mbd与机械制造(MBD技术在设计与制造协同过程中的实践（来源：e-works）)

导读：以MBD技术为核心，以PMI报表数据为纽带的数字化产品设计制造的实践方法，在数字化工厂的广泛应用，特别是在复杂产品的研发、生产中，形成全局的信息管理和决策树，将为企业节省大量工期和费用。

前言

随着工业与信息化的快速融合与发展，高效数字化生产日渐成为企业发展趋势。MBD为第三代制造设计语言，其基于文档的过程驱动和基于特征的三维表达，与知识库、过程模拟有机结合，读写方便，使设计和制造的一体化成为可能。设计和制造信息共同定义的产品数字模型，其三维参数技术保证了海量设计数据的唯一性、准确性、共享性，为数字化车间实施提供了参数保障。国内对MBD各子系统的单独应用已较普遍，但对MBD协同的应用还不成熟，尚处于技术研究阶段，亟需对MBD在设计与制造的辩证关系和实践策略进一步加深研究。

1MBD概述

MBD技术是指将产品信息定义到产品数字模型中，产出数字孪生产品，形成保证产品数据唯一性的数字化设计与管理体系，如图1。早在1997年，波音公司就开始研究MBD技术的标准，其数字化设计与制造方法的使用大幅减少关联模型重构耗时，限制或消除因重构引起的出错，实现工艺过程的虚拟验证和装配仿真，大幅提升数据重用，为智能制造奠定数据支撑。

在我国数字化技术相关政策支持下，MBD技术逐步应用，但设计与制造协同并不能有效实施。主要表现为：MBD规范未统一。行业规范尚处于研究阶段，上下游协作成员在信息交流、共享等方面存在很大偏差，使得设计无法完全按照需求进行定义。

图1MBD技术标准体系

短时间无法形成基于MBD的生产体系。制造数据的信息化是伴随PLM(ProductLife-CycleManagement)出现的生产方式。由于其颠覆了传统生产方式，专业MBD技术人员的严重缺乏致企业无法全面实施该技术。

2、PMI协同

产品制造信息PMI，即所有尺寸、公差与配合等制造信息，按规范直接标注在三维模型上的标注方式（图2），使产品团队能够直接创建、查询和读取制造信息，并使信息数据能够在上下游协作成员间快速调度。

图2机油泵传动轴支架的PMI三维标注

图3PMI

制造部门对PMI的需求十分迫切，随着产品的精度、复杂度、能效等要求的提高，产品团队对产品设计数据的共享也进一步凸显。如图3(a)，包括完整的基于三维的信息管理整体解决方案、注释环境、集成信息展示和数据重用。产品团队能够快速对PMI对象【图3（b）】的编辑，实现全面的设计、制造、装配过程数据的快速重用和直观体现，便是基于PMI协同实现的。

3容差分析，关键特性识别与关键特定义

3.1、容差分析及模拟

MBD范畴的容差(Allowance)是指容许的特征值的波动范围。数字化产品的装配过程都严格参数化，因此，如图5，容差积累的主要形成对象——尺寸链，从微观到宏观上都影响到工装的精度。而实际生产的可控误差主要