳片凸台类的工艺衍生模型工艺要求的表达模型质检工艺衍生模型加工指令的工艺衍生模型工艺衍生模型蒙皮上预留工艺耳片 工艺耳片30工艺衍生模型的分类：按用途分类表达余量的工艺衍生模型工艺耳片凸台类的工艺衍生模型工艺要求的表达模型质检工艺衍生模型加工指令的工艺衍生模型工艺衍生模型31工艺衍

11、生模型的分类：按用途分类表达余量的工艺衍生模型工艺耳片凸台类的工艺衍生模型工艺要求的表达模型质检工艺衍生模型加工指令的工艺衍生模型工艺衍生模型32工艺衍生模型的分类：按用途分类表达余量的工艺衍生模型工艺耳片凸台类的工艺衍生模型工艺要求的表达模型质检工艺衍生模型加工指令的工艺衍生模型工艺衍生模型33按文件组织形式分类三维轻量化模型二维截图捕捉二维简图工艺衍生模型三维数据在不同部门进行传递时因其数据量非常庞大（有时为一个整机模型），因此需要将模型转化成一种数据量较小同时又不至于丢失必备信息的文件形式，例如可以将模型转换成“.cgr”或者“.3dxml”格式的文件，这些文件可以充分保留模型的外形信息

12、，过滤掉了模型复杂的建模信息，使数据量大大缩减。34按文件组织形式分类三维轻量化模型二维截图捕捉二维简图工艺衍生模型截图不同于二维工程图，它只是将零件的一个局部或者整体进行截图，以一种图片的形式进行传递，该截图中仍然截取的是三维模型，虽说这只是一个平面的图片，但是可以充分的让读者明白所表达的信息，二维截图在模型不是特别复杂时或者标注信息不是特别多时可以选用。 35按文件组织形式分类三维轻量化模型二维截图捕捉二维简图工艺衍生模型36按文件组织形式分类三维轻量化模型二维截图捕捉二维简图工艺衍生模型37现行工艺设计流程分析基于模型定义的装配工艺设计流程38现行工艺设计业务流程下的主要信息 39基于M

13、BD的装配工艺设计流程40基于MBD的装配工艺信息及传递41实施MBD技术平台建设42基于MBD的飞机装配流程43基于DPE平台的工艺设计装配工艺设计流程示例44装配工艺设计过程 1）装配工艺模板定制 为保证飞机装配工艺设计质量、提高设计效率，有必要定制集成产品信息、工艺信息和制造资源信息及其结构的装配工艺模板，确定装配工艺树状结构的层次、显示方式、数据类型的属性信息。产品下有数据类型：总装配件、子装配件、零件等；工艺下有数据类型：工位、站位、AO、工序等；资源下有数据类型：工厂、车间、工位、工装、工艺规范、工具等。P-Product P-Process R-Resource45产品装配结构模

14、板定制-Product 产品都有其上、下级工程组件，在整个飞机产品中都有对应的装配层次关系。产品装配结构模板是根据飞机产品零部件的划分及其装配层次的梯度，用来快速指导上游CAD产品装配结构划分的规范形式。 46工艺结构模板定制- Process 工艺结构模板的定制是在产品装配结构模板的基础上，定制划分装配任务的数据类型如工位、站位、AO等，并定制完成AO所需的装配操作数据类型，如：工序，工步及各工序之间的并行或串行操作的连接类型等。47装配工艺结构模板定制资源模板定制Resource 资源结构模板的定制，是根据装配所需的制造资源定制其相应的数据类型，这些资源是参与装配过程的所有非产品元素，如：

15、工装、设备、工具量具、工艺规范、工艺知识数据等。48装配工艺结构模板定制AO属性定制 装配大纲AO (Assembly Outline)，是指导飞机装配工艺工作的纲领性文件。现在国内航空企业所用的AO大都是二维纸质形式，是由装配工艺部门编写的生产性装配工艺文件。其作用是根据产品的特点、企业的生产组织方式、人力与设备的使用情况，对整个制造过程和企业资源的综合优化。一架飞机有成千上万份AO，都是工艺人员手工编制出来的，这样制作时间太长，容易出现错误，数据还不易更新。 49装配工艺结构模板定制AO属性定制 502）基于工艺结构模板的工艺设计过程工艺方案设计阶段，划分工艺分离面，明确各工位下要完成的装

16、配任务，同时提出工装需求；工艺详细设计阶段，根据工艺分离面的划分，细划各工位下的站位、AO、工序等装配单元，并设计同一层次的装配顺序，完成“设备汇总”、“工装汇总”等工作；在工艺分离面划分的基础上，上传产品数模到对应的产品装配结构树下，上传工装数模到资源结构树下，将产品与对应的工装与工艺结构树相关联。51基于工艺结构模板的工艺设计过程 产品MBD数据集传递过程 52基于工艺结构模板的工艺设计过程 将参装件分到AO中53基于工艺结构模板的工艺设计过程 划分工序及操作流程 54基于工艺结构模板的工艺设计过程 设计资源结构树与工艺结构树相关联 55装配工艺仿真56三维AO的定义与生成二维AO三维AO工序内容文字描述文字描述三维装配动画典型零件附图二维工程图三维轻量化附图附图是否可操作否是附图包含信息不全面较全面（MBD数据集）有无装配过程控制无有能否联接到工艺规范不能能文件大小轻量化轻量化文字信息输入形式手动自动57装配工艺文档生成58讨论问题MBD数据的“阅读”和可视化下游用户不一定有CAD软件（CA