高端裝備制造行業(yè)是中國(guó)制造業(yè)的重要組成部分，也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科技水平的提高，高端裝備制造行業(yè)逐漸呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢(shì)頭。高端裝備制造企業(yè)產(chǎn)品是關(guān)系國(guó)家經(jīng)濟(jì)命脈和實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，產(chǎn)品多屬于單件小批量產(chǎn)品，產(chǎn)品研制和生產(chǎn)組織具有多品種、小批量、產(chǎn)品復(fù)雜、變更頻繁、個(gè)性化定制要求高、交貨期要求嚴(yán)等特點(diǎn)。

基于模型定義（Model-Based Definition,MBD）技術(shù)是一種采用全三維實(shí)體模型的方式來(lái)完整表達(dá)產(chǎn)品定義信息的技術(shù)，它將與三維實(shí)體模型相關(guān)的產(chǎn)品尺寸、公差、基準(zhǔn)、表面粗糙度等詳細(xì)信息統(tǒng)一定義于三維實(shí)體模型中，以三維實(shí)體模型作為數(shù)據(jù)交流和傳遞的載體，完全摒棄了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中以二維CAD圖紙來(lái)表達(dá)實(shí)體模型的方式，從而使得整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)的數(shù)據(jù)唯一性得到保證。消除了數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程中產(chǎn)生的歧義，大大提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率。

#重型裝備行業(yè)產(chǎn)品研制普遍存在以下問(wèn)題：

1、研制體系問(wèn)題：重裝產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件種類繁多。產(chǎn)品都是邊研發(fā)、邊制造；在產(chǎn)品的一個(gè)交付周期里由于各種原因（用戶變更、材料采購(gòu)變更、生產(chǎn)設(shè)備變更）導(dǎo)致的設(shè)計(jì)更改非常頻繁，甚至一個(gè)零件的變更達(dá)到數(shù)十次之多；

2、上下游協(xié)同問(wèn)題：產(chǎn)品研制涉及到合同與銷售、計(jì)劃管理、工程管理、工藝與制造、交付與服務(wù)等部門。由于現(xiàn)有系統(tǒng)的局限性，業(yè)務(wù)部門之間信息是隔離的，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的傳遞和交互，導(dǎo)致了信息交互的實(shí)時(shí)性、正確性難以保證；

3、信息化孤島問(wèn)題：企業(yè)現(xiàn)有PDM是基于文件管理方式的集成系統(tǒng)，需要通過(guò)接口與其他系統(tǒng)進(jìn)行文件/數(shù)據(jù)交互與集成，費(fèi)事費(fèi)力、易出差錯(cuò)。這就導(dǎo)致了企業(yè)上下游協(xié)同不夠通暢、產(chǎn)品研制效率不高的問(wèn)題；

產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與數(shù)模相互隔離，無(wú)法將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確傳遞到下游生產(chǎn)環(huán)節(jié)，推行基于MBD的設(shè)計(jì)工藝一體化協(xié)同成為公司最關(guān)注的需求。

達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)

 3DEXPERIENCE平臺(tái)是目前全球首款基于數(shù)字化、統(tǒng)一技術(shù)架構(gòu)、單一數(shù)據(jù)源以及面向服務(wù)化應(yīng)用的產(chǎn)品全生命周期數(shù)字化研制平臺(tái)。3DEXPERIENCE平臺(tái)有以下幾方面的優(yōu)勢(shì)：

1、系統(tǒng)先進(jìn)性：3DEXPERIENCE平臺(tái)是面向未來(lái)的企業(yè)級(jí)數(shù)字化工程平臺(tái)，是基于數(shù)字化模型、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、數(shù)字連續(xù)、面向體驗(yàn)的第三代數(shù)字化研制平臺(tái)，業(yè)務(wù)涵蓋產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化仿真、數(shù)字化制造規(guī)劃、數(shù)字化制造執(zhí)行與運(yùn)營(yíng)、數(shù)字化服務(wù)、數(shù)字化營(yíng)銷全生命周期。

2、數(shù)字連續(xù)：統(tǒng)一技術(shù)、單一數(shù)據(jù)源的系統(tǒng)架構(gòu)保障3DEXPERIENCE在企業(yè)內(nèi)各單位之間、上下游、外部供應(yīng)鏈之間進(jìn)行無(wú)縫流動(dòng)應(yīng)用，減少大量的數(shù)據(jù)冗余、系統(tǒng)集成接口，確保數(shù)字連續(xù)，數(shù)據(jù)一致性和協(xié)同效率。

3、基于場(chǎng)景的服務(wù)化應(yīng)用：3DEXPERIENCE平臺(tái)提供了基于角色面向場(chǎng)景的用戶應(yīng)用界面。在3DEXPERIENCE上提供了600+APP，可以采用搭積木式（業(yè)務(wù)場(chǎng)景配置）來(lái)組織不同角色的業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景頁(yè)面，并可以靈活擴(kuò)展，改變以往功能堆疊式系統(tǒng)易用性不好、用戶體驗(yàn)差的問(wèn)題，3DEXPERIENCE基于面向場(chǎng)景的服務(wù)化應(yīng)用具有輕量化、可配置、易上手，極大提升用戶體驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)，學(xué)習(xí)成本低、推廣難度小。

#Part.1 基于MBD的多專業(yè)協(xié)同工程項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)

建立基于MBD技術(shù)的全新三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)與業(yè)務(wù)流程支撐體系和管理方法，提升研制手段，加快交付與創(chuàng)新；并以MBD為基礎(chǔ)，拉通產(chǎn)品與訂單從設(shè)計(jì)到仿真分析、工藝規(guī)劃和車間現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的數(shù)字化全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)全面工程化應(yīng)用。

1、建立健全數(shù)字化研制業(yè)務(wù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范以支撐數(shù)字化研制的體系化：

充分分析和梳理當(dāng)前研制業(yè)務(wù)體系，建立健全基于MBD的數(shù)字化研制業(yè)務(wù)體系相關(guān)數(shù)字化研制標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、流程、管理制度以及績(jī)效體系，以滿足未來(lái)數(shù)字化研制轉(zhuǎn)型長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展要求。

2、實(shí)現(xiàn)數(shù)字化研制業(yè)務(wù)協(xié)同一體提升研制業(yè)務(wù)整體協(xié)同性：

基于數(shù)字化研制業(yè)務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)協(xié)同、設(shè)計(jì)與仿真、設(shè)計(jì)與工藝規(guī)劃與驗(yàn)證一體化，提升跨地域、跨組織、跨專業(yè)的數(shù)字化研制業(yè)務(wù)整體協(xié)同能力。

3、構(gòu)建數(shù)字化研制知識(shí)工程庫(kù)支持快速設(shè)計(jì)：

構(gòu)建產(chǎn)品研制相關(guān)的符合國(guó)標(biāo)、行標(biāo)、機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，通用件庫(kù)、產(chǎn)品專用設(shè)計(jì)零部件庫(kù)、外購(gòu)件庫(kù)等；MBD三維PMI標(biāo)注相關(guān)的模板庫(kù)、零部件設(shè)計(jì)模板、參數(shù)化模板等；符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造要求的相關(guān)設(shè)計(jì)質(zhì)量、制造質(zhì)量檢查規(guī)則庫(kù)；基于知識(shí)工程庫(kù)的應(yīng)用，提高設(shè)計(jì)知識(shí)重用，以提升數(shù)字化研制效率、標(biāo)準(zhǔn)化以及質(zhì)量。

4、實(shí)施數(shù)字化研制核心業(yè)務(wù)管理提高研制管理水平：

通過(guò)數(shù)字化協(xié)同研制平臺(tái)的搭建，實(shí)施包括：設(shè)計(jì)資源庫(kù)管理、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及過(guò)程管理、電氣設(shè)計(jì)及過(guò)程管理、管路設(shè)計(jì)、機(jī)電協(xié)同、EBOM管理、圖文檔管理、項(xiàng)目管理等；工藝資源庫(kù)管理、MBOM管理、零件工藝規(guī)劃、裝配工藝規(guī)劃、可視化作業(yè)指導(dǎo)書等。

#Part.2基于MBD的多專業(yè)協(xié)同工程項(xiàng)目主要建設(shè)內(nèi)容

技術(shù)研發(fā)體系和規(guī)范構(gòu)成

一、制定三維標(biāo)注規(guī)范：根據(jù)二維工程圖的標(biāo)注規(guī)范以及相關(guān)要求，制定三維標(biāo)注規(guī)范。包括三大類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：

• 基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：包括數(shù)字化模型定義標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)字化模型簡(jiǎn)化和輕量化數(shù)據(jù)定義規(guī)范、工藝模型定義規(guī)范等。

• 業(yè)務(wù)操作規(guī)范：包括自定向下設(shè)計(jì)方法及規(guī)范、設(shè)計(jì)與工藝協(xié)同規(guī)范、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與評(píng)審規(guī)范、仿真分析方法及規(guī)范等。

• 設(shè)計(jì)與工藝流程：包括產(chǎn)品開(kāi)發(fā)程序及支持環(huán)境、技術(shù)狀態(tài)管理流程、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程、電氣設(shè)計(jì)流程、機(jī)電協(xié)同流程、數(shù)字樣機(jī)評(píng)審流程、工藝規(guī)劃流程等。

二、進(jìn)行基于模型的產(chǎn)品數(shù)字化研制手段的轉(zhuǎn)變

Model-Based Definition（MBD）是一種制造業(yè)中的方法論，它使用3D模型作為產(chǎn)品定義的權(quán)威來(lái)源，包括在3D CAD模型中直接嵌入尺寸、公差、注釋、說(shuō)明、元數(shù)據(jù)和其他制造信息。這種方法是對(duì)傳統(tǒng)基于2D圖紙的方法的回應(yīng)，后者往往導(dǎo)致誤解、錯(cuò)誤和制造過(guò)程中的延遲。MBD旨在通過(guò)將所有相關(guān)信息整合到單個(gè)數(shù)字模型中來(lái)簡(jiǎn)化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程，減少歧義，提高溝通效率，并增強(qiáng)設(shè)計(jì)、工程和制造團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)作。

2D圖紙到3D圖紙的轉(zhuǎn)變

三、建立基于MBD數(shù)字化研制轉(zhuǎn)型愿景

未來(lái)要打造建立在3D產(chǎn)品數(shù)據(jù)定義和數(shù)據(jù)共享重用的全集成和協(xié)同的工作環(huán)境(MBE)實(shí)現(xiàn)基于MBD的設(shè)計(jì)、基于MBD的仿真分析、基于MBD的工藝及基于MBD的服務(wù)，從根本上減少產(chǎn)品創(chuàng)新、開(kāi)發(fā)、制造和支持的時(shí)間和成本，提升研制的效率和質(zhì)量，以及推動(dòng)產(chǎn)品研制快速創(chuàng)新。

基于MBD的數(shù)字化研制愿景

四、基于MBD研制成熟度模型進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化與迭代

基于MBD數(shù)字化研制的進(jìn)階過(guò)程

基于MBD的數(shù)字化研制可以分5個(gè)層級(jí)：

第一級(jí)：?jiǎn)渭儜?yīng)用二維CAD繪制工程圖。

第二級(jí)：以二維CAD為主，三維CAD輔助建模。

第三級(jí)：以三維CAD為主，二維CAD作為輔助工具。

第四級(jí)：基于MBD的全流程應(yīng)用，設(shè)計(jì)、仿真、分析一體化。

第五級(jí)：基于MBD技術(shù)的企業(yè)，以MBD數(shù)字模型為基礎(chǔ)，從設(shè)計(jì)、分析、工藝、制造現(xiàn)場(chǎng)、服務(wù)及供應(yīng)商全業(yè)務(wù)過(guò)程拉通。

五、建立基于MBD單一數(shù)據(jù)源的協(xié)同管理環(huán)境

建設(shè)基于達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE系統(tǒng)的集成化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)境，主要包括項(xiàng)目管理、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)、流體設(shè)計(jì)、仿真模擬、工藝設(shè)計(jì)等業(yè)務(wù)工作在同一平臺(tái)實(shí)現(xiàn)各專業(yè)的協(xié)同，并實(shí)現(xiàn)基于流程的業(yè)務(wù)過(guò)程與產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集中管理。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程的各階段，實(shí)現(xiàn)可視化設(shè)計(jì)與產(chǎn)品數(shù)據(jù)完整統(tǒng)一的集成化，各專業(yè)可直觀地相互獲取設(shè)計(jì)意圖，極大地支持并行工程。各專業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)果都集中到基于零件定義的三維模型數(shù)據(jù)，按照數(shù)據(jù)的一源性原則保證數(shù)據(jù)的完整性、一致性。并在平臺(tái)上建立一套符合ISO9000設(shè)計(jì)控制程序要求的在三維設(shè)計(jì)環(huán)境下的工作管理模式與設(shè)計(jì)模式。

從項(xiàng)目和產(chǎn)品雙維度進(jìn)行數(shù)據(jù)組織

六、MBD核心業(yè)務(wù)典型應(yīng)用場(chǎng)景

在企業(yè)內(nèi)建立MBD技術(shù)體系是一個(gè)系統(tǒng)性的過(guò)程，首先，需要確立MBD作為數(shù)字化研制體系的核心組成部分，并制定相應(yīng)的戰(zhàn)略和目標(biāo)。其次，需要投入資源和人力，建立技術(shù)團(tuán)隊(duì)，包括專業(yè)的工程師、CAD設(shè)計(jì)師和制造專家，他們將負(fù)責(zé)制定并實(shí)施MBD標(biāo)準(zhǔn)和流程。在MBD技術(shù)體系的建立過(guò)程中，企業(yè)需要考慮整合MBD技術(shù)與現(xiàn)有的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程和信息系統(tǒng)，確保其與其他系統(tǒng)的兼容性和無(wú)縫集成。此外，企業(yè)還需要建立供應(yīng)商協(xié)同機(jī)制，與合作伙伴共享MBD數(shù)據(jù)，并建立在線測(cè)量裝配和現(xiàn)場(chǎng)可視化制造與檢測(cè)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)全面的數(shù)字化協(xié)同和信息閉環(huán)。然后，企業(yè)可以建立監(jiān)測(cè)和評(píng)估機(jī)制，定期評(píng)估MBD技術(shù)體系的實(shí)施效果，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，持續(xù)改進(jìn)MBD技術(shù)體系，確保其與企業(yè)的業(yè)務(wù)目標(biāo)和發(fā)展戰(zhàn)略保持一致。通過(guò)以上的步驟和措施，企業(yè)可以逐步建立起健全的MBD技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化研制和制造的高效協(xié)同和優(yōu)化。