發(fā)布者：凱思軟件發(fā)布日期：2024-06-28瀏覽量：
高端裝備制造行業(yè)是中國制造業(yè)的重要組成部分，也是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一。近年來(lái)，隨著(zhù)國內經(jīng)濟的快速發(fā)展和科技水平的提高，高端裝備制造行業(yè)逐漸呈現出良好的發(fā)展勢頭。高端裝備制造企業(yè)產(chǎn)品是關(guān)系國家經(jīng)濟命脈和實(shí)體經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱，產(chǎn)品多屬于單件小批量產(chǎn)品，產(chǎn)品研制和生產(chǎn)組織具有多品種、小批量、產(chǎn)品復雜、變更頻繁、個(gè)性化定制要求高、交貨期要求嚴等特點(diǎn)。
基于模型定義（Model-Based Definition,MBD）技術(shù)是一種采用全三維實(shí)體模型的方式來(lái)完整表達產(chǎn)品定義信息的技術(shù)，它將與三維實(shí)體模型相關(guān)的產(chǎn)品尺寸、公差、基準、表面粗糙度等詳細信息統一定義于三維實(shí)體模型中，以三維實(shí)體模型作為數據交流和傳遞的載體，完全摒棄了傳統結構設計過(guò)程中以二維CAD圖紙來(lái)表達實(shí)體模型的方式，從而使得整個(gè)產(chǎn)品生命周期內的數據唯一性得到保證。消除了數據傳遞過(guò)程中產(chǎn)生的歧義，大大提高了產(chǎn)品設計的效率。
#重型裝備行業(yè)產(chǎn)品研制普遍存在以下問(wèn)題：
1、研制體系問(wèn)題：重裝產(chǎn)品結構復雜，零部件種類(lèi)繁多。產(chǎn)品都是邊研發(fā)、邊制造；在產(chǎn)品的一個(gè)交付周期里由于各種原因（用戶(hù)變更、材料采購變更、生產(chǎn)設備變更）導致的設計更改非常頻繁，甚至一個(gè)零件的變更達到數十次之多；
2、上下游協(xié)同問(wèn)題：產(chǎn)品研制涉及到合同與銷(xiāo)售、計劃管理、工程管理、工藝與制造、交付與服務(wù)等部門(mén)。由于現有系統的局限性，業(yè)務(wù)部門(mén)之間信息是隔離的，難以實(shí)現實(shí)時(shí)的傳遞和交互，導致了信息交互的實(shí)時(shí)性、正確性難以保證；
3、信息化孤島問(wèn)題：企業(yè)現有PDM是基于文件管理方式的集成系統，需要通過(guò)接口與其他系統進(jìn)行文件/數據交互與集成，費事費力、易出差錯。這就導致了企業(yè)上下游協(xié)同不夠通暢、產(chǎn)品研制效率不高的問(wèn)題；
產(chǎn)品設計數據與數模相互隔離，無(wú)法將設計數據及時(shí)、準確傳遞到下游生產(chǎn)環(huán)節，推行基于MBD的設計工藝一體化協(xié)同成為公司最關(guān)注的需求。
達索系統3DEXPERIENCE平臺的優(yōu)勢
3DEXPERIENCE平臺是目前全球首款基于數字化、統一技術(shù)架構、單一數據源以及面向服務(wù)化應用的產(chǎn)品全生命周期數字化研制平臺。3DEXPERIENCE平臺有以下幾方面的優(yōu)勢：
1、系統先進(jìn)性：3DEXPERIENCE平臺是面向未來(lái)的企業(yè)級數字化工程平臺，是基于數字化模型、數據驅動(dòng)、數字連續、面向體驗的第三代數字化研制平臺，業(yè)務(wù)涵蓋產(chǎn)品數字化設計、數字化仿真、數字化制造規劃、數字化制造執行與運營(yíng)、數字化服務(wù)、數字化營(yíng)銷(xiāo)全生命周期。
2、數字連續：統一技術(shù)、單一數據源的系統架構保障3DEXPERIENCE在企業(yè)內各單位之間、上下游、外部供應鏈之間進(jìn)行無(wú)縫流動(dòng)應用，減少大量的數據冗余、系統集成接口，確保數字連續，數據一致性和協(xié)同效率。
3、基于場(chǎng)景的服務(wù)化應用：3DEXPERIENCE平臺提供了基于角色面向場(chǎng)景的用戶(hù)應用界面。在3DEXPERIENCE上提供了600+APP，可以采用搭積木式（業(yè)務(wù)場(chǎng)景配置）來(lái)組織不同角色的業(yè)務(wù)應用場(chǎng)景頁(yè)面，并可以靈活擴展，改變以往功能堆疊式系統易用性不好、用戶(hù)體驗差的問(wèn)題，3DEXPERIENCE基于面向場(chǎng)景的服務(wù)化應用具有輕量化、可配置、易上手，極大提升用戶(hù)體驗的優(yōu)勢，學(xué)習成本低、推廣難度小。
#Part.1 基于MBD的多專(zhuān)業(yè)協(xié)同工程項目建設目標
建立基于MBD技術(shù)的全新三維產(chǎn)品設計與業(yè)務(wù)流程支撐體系和管理方法，提升研制手段，加快交付與創(chuàng )新；并以MBD為基礎，拉通產(chǎn)品與訂單從設計到仿真分析、工藝規劃和車(chē)間現場(chǎng)應用的數字化全過(guò)程，實(shí)現全面工程化應用。
1、建立健全數字化研制業(yè)務(wù)相關(guān)標準與規范以支撐數字化研制的體系化：
充分分析和梳理當前研制業(yè)務(wù)體系，建立健全基于MBD的數字化研制業(yè)務(wù)體系相關(guān)數字化研制標準、規范、流程、管理制度以及績(jì)效體系，以滿(mǎn)足未來(lái)數字化研制轉型長(cháng)遠發(fā)展要求。
2、實(shí)現數字化研制業(yè)務(wù)協(xié)同一體提升研制業(yè)務(wù)整體協(xié)同性：
基于數字化研制業(yè)務(wù)平臺，實(shí)現產(chǎn)品數字化設計協(xié)同、設計與仿真、設計與工藝規劃與驗證一體化，提升跨地域、跨組織、跨專(zhuān)業(yè)的數字化研制業(yè)務(wù)整體協(xié)同能力。
3、構建數字化研制知識工程庫支持快速設計：
構建產(chǎn)品研制相關(guān)的符合國標、行標、機械標準相關(guān)的標準件庫，通用件庫、產(chǎn)品專(zhuān)用設計零部件庫、外購件庫等；MBD三維PMI標注相關(guān)的模板庫、零部件設計模板、參數化模板等；符合產(chǎn)品設計和制造要求的相關(guān)設計質(zhì)量、制造質(zhì)量檢查規則庫；基于知識工程庫的應用，提高設計知識重用，以提升數字化研制效率、標準化以及質(zhì)量。
4、實(shí)施數字化研制核心業(yè)務(wù)管理提高研制管理水平：
通過(guò)數字化協(xié)同研制平臺的搭建，實(shí)施包括：設計資源庫管理、機械結構設計及過(guò)程管理、電氣設計及過(guò)程管理、管路設計、機電協(xié)同、EBOM管理、圖文檔管理、項目管理等；工藝資源庫管理、MBOM管理、零件工藝規劃、裝配工藝規劃、可視化作業(yè)指導書(shū)等。
#Part.2基于MBD的多專(zhuān)業(yè)協(xié)同工程項目主要建設內容
技術(shù)研發(fā)體系和規范構成
一、制定三維標注規范：根據二維工程圖的標注規范以及相關(guān)要求，制定三維標注規范。包括三大類(lèi)標準規范：
二、進(jìn)行基于模型的產(chǎn)品數字化研制手段的轉變
Model-Based Definition（MBD）是一種制造業(yè)中的方法論，它使用3D模型作為產(chǎn)品定義的權威來(lái)源，包括在3D CAD模型中直接嵌入尺寸、公差、注釋、說(shuō)明、元數據和其他制造信息。這種方法是對傳統基于2D圖紙的方法的回應，后者往往導致誤解、錯誤和制造過(guò)程中的延遲。MBD旨在通過(guò)將所有相關(guān)信息整合到單個(gè)數字模型中來(lái)簡(jiǎn)化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程，減少歧義，提高溝通效率，并增強設計、工程和制造團隊之間的協(xié)作。
2D圖紙到3D圖紙的轉變
三、建立基于MBD數字化研制轉型愿景
未來(lái)要打造建立在3D產(chǎn)品數據定義和數據共享重用的全集成和協(xié)同的工作環(huán)境(MBE)實(shí)現基于MBD的設計、基于MBD的仿真分析、基于MBD的工藝及基于MBD的服務(wù)，從根本上減少產(chǎn)品創(chuàng )新、開(kāi)發(fā)、制造和支持的時(shí)間和成本，提升研制的效率和質(zhì)量，以及推動(dòng)產(chǎn)品研制快速創(chuàng )新。
基于MBD的數字化研制愿景
四、基于MBD研制成熟度模型進(jìn)行持續優(yōu)化與迭代
基于MBD數字化研制的進(jìn)階過(guò)程
基于MBD的數字化研制可以分5個(gè)層級：
第一級：?jiǎn)渭儜枚SCAD繪制工程圖。
第二級：以二維CAD為主，三維CAD輔助建模。
第三級：以三維CAD為主，二維CAD作為輔助工具。
第四級：基于MBD的全流程應用，設計、仿真、分析一體化。
第五級：基于MBD技術(shù)的企業(yè)，以MBD數字模型為基礎，從設計、分析、工藝、制造現場(chǎng)、服務(wù)及供應商全業(yè)務(wù)過(guò)程拉通。
五、建立基于MBD單一數據源的協(xié)同管理環(huán)境
建設基于達索系統3DEXPERIENCE系統的集成化系統工程設計開(kāi)發(fā)環(huán)境，主要包括項目管理、機械結構設計、電氣設計、流體設計、仿真模擬、工藝設計等業(yè)務(wù)工作在同一平臺實(shí)現各專(zhuān)業(yè)的協(xié)同，并實(shí)現基于流程的業(yè)務(wù)過(guò)程與產(chǎn)品數據的集中管理。在產(chǎn)品設計開(kāi)發(fā)流程的各階段，實(shí)現可視化設計與產(chǎn)品數據完整統一的集成化，各專(zhuān)業(yè)可直觀(guān)地相互獲取設計意圖，極大地支持并行工程。各專(zhuān)業(yè)設計結果都集中到基于零件定義的三維模型數據，按照數據的一源性原則保證數據的完整性、一致性。并在平臺上建立一套符合ISO9000設計控制程序要求的在三維設計環(huán)境下的工作管理模式與設計模式。
從項目和產(chǎn)品雙維度進(jìn)行數據組織
六、MBD核心業(yè)務(wù)典型應用場(chǎng)景
在企業(yè)內建立MBD技術(shù)體系是一個(gè)系統性的過(guò)程，首先，需要確立MBD作為數字化研制體系的核心組成部分，并制定相應的戰略和目標。其次，需要投入資源和人力，建立技術(shù)團隊，包括專(zhuān)業(yè)的工程師、CAD設計師和制造專(zhuān)家，他們將負責制定并實(shí)施MBD標準和流程。在MBD技術(shù)體系的建立過(guò)程中，企業(yè)需要考慮整合MBD技術(shù)與現有的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程和信息系統，確保其與其他系統的兼容性和無(wú)縫集成。此外，企業(yè)還需要建立供應商協(xié)同機制，與合作伙伴共享MBD數據，并建立在線(xiàn)測量裝配和現場(chǎng)可視化制造與檢測技術(shù)，以實(shí)現全面的數字化協(xié)同和信息閉環(huán)。然后，企業(yè)可以建立監測和評估機制，定期評估MBD技術(shù)體系的實(shí)施效果，并根據實(shí)際情況進(jìn)行調整和優(yōu)化，持續改進(jìn)MBD技術(shù)體系，確保其與企業(yè)的業(yè)務(wù)目標和發(fā)展戰略保持一致。通過(guò)以上的步驟和措施，企業(yè)可以逐步建立起健全的MBD技術(shù)體系，實(shí)現數字化研制和制造的高效協(xié)同和優(yōu)化。
