MBD（Model Based Definition），即基于模型的工程定義，是一個用集成的三維實體模型來完整表達(dá)產(chǎn)品定義信息的方法，它詳細(xì)規(guī)定了三維實體模型中產(chǎn)品尺寸、公差的標(biāo)注規(guī)則和工藝信息的表達(dá)方法。

當(dāng)前，我國制造業(yè)的數(shù)字化技術(shù)發(fā)展迅猛，三維數(shù)字化設(shè)計技術(shù)和數(shù)字化樣機技術(shù)得到了深入應(yīng)用。同時，隨著計算機和數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)以圖紙來傳遞信息的協(xié)調(diào)法被以數(shù)字量傳遞為基礎(chǔ)的數(shù)字化協(xié)調(diào)法代替，縮短了研制周期，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

MBD是基于模型的定義，規(guī)定了CAD模型和CAD圖形中的應(yīng)用注釋和具體要求。需以GB/T 24734為依據(jù)在CAD系統(tǒng)中實現(xiàn)三維尺寸自動標(biāo)注的技術(shù)。

MBD是為了創(chuàng)建豐富的“技術(shù)數(shù)據(jù)包”，包含3D模型及相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)元素，將設(shè)計的各個方面包含在內(nèi)，如制造，質(zhì)量，服務(wù)，銷售，售后等，可以充分定義產(chǎn)品，確保相關(guān)下游客戶都能夠有效進(jìn)行溝通和使用。三坐標(biāo)自動化編程主要涉及到MBD其中產(chǎn)品和制造信息（PMI）部分。

MBD的主導(dǎo)思想充分利用三維模型所具備的表現(xiàn)力去探索便于用戶理解且更具效率的設(shè)計制造信息表達(dá)方式。

前言

項目背景

隨著現(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)品的設(shè)計與制造過程變得越來越復(fù)雜。為了確保產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，檢驗和驗證成為了不可或缺的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的檢驗規(guī)劃往往依賴于人工經(jīng)驗和物理樣品，這不僅耗時、成本高，而且可能存在誤差和遺漏。為了解決這些問題，基于模型的定義（MBD, Model-Based Definition）技術(shù)應(yīng)運而生。

MBD是一種基于數(shù)字模型的產(chǎn)品信息描述方法，它將產(chǎn)品的所有信息（如尺寸、材料、工藝、檢驗等）集成在一個統(tǒng)一的數(shù)字模型中。這種方法不僅可以提高設(shè)計的準(zhǔn)確性和效率，還可以為后續(xù)的制造、檢驗和維護(hù)提供強大的支持。

基于MBD的檢驗規(guī)劃生成與管理技術(shù)，是將MBD的理念應(yīng)用于檢驗規(guī)劃的過程中。通過這種技術(shù)，可以自動從數(shù)字模型中提取檢驗信息，生成檢驗規(guī)劃，并進(jìn)行管理。這不僅可以大大減少人工干預(yù)，提高檢驗規(guī)劃的準(zhǔn)確性和效率，還可以確保檢驗規(guī)劃與產(chǎn)品設(shè)計的一致性。

此外，基于MBD的檢驗規(guī)劃生成與管理技術(shù)還可以與其他現(xiàn)代制造技術(shù)（如數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等）結(jié)合，實現(xiàn)智能檢驗、自動化檢驗等高級功能。這不僅可以進(jìn)一步提高檢驗的效率和質(zhì)量，還可以為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益。

項目成果

在眾多項目建設(shè)過程中，我們發(fā)現(xiàn)絕大部分的客戶公司現(xiàn)階段的工藝數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化程度較低，檢驗要求與檢驗執(zhí)行一致性較差，工藝路線與檢驗計劃的生成需工人介入，浪費了大量的人力成本來完成檢驗，為解決這一痛點，?？怂箍倒I(yè)軟件旗下的Smart Quality 深度剖析研究MBD,并基于MBD構(gòu)建了一套檢驗規(guī)劃生成與管理技術(shù)應(yīng)用，大幅提升客戶現(xiàn)場檢驗效率與質(zhì)量。

以下是對此項成果的關(guān)鍵技術(shù)點研究的詳細(xì)介紹：

1.檢驗規(guī)劃生成與管理技術(shù)

結(jié)合噴嘴、葉片典型零部件進(jìn)行檢測工藝規(guī)劃，研究和開發(fā)基于虛擬現(xiàn)實的三維仿真快速脫機編程技術(shù)，完成檢驗環(huán)境的虛擬化及編程人員的快速交互，實現(xiàn)基于模型的脫機編程，完成模擬現(xiàn)實檢測設(shè)備狀態(tài)、仿真檢測環(huán)境及檢測過程。

檢驗規(guī)劃是數(shù)字化檢測過程的基礎(chǔ)，是每一檢測環(huán)節(jié)的起點和依據(jù)?？赏ㄟ^解析二維CAPP工藝規(guī)程及三維MBD數(shù)模獲取結(jié)構(gòu)化檢驗要求信息，自動生成檢驗規(guī)劃；對于非結(jié)構(gòu)化檢測工藝，將檢驗表格轉(zhuǎn)化為定制的Excel模板，導(dǎo)入系統(tǒng)生成檢驗規(guī)劃。

目前已實現(xiàn)基于Excel模板導(dǎo)入和解析二維工藝規(guī)程生成檢驗規(guī)劃的相關(guān)技術(shù)和功能，還需要研究基于MBD模型的檢驗規(guī)劃生成技術(shù)。

2.基于MBD的檢測特性解析

MBD模型是一個用集成的三維實體模型來完整表達(dá)產(chǎn)品定義信息的方法體，PMI是將原本標(biāo)注在二維工程圖上的所有尺寸、公差配合、截面等表示的制造所需的信息都直接標(biāo)注在三維數(shù)模上。其中標(biāo)注信息分為三類：尺寸公差信息、形位公差及技術(shù)條件信息、表面粗糙度信息。具體結(jié)構(gòu)信息如圖所示：

檢測模型標(biāo)注信息結(jié)構(gòu)圖

檢測模型標(biāo)注信息結(jié)構(gòu)如圖所示：

檢測模型標(biāo)注信息結(jié)構(gòu)示意圖

開發(fā)MBD檢測工藝自動解析軟件，對帶有PMI標(biāo)注的MBD數(shù)模進(jìn)行輕量化計算和智能化匹配，可支持圖形引導(dǎo)和尺寸定位高亮顯示，提取尺寸、形位公差以及相關(guān)檢測要求，同時也是自動生成檢驗規(guī)劃的基礎(chǔ)。

完整的MBD模型主要包含3方面的內(nèi)容：幾何信息、GD&T標(biāo)注信息，以及GD&T標(biāo)注信息與幾何信息之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。在此，GD&T標(biāo)注信息涵蓋了語義的標(biāo)注信息以及非語義的文本以及工程注釋等技術(shù)要求信息。針對GD&T標(biāo)注信息及其與幾何信息之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，通過二次開發(fā)技術(shù)進(jìn)行提取。并基于.CAD格式文件進(jìn)行輕量化，實現(xiàn)特征的展示、GD&T標(biāo)注信息的展示以及關(guān)聯(lián)關(guān)系的創(chuàng)建。

3.基于MBD特性解析在 Smart Quality 智慧質(zhì)量管理系統(tǒng)項目中的實踐應(yīng)用

在實際的項目建設(shè)中，SMART Quality質(zhì)量管理系統(tǒng)的檢驗計劃模塊已融入了MBD特性解析功能，可針對某一零組件號進(jìn)行詳細(xì)的檢驗計劃編制，并可以添加該零件的圖紙進(jìn)行綁定，綁定成功后即可在檢驗計劃編制界面查看完整的MBD模型，支持圖形引導(dǎo)與尺寸定位高亮顯示，提取其中的尺寸等檢驗要求信息，進(jìn)一步提高檢驗計劃生成的準(zhǔn)確性與效率。

檢驗計劃編制界面示意圖

當(dāng)零件的檢驗計劃生成后，即可進(jìn)行零件任務(wù)的數(shù)據(jù)采集流程，根據(jù)檢驗計劃中的尺寸信息，可指導(dǎo)工人/檢驗員逐步完成采集工作，并會根據(jù)尺寸信息中記錄的基準(zhǔn)值、上下偏差等信息對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗，進(jìn)一步確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

方案價值

1．提高效率與準(zhǔn)確性：傳統(tǒng)的檢驗規(guī)劃依賴于人工經(jīng)驗和物理樣品，容易出現(xiàn)遺漏和誤差。而基于MBD的技術(shù)可以自動從數(shù)字模型中提取檢驗信息，大大減少了人為因素的干擾，從而提高了檢驗規(guī)劃的準(zhǔn)確性。同時，自動化的流程也大大加快了檢驗規(guī)劃的生成速度。

2．降低成本：自動化的檢驗規(guī)劃生成過程減少了對專業(yè)人員的依賴，從而降低了人力成本。同時，減少了因為人為錯誤導(dǎo)致的返工和修正，進(jìn)一步節(jié)省了材料和時間成本。

3.增強產(chǎn)品質(zhì)量與一致性：基于MBD的檢驗規(guī)劃確保了檢驗過程與產(chǎn)品設(shè)計的高度一致性。這意味著產(chǎn)品的每一個細(xì)節(jié)都將得到嚴(yán)格的檢驗，從而確保了產(chǎn)品的高質(zhì)量。

4.提供數(shù)據(jù)支持與決策依據(jù)：基于MBD的技術(shù)可以為企業(yè)提供大量的數(shù)據(jù)支持，如檢驗結(jié)果、不合格原因分析等。這些數(shù)據(jù)不僅可以用于產(chǎn)品的持續(xù)改進(jìn)，還可以為企業(yè)的決策提供有力的依據(jù)。

5.促進(jìn)跨部門協(xié)同：MBD技術(shù)的應(yīng)用使得產(chǎn)品的信息在整個生命周期中都得到了統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化。這為跨部門的協(xié)同工作提供了便利，如設(shè)計、制造、檢驗、維護(hù)等部門可以更加順暢地共享和交流信息。

6.支持未來技術(shù)的整合：基于MBD的檢驗規(guī)劃生成與管理技術(shù)為與其他先進(jìn)技術(shù)（如人工智能、大數(shù)據(jù)分析、數(shù)字孿生等）的整合打下了堅實的基礎(chǔ)，為企業(yè)的未來發(fā)展提供了強大的支持。

在現(xiàn)代制造業(yè)中，質(zhì)量管理系統(tǒng)的作用日益凸顯，而SMART Quality質(zhì)量管理系統(tǒng)正是這一領(lǐng)域的佼佼者?；贛BD的檢驗規(guī)劃生成與管理技術(shù)的完美融入，為SMART Quality質(zhì)量管理系統(tǒng)賦予了前所未有的核心競爭力。