一、問題的提出

    MBD是一種以三維模型數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)傳遞依據(jù)的全信息模型，來描述幾何形狀信息、產(chǎn)品制造信息（尺寸、公差、技術(shù)要求等）、屬性（設(shè)計屬性、制造屬性、分類屬性、編碼屬性等），使三維實體模型數(shù)據(jù)作為生產(chǎn)制造過程中的唯一依據(jù)，實現(xiàn)設(shè)計、工藝、制造、檢測等應(yīng)用高度集成。這一項目的提出直接對現(xiàn)有設(shè)計、工藝系統(tǒng)的大變革，由于現(xiàn)行工藝中每道工序都需要配以圖形進行說明、標(biāo)注等，需要工藝人員做大量的圖形繪制工作，如何將MBD模型體現(xiàn)在工藝規(guī)程上，并且進行工序內(nèi)容的說明，尺寸的表達等這些都是開展MBD工藝過程中急需解決的問題。

二、系統(tǒng)解決方案

    為了解決問題，公司立項開發(fā)了基于MBD三維工藝系統(tǒng)，根據(jù)三維工藝的特點與要求，基于NX和Teamcenter協(xié)同平臺，在CAX與IE的基礎(chǔ)上，通過開發(fā)形成的工藝設(shè)計系統(tǒng)，輔助工藝人員完成零件的三維工藝規(guī)程的設(shè)計�？傮w技術(shù)方案見圖1。

    圖1 工藝系統(tǒng)總體技術(shù)方案

三、系統(tǒng)實施應(yīng)用

    1）設(shè)計數(shù)據(jù)瀏覽

    工藝技術(shù)人員通過Teamcenter可視化瀏覽器查看MBD設(shè)計數(shù)據(jù)，或通過NX查看產(chǎn)品設(shè)計模型，通過旋轉(zhuǎn)、縮放、剖切、測量等功能查看模型信息，通過選擇PMI視圖可以查看在各視圖中標(biāo)注的尺寸公差信息，進行制造BOM構(gòu)建、流水分工、開始工藝設(shè)計。

    2）工藝結(jié)構(gòu)建立

    在Teamcenter Manufacturing中建立工藝BOM，見圖2。每個零組件對應(yīng)一個總工藝節(jié)點，在總工藝下建立零件所需要的工藝對象，比如毛坯工藝、機加工藝、數(shù)控工藝等，在工藝中建立工序，在工序下添加設(shè)備、工裝、輔料等物料對象。工藝與工廠結(jié)構(gòu)中的車間（或分廠）關(guān)聯(lián)，工序與車間的工作中心（工位）關(guān)聯(lián)。

    圖2 Teamcenter Manufacturing中的工藝BOM

    3）工序模型建立

    在Teamcenter的工藝、工序?qū)ο笊蟿?chuàng)建NX 數(shù)據(jù)集，如圖3，進入NX中通過WAVE Link功能關(guān)聯(lián)引用設(shè)計模型或其它工序模型，通過NX 同步建模功能對模型直接修改，比如增加加工余量、刪除加工孔、槽等，方便快捷地建立工序模型。

    圖3 Teamcenter中的NX數(shù)據(jù)集

    4）工序內(nèi)容建立

    在NX中通過PMI功能進行3D制造信息標(biāo)注，比如尺寸公差要求、加工區(qū)域標(biāo)識、操作說明、檢驗要求等，如圖4。需要展示內(nèi)部細節(jié)時，可通過PMI剖視圖展示。復(fù)雜工序可根據(jù)表達需要增加標(biāo)注視圖。對于熱工藝，表現(xiàn)形式可根據(jù)加工特點作相應(yīng)調(diào)整，一般情況下形狀變化不多，尺寸公差信息較少，工藝參數(shù)較多。

    圖4 NX中3D制造信息的標(biāo)注

    5）PDM系統(tǒng)的MBD工藝管理

    使用定制好的工藝文件模板，從系統(tǒng)中提取產(chǎn)品、工藝、工序、工裝、設(shè)備等信息，添加到工藝文件中，生成的IE表達的工藝文件。圖5是基于Web在線作業(yè)指導(dǎo)說明書，通過IE或其它瀏覽器打開創(chuàng)建的作業(yè)指導(dǎo)說明書；實現(xiàn)三維瀏覽器瀏覽JT模型。同時在PDM協(xié)同平臺下提供設(shè)計、校對、審核、審定、標(biāo)檢、歸檔、發(fā)放等工藝審批信息的記錄，支持圈閱信息的保存、對比、權(quán)限控制等；支持工序的會簽，滿足不同工序的差異化會簽需求。實現(xiàn)在PDM協(xié)同平臺下的MBD工藝流程管理。

    圖5 基于Web在線作業(yè)指導(dǎo)說明書

四、系統(tǒng)收益分析

    MBD作為新一代工藝編制方式，是未來技術(shù)的發(fā)展方向，從生產(chǎn)線測試總結(jié)來看，該系統(tǒng)從功能上滿足當(dāng)前MBD需求：

    1）新思路

    由于設(shè)計所采用三維數(shù)據(jù)作為唯一數(shù)據(jù)源進行發(fā)圖，系統(tǒng)基于設(shè)計提供三維數(shù)據(jù)，3D工序模型建模以及PMI 建模表達；工藝信息在NX 系統(tǒng)一次表達，直接生成工藝文檔，表達可按需求3D或2D表達。

    2）新方法、新工具

    在三維模型直接使用HB5800-1999工具和加工序號自動標(biāo)識功能，對于尺寸公差可以直接添加，量具、刃具等，工裝也可以在進行尺寸標(biāo)識的時候填寫，系統(tǒng)自動生成工藝報表，節(jié)約了工藝編制時間。

    3）協(xié)同

    單一數(shù)據(jù)源MBD全信息模型協(xié)同構(gòu)建，多部門提前介入，工程效益大大提高。

    4）系統(tǒng)集成

    系統(tǒng)與PDM系統(tǒng)無縫集成，工藝路線、工藝文件直接在TC系統(tǒng)管理，并且在TC系統(tǒng)審批流程。

五、系統(tǒng)展望

    雖然該工藝編制系統(tǒng)是從功能上可以滿足工藝人員工藝文件的編制，但是該系統(tǒng)目前還只是個原形系統(tǒng)，還只是一些關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用探索與突破，距離型號工程化應(yīng)用階段還需進一步研究完善和改進。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標(biāo)題：基于MBD技術(shù)的航空發(fā)動機造數(shù)字化工藝實施應(yīng)用

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