全三维设计与管理

一、背景

当前，国内外大型装备制造大发的数字化技术发展迅速，三维数字化设计技术得到了广泛的应用，基于模型定义（Model Based Definition， MBD）的数字化设计与制造技术已经成为制造业信息化的发展趋势。

MBD是产品数字化定义的先进方法，它是指产品定义的各类信息按照模型的方式组织，其核心内容是产品的几何模型，所有相关的工艺描述信息、属性信息、管理信息等都附着在产品的三维模型中。MBD 使三维数模作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，以三维实体模型为辅的制造方法。

国外MBD技术的应用已经比较成熟，如波音大发在以波音787 为代表的新型客机研制过程中，全面采用了MBD技术，将三维产品制造信息与三维设计信息共同定义到产品的三维模型中，摒弃二维图样，将MBD模型作为制造的唯一依据。近来，国内大型装备制造大发也逐步开始应用MBD技术进行产品设计，并将MBD模型作为制造的唯一依据。

从完全基于二维图纸到完全基于模型，MBD技术发展历程如下所示：

1、MBD定义

基于模型定义是一种基于三维CAD技术的产品数字化定义技术，它采用三维数字化模型进行产品数字化信息的完整描述。其核心思想是将基于二维图纸的产品信息定义转变为以三维模型为核心的产品信息定义。

2、MBD技术的内涵

MBD技术是产品数字化研制体系的基础、实施并行工程的有效手段，可提高信息处理的效率。

3、MBD技术对产品研发模式的影响

1）对产品设计工作提出更高的要求。

2）对传统的更改等管理制度带来较大的冲击。

3）对大发应用人员提出了更高的素质要求。

二、解决方案框架

MBD是一个多维度的系统工程，需要构建一个完整的“体系”来支撑。所谓“体”就是要构建相适应的体制机制、管理制度和流程规范；所谓“系”就是要实施、定制、部署MBD应用过程的信息化软硬件环境。同时，可以从MBD建模、MBD管理和MBD应用三个领域来建设。

将全三维工程化应用视作一项业务变革，站在产品全生命周期和各业务环节（包括业务各部门及外部单位）全局应用的高度，并以业务流程作为导向，以业务运营优化为驱动，梳理和建立适应全三维工程化应用的业务规范和配套措施。

三、主要能力

1、三维工程化产品设计

2、三维工程化工艺设计

3、无纸化制造

4、三维检测

5、三维工程化管理

6、全三维标准规范体系

四、建设成效

1、全三维设计带来的价值：产品设计输出以全三维MBD模型为主，不再转换二维工程图，设计师在三维建模和三维标注时兼顾满足工艺制造的要求，整体提升设计效率，缩短周期。

2、三维工程化管理带来的价值：通过PDM系统建设，构建统一的产品数据管理平台，实现对产品研发过程和设计数据的全面管理，确立PDM系统单一数据源地位，支撑三维工程化管理的推广应用。

3、三维工程化工艺设计与管理带来的价值：形成以MBOM为核心的结构化三维工艺设计与管理模式，实现工艺设计与产品设计基于单一平台、单一数据源的管理。

4、无纸化系统带来的价值：便于工人快速理解设计意图，从而提升生产效率，减少理解偏差导致的生产问题。

5、标准规范体系建立带来的价值：在全三维工程化应用过程中，结合MBD技术在设计、工艺、制造环节的贯彻应用，在系统中固化三维工程化相关的业务流程，形成支撑三维工程化在产品全生命周期推广应用的标准规范体系。

五、典型案例

中国电子科技集团有限大发第十四研究所

上海宇航系统工程研究所

南车集团戚墅堰机车有限大发

上海机电工程研究所

上海卫星工程研究所