搜索
基于MBD的PTC数字化设计制造一体化解决方案张锦存技术客户经理2013·西安22汇报议程MBD技术的历史与发展国内应用现状与挑战PTC基于MBD的设计制造一体化解决方案客户应用与推广建议33汇报议程MBD技术的历史与发展国内应用现状与挑战PTC基于MBD的设计制造一体化解决方案客户应用与推广建议4传统的信息传递方式设计工艺制造设计工艺制造5MBD的发展历程从完全基于工程图到完全基于模型的这一逻辑发展的通用术语2D工程图时代–3D模型不是交付物，仅为参考，并不审核和受控；2D为主的工程图与3D模型相关–3D模型随2D图纸一同交付，模型需审核并受控；3DCAD主模型携带3D制造信息–2D图纸根据需要生成；3DCAD主模型携带3D制造信息–企业级全面应用；DrawingCentricModelCentricModelBasedDefinitionModelBasedEnterprise重点：MBD的企业链扩展应用WorkInstructionsRequirementsMaterialSpecGeneralNotes重点:3D模型设计与标注6•MBD(ModelBasedDefinition)定义–基于模型的定义，用集成的三维模型来完整表达产品定义信息，并将其作为产品设计与制造过程中的唯一依据，实现设计、工艺、制造、检测等的高度协作•单一数字化主模型：提供完整的产品定义–不再以2D图纸为主，成为产品研发流程中的核心，进行无障碍传递；–能在企业PLM框架中有效管理，并可扩展到企业外部协作过程；–用户能通过PLM系统、CAD工具、可视化工具和技术出版物等获取相关的信息；MBD是什么MBD模型尺寸公差基准实体模型模型几何信息补充的辅助几何信息几何元素坐标系注释工程注释标准注释材料要求……7MBD应用案例88汇报议程MBD技术的历史与发展国内应用现状与挑战PTC基于MBD的设计制造一体化解决方案客户应用与推广建议9•20世纪90年代探索CAX技术单项难点突破–三维方案验证，复杂零部件的数控加工–工程分析与仿真验证•2000--2005形成基于三维的数字样机设计、工程分析验证、关联一体化的二维电子工程图研制体系–运载火箭与神舟飞船•2006年开始全三维设计时代来临–中国航空工业承接的空客和波音外包业务–中国商飞支线飞机与大飞机全三维数字化研制的发展趋势10项目策划方案设计工程研制设计定型生产定型批量生产设计领域MBD数据1.缺乏完整、准确的数字化样机定义2.基于MBD的产品数字化模型设计经验不足3.企业内部全三维设计规范没有建立起来4.缺乏基于全三维的数字化样机验证手段5.缺少研发过程协同与知识共享管理平台设计环节的主要挑战全三维模式对设计环节的挑战11项目策划方案设计工程研制设计定型生产定型批量生产工艺与制造领域MBD数据1.工艺与制造部门无法方便获取和浏览所需的MBD设计模型，以便与设计环节开展并行协作2.工艺部门缺乏相关经验，难以充分利用MBD数据，进行装配、加工、检验等工艺规程的制作，以及进行工装设计3.工艺、工装、检验等业务过程中基于MBD设计模型产生的衍生数据无法得到统一、有效管理4.相关操作人员在生产现场无法基于MBD数据进行制造、装配、检验工作5.MBD设计模型发生更改时，无法及时传递至下游环节，促进下游环节相关数据的同步更新工艺与制造环节的主要挑战全三维模式对工艺与制造环节的挑战12小结：前途光明，道路曲折内部•标注完整性：设计与工艺人员对MBD需标注内容意见不一•MBD可视性：制造部门缺少三维数据浏览与应用经验•数据权威性：MBD没有上升为企业的法定技术数据•平台统一性：设计与制造部门之间缺乏统一的交流平台•信息安全性：设计人员对知识产权安全性心存疑虑外部•认识差异性：厂所分离的单位对MBD标注完整性认识差异•发展均衡性：供应商对MBD设计模式的适应程度参差不齐•平台协同性：企业上下游单位的管理平台难以有效对接1313汇报议程MBD技术的历史与发展国内应用现状与挑战PTC基于MBD的设计制造一体化解决方案客户应用与推广建议14©2007PTC1.设计与评审(MBD)等同件零件1零件2前机身机头(MBOM)零件8零件9MBOM文档(NC)图示2.创建MBOM3.工艺规划与设计（机加/装配等）建造时间明细文本描述Op025Op030Op010Op040Op020工艺规程消耗产生作用6.发送至ERP:制造物料清单(MBOM)主物料工艺路线资源工作指令链接文档链接(3D、图、NC等)型架执行4.分配零件和资源(3D)工作中心r...工位技能工艺辅料资源清单零件清单工艺资源工厂零件1零件2系统系统安装(EBOM)机体结构零件3零件4EBOM新版本5.建立工序信息：3D标注、动画、图、NC刀具路径等6.制造BOM、工艺路线、规工艺程等信息发布至MESPTC基于MBD的数字化设计制造一体化解决方案15主要的功能构成产品设计工艺设计生产制造3D可视化评审3D装配工艺eBOMmBOM重构一体化的设计、工艺变更管理3D检验工艺3D产品设计（MBD）3D零件数控加工工艺（Creo）3D零件普通加工工艺工艺路线规划目标：•基于MBD的产品与工艺设计•实现全三维研制协同与管理数字化工艺资源管理MES/ERP集成工装设计与管理•在3D环境下定义装配工艺•工艺资源定义和使用•装配工艺过程模拟•在三维模型上标注PMI信息•标注分类定义•3D标注标准•基于关联关系的同界面转化•设计更改后，工艺模型的修改•基于管理平台的工艺路线定义•在3D环境下定义机加工艺•机加工艺的刀具与机床仿真•关键控制特性(CC)的检验•基于模型与约束的工艺资源库•基于设计模型的3D工装关联设计•向ERP发布MBOM等数据•向MES发布MBOM、工艺规程等信息•评审工具•定义关键评审内容•3D评审流程16一、基于MBD的设计应用环节17MBD的设计、评审与发布设计工程师MBD定义：创建MBD主模型解决方案：CreoParametric1.0MBD管理：集合&生成数字化产品定义包交付给用户解决方案：Windchill4.02.0MBD组织：有序的组织和访问产品制造信息(PMI)和工艺信息解决方案：CreoParametric+ViewMBD定义MBD组织MBD发布与审查开始结束TDP分发1.02.03.04.0MBD发布与审查：为制造工艺等部门发布MBD模型解决方案：Creo+Windchill3.018TDP的分发设计工程师MBD定义MBD组织MBD发布与审查开始结束TDP分发1.02.03.04.0收集所有相关产品数据：BOM、CAD文件、可视化文件、技术文档等信息在Windchill中生成数字化产品定义包发放TDP给相应用户TDP：技术数据包(TechnicalDataPackage)19基于MBD的技术数据包TDP(TechnicalDataPackage)常规技术要求、军用标准、工业标准、材料、表面规格等等轻量化CAD模型(Productview)原始CAD模型(3DDrawing)盖板页面：零件属性、零件目录、版本历史等链接到链接到链接到样例来自-BAESystems:DigitalProductDefinitionPackage(DP2)20二、基于MBD的工艺应用环节21工艺路线规划—实现方案对BOM的工艺评审过程中，对BOM进行工艺路线规划，后续流程要按照工艺路线由各路线单位对BOM、模型等进行分工签审22•按照装配制造要求，编制MBOM–EBOM与MBOM在同一界面方便切换–直接利用设计BOM编制制造BOM–支持对制造BOM的调整•调整装配结构•增加虚拟件、工艺组合件•去掉不必要的设计部件–基于设计三维模型编制MBOM–设计BOM与制造BOM保持关联对应–分析两个BOM之间的差异，保证数据完整性•带来的价值–保证制造与设计数据的一致性–提高制造BOM的编制效率MBOM编制装配1500装配1500mBOM零件100零件200装配1300装配1100装配1200零件300零件700eBOM零件400零件500零件100零件300对应对应对应零件400零件500装配1600零件800车间2EBOMMBOM23MBOM编制—方案实现EBOM/MBOM完整性检查开始3EndMBOM重构2EBOM查看1直接访问设计数据EBOMMBOM直接查看三维设计模型EBOM到MBOM的重构检查EBOM与MBOM的完整性24装配工艺设计—注重设计，而非填卡片采用全新的结构化、全相关方式，实现与设计思路的同步呈现工艺规程中的工序定义工序的版本标识为工序分配制造资源为工序分配参装零部件工序关联的文档（例如程编说明书、工艺规范等）25•装配工序附图绘制–直接利用零部件模型–说明不同工序的装配内容–装配爆炸图装配工艺设计—工序简图12326装配工艺设计—过程模拟对当前工序过程实现快速的模拟，并可输出供生产人员参考装配工序下完成子件装配后，可以直接使用ProductView打开工序简图。在CreoView中制作的工序简图标注、动画等信息，将直接存入Windchill中对应的装配工序进行统一管理。27装配工艺设计—工序继承后道工序可以继承前道工序的模型、状态等信息系统支持继承前道工序MBD模型，确保后工序简图信息的连贯性。28•工作指导说明书–是产品制造工程师去理解具体的工作任务的一个最主要的参考文档，它通常显示了一个机加或装配操作的具体信息。–工人可以直接利用网络终端直接获取工艺信息，包括工序、工序图、零部件装配信息、资源分配信息、工时以及所有有关系的文档装配工艺设计—工艺规程报表零件清单操作类型工作中心工作指导说明书:035操作变更历史资源清单可视化模型29加工工艺设计--工序模型设计模式与方法MBD设计模型用继承的方法定义毛坯模型用装配方法管理工序模型工序模型定义与辅助信息关联变更管理开始12345结束23145MBD设计模型用继承的方法创建毛坯模型，用柔性建摸技术把设计模型快速变为毛坯模型；用装配管理毛坯模型和工序模型，每一个工序模型可从前一个工序模型继承或复制。工序模型定义与辅助信息。关联变更管理。30加工工艺设计--关键控制特性的管理关键控制特性（CC/KC）信息可从MBD设计模型提取，用于检验工序•直接管理工艺规程中定义的关键参数–将需要检测的关键控制参数统一管理–直接利用3D工程模型上定义的检测参数–将检测参数直接分配至各工序中GeneralNotesRequirementsCC4CC2CC6CC1Op10Op20CC4CC3CC6CC131•数控工艺设计–Creo实现数控编程•数控管理管理–统一管理数控程序、工序模型、工步、工序资源等信息加工工艺设计--数控工艺231创建MBD主模型工艺模型：继承设计模型数控编程G代码生成加工仿真数控工艺管理4532•参考零部件的设计模型•进行工装模型的设计•对工装模型进行三维标注•设计模型更新后，工装模型可以自动更新工装MBD设计与管理根据工艺需求，进行工装设计设计模型读取工装模型关联工装的MBD设计33•提供制造资源的关联性管理：–资源的自定义分类–提供资源对工具的直接应用–典型工艺、工艺资源的约束管理数字化工艺资源管理34设计工艺一体化变更管理设计工艺过程的全相关性，保证了变更的一致性•MPMLink的一体化变更控制能力–基于一体化平台的数据管理和变更流程控制机制，帮助工艺制造部门及时捕获设计部门的设计变更信息，并快速做出响应，同时实现跨部门的正确传递和发放。–实时、直观地显示EBOM和MBOM之间、MBOM和工艺规程之间的信息是否正常，帮助工艺工程师快速定位设计更改对工艺设计的影响范围和具体对象。35三、基于MBD的制造应用环节36基于MBD的制造过程检测制造过程的3D检验2134MBD模型Pro/CMM定义创建DMIS文件测量机实现过程：a)CMM三坐标测量机读取MBD模型数据b)经过对模型的测量，得到设计理论值c)测量实物的实际值d)实际值和理论值进行对比评定业务价值：a)大大降低了检测人员的劳动强度b)减少了出错的几率