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1、1,基于模型定义（MBD）的飞机装配工艺设计技术,2,用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息，详细规定了三维实体模型中产品定义、公差的标注规则和工艺信息的表达方法。三维实体模型成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,而以三维实体模型为辅的制造方法。,MBD的定义,MBD-Model Based Definition基于模型的定义,3,波音公司要求波音787飞机全球合作伙伴采用MBD模型作为整个飞机产品制造过程中的唯一依据。该技术将三维制造信息PMI(3D Product Manufacturing Information)与三维设计信息共同定义到产品的三维数字化模型中,使产
2、品加工、装配、测量、检验等实现高度集成,数字化技术的应用有了新的跨越式发展。我国的大飞机设计和制造现在也正逐步实施和应用MBD技术，该项技术对飞机装配技术必然会带来实质性的变革。,4,产品定义的演变,传统,数字化定义,MBD,5,MBD技术的特征,MBD数据集应包括精确的实体模型、3维尺寸标注、注释和公差标注等信息来完整定义一个产品的所有要求。（MBD数据集集成了原来见于传统图纸上的公差、标志和“文本”类的信息，并依靠一系列的标准规范将这些信息集成在3维的CAD模型中）,6,以3D模型作为唯一的制造依据：实现真正的单一数据源，保证设计数据的唯一性 消除可能的双源数据之间的不协调方便数据管理，提
3、高数据安全性,应用MBD技术的意义,7,强制比较（基于图纸检查模型）增加了工程错误和更改零件设计准备时间长存储/复制产品定义困难装配协调性差高成本,定义数据统一（单源）提高了工程质量减少了零件设计准备时间电子化的存储和传递协调性好减少成本易于向下兼容,双数据源定义（传统模式）,单源定义（3D MBD）,3D Model,2D Drawing,3D Model,应用MBD技术的意义,8,应用MBD技术要考虑的问题,MBD设计模型全三维定义的方法、规范MBD模型的增强和扩展工艺衍生模型基于模型定义的装配工艺设计流程工艺设计实现示例开放性问题,9,MBD设计模型全三维定义的方法、规范,从二维工程图纸
4、到三维MBD模型，首先要解决在三维模型上标注什么内容？用什么样的方式？如何组织这些标注？怎样使设计人员、工艺人员和操作工人更方便地看“图”？,标准、规范,过程，方法,10,MBD设计模型全三维定义的方法、规范,全3D设计规范是全三维设计的基础。需要针对产品定义、工艺设计和制造特点来建立三维标注的标准和规范。目的是：以技术人员明白的方式，将各工序所必须的表达意图添加到三维模型中去。,11,MBD设计模型全三维定义的方法、规范,虽然三维模型包含了二维图纸所不具备的（详细准确的）形状信息，但是，以前的三维数模中不包括几何公差、尺寸公差、表面粗糙度、材质、热处理和表面处理方法、润滑剂及润滑方式、油漆涂
5、刷范围和颜色、要求符合的规格与标准等，这些非形状或非几何信息仅靠形状是无法表达的。,12,MBD设计模型全三维定义的方法、规范,基于这一情况，美国机械工程师协会（ASME）联合波音公司于2003年制订了“数字化产品定义数据规程”（Digital Product Definition Data Practices）ASME Y14.41-2003标准。其主导思想不只是简单地将二维图纸的信息反映到三维模型中去，而要“充分利用三维模型所具备的表现力，去探索便于用户理解、更具效率的设计信息表达方式。”,13,ASME Y14.41-2003,依据ASME14.41的要求。在3维模型中表达所有几何特征和
6、尺寸公差要求。,14,MBD数据集的组成,相关设计数据实体模型零件坐标系统三维标注尺寸、公差和注释工程注释材料要求其它定义数据及要求,15,BDS-600 基于模型的定义数据集的一般要求BDS-601 基于模型的定义数据集和模型的识别BDS-602 基于模型的定义数据集修订版本BDS-610 基于模型的定义缩略语、简称和定义BDS-622 基于模型的定义CATIA V5BDS-624 基于模型的定义EDS（UG）BDS-640 基于模型的定义机加零件BDS-641 基于模型的定义金属板料零件BDS-642 基于模型的定义铸件和锻件BDS-644 基于模型的定义夹层复材结构件BDS-647 基于
7、模型的定义管路弯曲数据集BDS-651 基于模型的定义零件的另一种表示方法BDS-660 基于模型的定义装配件BDS-662 基于模型的定义导线束装配/连接线和电缆装配BDS-680 基于模型的定义标准零件建模要求,波音数字化定义规范,16,GB/T24734-2009数字化产品定义数据通则,17,GB/T24734-2009数字化产品定义数据通则,18,基准面特征符号,平面度特征,此表面为基准面A,MBD公差特征的表达,19,零件坐标系统通常安置在主基准面和第二、第三基准面的交点处。,MBD数据集的坐标系统,20,非通用公差将使用GD&T工具进行标注，承制单位必须检验这些标注的公差。,平面度
8、的定义,轮廓度的定义,孔的位置度定义,MBD数据集公差标注,21,在MBD数据集中集成了工艺要求等原来出现在图纸上的说明类信息,MBD数据集为并行设计提供了一个组织框架，并行设计中与工程生产相关的信息可以集成在一起,22,尺寸单位,建模比例,建模标准,知识产权,23,通用公差,加工注意事项,加工精度,24,旗注标识,旗注描述,25,捕获视图,26,工艺衍生模型,应用MBD技术后，不仅产品定义形式上发生了转变，同时企业工作模式以及数据传递管理模式也发生了改变。需要在MBD设计模型的基础上创建工艺衍生模型，增加必要的工艺信息。值得注意的是，工艺衍生模型必须与设计模型严格区分，确保产品设计模型在工艺
9、设计环节不被修改。,27,工艺衍生模型,工艺衍生模型：为在工艺设计和零部件生产加工中使用的，反映工艺中间过程、辅助表达工艺信息的三维模型、二维图表、轻量化模型等形式的载体。为满足MBD数据传递快速、易与工艺文件集成，借助一种轻量化工具来表达MBD数据，并对工艺信息进行添加（如可以添加文字表述、装配动画制作、模型剖切、装配资源添加（展现装配现场场景）的工艺表达模型。,28,工艺衍生模型的分类：按用途分类表达余量的工艺衍生模型工艺耳片凸台类的工艺衍生模型工艺要求的表达模型质检工艺衍生模型加工指令的工艺衍生模型,按文件组织形式分类三维轻量化模型二维截图捕捉二维简图DPE中编制工艺信息带上下文关联的C
10、ATIA文件,工艺衍生模型,29,工艺衍生模型的分类：按用途分类表达余量的工艺衍生模型工艺耳片凸台类的工艺衍生模型工艺要求的表达模型质检工艺衍生模型加工指令的工艺衍生模型,工艺衍生模型,30,工艺衍生模型的分类：按用途分类表达余量的工艺衍生模型工艺耳片凸台类的工艺衍生模型工艺要求的表达模型质检工艺衍生模型加工指令的工艺衍生模型,工艺衍生模型,蒙皮上预留工艺耳片,工艺耳片,31,工艺衍生模型的分类：按用途分类表达余量的工艺衍生模型工艺耳片凸台类的工艺衍生模型工艺要求的表达模型质检工艺衍生模型加工指令的工艺衍生模型,工艺衍生模型,32,工艺衍生模型的分类：按用途分类表达余量的工艺衍生模型工艺耳片凸
11、台类的工艺衍生模型工艺要求的表达模型质检工艺衍生模型加工指令的工艺衍生模型,工艺衍生模型,33,工艺衍生模型的分类：按用途分类表达余量的工艺衍生模型工艺耳片凸台类的工艺衍生模型工艺要求的表达模型质检工艺衍生模型加工指令的工艺衍生模型,工艺衍生模型,34,按文件组织形式分类三维轻量化模型二维截图捕捉二维简图,工艺衍生模型,三维数据在不同部门进行传递时因其数据量非常庞大（有时为一个整机模型），因此需要将模型转化成一种数据量较小同时又不至于丢失必备信息的文件形式，例如可以将模型转换成“.cgr”或者“.3dxml”格式的文件，这些文件可以充分保留模型的外形信息，过滤掉了模型复杂的建模信息，使数据量大
12、大缩减。,35,按文件组织形式分类三维轻量化模型二维截图捕捉二维简图,工艺衍生模型,截图不同于二维工程图，它只是将零件的一个局部或者整体进行截图，以一种图片的形式进行传递，该截图中仍然截取的是三维模型，虽说这只是一个平面的图片，但是可以充分的让读者明白所表达的信息，二维截图在模型不是特别复杂时或者标注信息不是特别多时可以选用。,36,按文件组织形式分类三维轻量化模型二维截图捕捉二维简图,工艺衍生模型,37,按文件组织形式分类三维轻量化模型二维截图捕捉二维简图,工艺衍生模型,38,现行工艺设计流程分析,基于模型定义的装配工艺设计流程,39,现行工艺设计业务流程下的主要信息,40,基于MBD的装配
13、工艺设计流程,41,基于MBD的装配工艺信息及传递,42,实施MBD技术平台建设,43,基于MBD的飞机装配流程,44,基于DPE平台的工艺设计,装配工艺设计流程示例,45,装配工艺设计过程 1）装配工艺模板定制 为保证飞机装配工艺设计质量、提高设计效率，有必要定制集成产品信息、工艺信息和制造资源信息及其结构的装配工艺模板，确定装配工艺树状结构的层次、显示方式、数据类型的属性信息。产品下有数据类型：总装配件、子装配件、零件等；工艺下有数据类型：工位、站位、AO、工序等；资源下有数据类型：工厂、车间、工位、工装、工艺规范、工具等。,P-Product P-Process R-Resource,4
14、6,产品装配结构模板定制-Product,产品都有其上、下级工程组件，在整个飞机产品中都有对应的装配层次关系。产品装配结构模板是根据飞机产品零部件的划分及其装配层次的梯度，用来快速指导上游CAD产品装配结构划分的规范形式。,47,工艺结构模板定制-Process,工艺结构模板的定制是在产品装配结构模板的基础上，定制划分装配任务的数据类型如工位、站位、AO等，并定制完成AO所需的装配操作数据类型，如：工序，工步及各工序之间的并行或串行操作的连接类型等。,48,装配工艺结构模板定制资源模板定制Resource,资源结构模板的定制，是根据装配所需的制造资源定制其相应的数据类型，这些资源是参与装配过程
15、的所有非产品元素，如：工装、设备、工具量具、工艺规范、工艺知识数据等。,49,装配工艺结构模板定制AO属性定制,装配大纲AO(Assembly Outline)，是指导飞机装配工艺工作的纲领性文件。现在国内航空企业所用的AO大都是二维纸质形式，是由装配工艺部门编写的生产性装配工艺文件。其作用是根据产品的特点、企业的生产组织方式、人力与设备的使用情况，对整个制造过程和企业资源的综合优化。一架飞机有成千上万份AO，都是工艺人员手工编制出来的，这样制作时间太长，容易出现错误，数据还不易更新。,50,装配工艺结构模板定制AO属性定制,51,2）基于工艺结构模板的工艺设计过程工艺方案设计阶段，划分工艺分
16、离面，明确各工位下要完成的装配任务，同时提出工装需求；工艺详细设计阶段，根据工艺分离面的划分，细划各工位下的站位、AO、工序等装配单元，并设计同一层次的装配顺序，完成“设备汇总”、“工装汇总”等工作；在工艺分离面划分的基础上，上传产品数模到对应的产品装配结构树下，上传工装数模到资源结构树下，将产品与对应的工装与工艺结构树相关联。,52,基于工艺结构模板的工艺设计过程,产品MBD数据集传递过程,53,基于工艺结构模板的工艺设计过程,将参装件分到AO中,54,基于工艺结构模板的工艺设计过程,划分工序及操作流程,55,基于工艺结构模板的工艺设计过程,设计资源结构树与工艺结构树相关联,56,装配工艺仿
17、真,57,三维AO的定义与生成,58,装配工艺文档生成,59,讨论问题,MBD数据的“阅读”和可视化下游用户不一定有CAD软件（CATIA），需要价格低廉的可视化工具，使用户能够读和使用MBD数据集。在数字化环境中，是否确有必要保留所有标注？当前的CAD 软件的标注功能是否与使用者遵循的标准规范相符合？MBD数据的安全性为保证MBD数据集的安全性（保密性、真实性、完整性和履行性），应该建立一种什么样的机制？MBD数据的合法性2D图纸可作为具有法律性的合法文件，如何使MBD数据集成为法律文件？MBD数据的保存 图纸可以保存数十年，CAD软件生成的MBD数据集与CAD版本有关，此外，长期保存还受存储介质寿命的影响。如何解决这些问题？,60,谢 谢！,
