MBD技术:引领产品数字化定义新时代

科技   2024-11-20 20:26   湖北  





长久以来,工程定义都在追求清晰、准确和无歧义的表达。随着数字化技术的飞速发展与广泛应用,基于模型的定义(MBD)技术,凭借全三维且特征鲜明的独特表述方式,正引领产品数字化定义迈向一个新时代。MBD技术不仅显著提升了产品定义的设计质量与利用效率,更实现了数字化设计与制造的无缝衔接,代表了设计技术的最新发展方向。
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              
 - 文章信息 - 


本文由于e-works原创发布。





01
MBD技术的内涵


MBD采用三维实体模型的方式来完整表达产品定义信息。与传统的二维图纸相比,MBD具有更高的信息密度和更强的表达能力。它不仅包含了产品的几何形状信息,还集成了设计、工艺、制造、检验等各部门的信息,实现了产品信息的全面数字化。


MBD模型所包含的信息


MBD技术的特点主要体现在以下几个方面:


1、全三维实体模型:MBD以三维模型作为产品定义的主要载体,通过三维模型来完整表达产品的几何形状、尺寸、公差、注释等信息,直观地展示了产品的外观和结构,还包含了丰富的产品特性信息。


2、全生命周期集成:MBD强调在产品的全生命周期内,从概念设计到详细设计、工艺规划、生产制造、检验测试等各个阶段,都以三维模型为基础进行信息的传递和管理。


3、数据标准化与规范化:为了确保三维模型在不同系统和平台间的兼容性和可读性,MBD倡导采用统一的数据标准和规范,规定了三维模型的格式、精度、命名规则等,保证了数据的一致性和可追溯性。


4、协同工作与知识共享:MBD技术支持多学科、多部门的协同工作,使得设计、工艺、制造等不同领域的专业人员能够在同一平台上进行交流和协作。同时,MBD还促进了知识的共享和重用,提高了团队的整体创新能力。


5、仿真与验证:MBD技术支持对三维模型进行各种仿真和验证分析,如结构强度分析、运动学分析、热流分析等,帮助设计人员在早期阶段发现潜在问题,从而优化设计方案,降低开发风险。




02
MBD技术的应用现状


近年来,MBD技术已经从航空逐步应用到高端装备、精密机械、船舶、轨道交通等多个行业,并取得了突破和成效,逐步形成了行业或国家标准。目前,在制造业中,MBD技术的应用依然集中在产品设计、工艺规划、制造、检测等环节的高度协作,是企业走向智能制造和数字化转型的重要桥梁。


基于MBD协同设计中的分类库管理


以上海发电机厂为例,该企业通过实施基于MBD的协同设计,实现了产品设计信息的数字化定义与管理,有效缩短了产品设计周期,提高了设计质量和效率,加速了企业的数字化转型进程。再如,美菱通过引入MBD解决方案,构建了符合自身需求的三维设计规范体系与设计环境,实现了产品设计效率的大幅提升和差错率的显著降低,为企业的产品研发带来了显著的效率优化和质量提升。中车戚墅堰机车有限公司开展了基于MBD的三维工程化应用,实现了设计、工艺、制造等环节基于同一三维模型的数据访问与集成,提高了内燃机车等产品的研制效率和质量,统一了企业基于MBD的全三维工作环境和标准。




03
MBD技术面临的挑战


尽管MBD技术在制造业中的应用取得了显著成效,但在实施过程中也面临着一些挑战:


🔵 数据管理难度:由于MBD技术涉及大量的数据和信息,如何有效地定义、标注、管理并集成这些数据是一个亟待解决的问题。

🔵 技术集成要求高:MBD技术是一项全三维的制造设计技术,涉及多专业协同,对技术集成、数据标准规范等要求极高。

🔵 MBD技术人才短缺:MBD技术的实施需要具备丰富经验和专业知识的人才,但目前这类人才相对短缺。


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01全面系统地了解什么是MBD,MBD应用现状与存在问题、MBD实施方法及基本要求;

02学习如何建立MBD的标准规范,包括三维建模标准、三维标注标准、模型检查标准等;

03掌握基于MBD的产品设计、(机加、装配、检测、焊接、钣金)工艺设计、工装设计的工作思路与方法;

04学习基于MBD端到端设计与制造一体化的最佳实践案例、方法与技巧;

05学习工艺数字化建设的核心内容,包括设计工艺协同、结构化工艺、三维工艺、检验工艺、一体化更改管理等;

06学习如何基于MBD的DFX技术,全面提升产品研发设计效率;

07基于MBD的设计制造一体化实践案例与成功故事分享,介绍先进企业在基于MBD的设计制造一体化实践中的经验教训与实践成果,为学员提供可借鉴的实战模板。


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