从基于模型的定义(MBD)到基于模型的企业(MBE)

【解决⽅案】NX开启MBD应⽤新模式摘要：在MBD的应⽤过程中，创建三维模型上的PMI对象传统上是⼀费时费⼒的⼿动过程。

NX新版本的NX MBD新增功能开启了MBD应⽤的新模式，采⽤根据企业特定业务逻辑定义的规则来实现PMI对象的⾃动化创建，并通过PMI顾问⼯具，确保PMI对象的标准符合性。

1. PMI/MBD/MBE概念回顾采⽤基于模型的定义MBD的全三维数字化产品研发模式已经提出了多年，在国内的航空国防、汽车等很多⾏业的推⼴应⽤也已经超过了10年。

我们简要回顾⼀下PMI、MBD、MBE这三个概念。

所谓PMI，是指应⽤到三维模型上的⾮⼏何信息，例如尺⼨公差、⼏何形位公差、材料属性等，⽤来传递产品组件的设计信息，并将其⽤于下游的零件制造、装配、检测等领域。

MBD基于模型的定义是产品的完整数字化定义的最佳实践，⽤集成的三维模型来完整表达产品信息，确保单⼀数据源。

⽽MBE基于模型的企业则注重于MBD数据在企业全价值链中的应⽤，从⽽帮助企业实现数字化的产品研发、数字化的⼯艺规划、数字化的⽣产运营，促进数字孪⽣的全⾯应⽤，以数字化和智能化帮助企业更好地应对产品复杂性、速度、质量、成本等各⽅⾯的挑战。

图1 PMI/MBD/MBE的概念基于模型的定义的成熟度层级可以分为如下图所⽰的4级，分别是：图纸为中⼼；模型为中⼼；基于模型的定义；基于模型的企业。

图2 基于模型的定义的成熟度层级2. MBD实施过程中的问题及NX MBD解决⽅案尽管MBD全三维数字化产品研发在很多⾏业的应⽤已有多年，并且也取得了显著的效果，但在这⼀产品研发模式的推⼴过程中，我们也发现有⼀些问题和需求，例如：采⽤MBD的企业倾向于在3D环境中复制基于图纸的作业流程，这严重影响了MBD实施的成功。

获取和验证⽤来驱动制造过程的业务智能信息的⼯具⾮常有限。

对⼯具软件能⾃动或半⾃动使⽤PMI对象的需求正在不断增加。

正是基于这些问题，西门字数字化⼯业软件在NX中不断强化其已有的NX PMI三维注释⼯具，并且推出了NX MBD的新功能，来满⾜客户的实际需求。

《基于MBD的三维装配信息集成技术研究》一、引言随着制造业的快速发展，三维装配技术已成为现代制造过程中的关键环节。

而模型定义（MBD）技术的出现，为三维装配信息集成提供了新的思路和方法。

MBD技术通过将产品信息直接定义在三维模型中，实现了产品信息的全面集成和共享，为三维装配提供了更为高效、准确的信息支持。

本文旨在探讨基于MBD 的三维装配信息集成技术的研究，分析其优势和存在的问题，并针对这些问题提出相应的解决方案。

二、MBD技术的概念及其在三维装配中的应用MBD（Model Based Definition）技术，即基于模型的定义技术，它以数字化产品模型为载体，将产品从设计到制造的整个过程中的信息完整地集成在一起。

这种技术广泛应用于产品设计、工艺规划、制造执行等环节。

在三维装配过程中，MBD技术能够提供详细、准确的产品结构信息、装配顺序、装配工艺等，为装配操作提供全面、有效的信息支持。

三、基于MBD的三维装配信息集成技术（一）研究背景及意义传统的三维装配信息主要通过文本描述或图纸展示，这些方式往往存在信息冗余、表达不直观等问题。

而基于MBD的三维装配信息集成技术，将产品信息直接定义在三维模型中，实现了信息的全面集成和共享。

这种技术能够提高装配效率、降低装配成本，同时还能提高产品的可靠性和稳定性。

因此，研究基于MBD的三维装配信息集成技术具有重要意义。

（二）关键技术分析基于MBD的三维装配信息集成技术主要包括以下几个关键环节：1. 模型构建：通过CAD软件构建产品的三维模型，并确保模型的准确性和完整性。

2. 信息定义：在三维模型中定义产品的结构信息、装配顺序、装配工艺等，实现信息的全面集成。

3. 接口开发：开发与各生产环节的接口，实现与ERP、MES 等系统的数据交互。

4. 集成应用：将集成后的信息应用于实际生产过程中，提高生产效率和产品质量。

（三）研究方法与步骤基于MBD的三维装配信息集成技术的研究主要包括以下几个步骤：1. 分析并总结现有的三维装配技术和MBD技术的应用现状；2. 设计基于MBD的三维装配模型结构，并构建相应的三维模型；3. 在模型中定义产品的结构信息、装配顺序、装配工艺等；4. 开发与各生产环节的接口，实现数据交互；5. 将集成后的信息应用于实际生产过程中，分析其效果并不断优化。

国家智能制造相关名词术语和缩略语5G: 第五代移动通信技术(the 5th Generation mobile communication technology)APP: 应用程序(Application)AR: 增强现实(Augmented Reality)CAD: 计算机辅助设计(Computer Aided Design) CAM: 计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing)DCS: 分布式控制系统(Distributed Control System) EPA: 工厂自动化用以太网(Ethernet in Plant Automation)FCS: 现场总线控制系统(Fieldbus Control System) IEC: 国际电工技术委员会(International Electrotechnical Committee)IP: 互联网协议(Internet Protocol)ISO: 国际标准化组织(International Organization for Standardization)MBD: 基于模型定义(Model Based Definition) MBE: 基于模型的企业(Model Based Enterprise) MBM: 基于模型生产(Model Based Manufacturing)MES: 制造执行系统(Manufacturing Execution System) PAC: 可编程自动控制器(Programmable Automation Controller)PLC: 可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)PON: 无源光纤网络(Passive Optical Network) SCADA: 监控与数据采集系统(Supervisory Control And Data Acquisition)SLA: 服务等级协议(Service-Level Agreement) TSN: 时间敏感网络(Time Sensitive Network)VR: 虚拟现实(Virtual Reality)VPN: 虚拟专用网络(Virtual Private Network)WIA: 工业自动化用无线网络(Wireless Networks for Industrial Automation)。

2020年第6期总第358期造船技术MARINE TECHNOLOGYNo.6Dec.,2020文章编号：1000-3878(2020)06-0072-04船舶智能制造模式的核心要素和体系架构邵明智，周成荫，谢新，却金波(上海船舶工艺研究所，上海200032)摘要：从现代造船模式和智能制造基本特征出发，提出船舶智能制造模式的定义、内涵、核心要素及体系架构，为船舶行业和造船企业推进船舶智能制造模式、构建船舶智能车间和智慧船厂提供思路。

关键词：船舶；智能制造模式;核心要素；体系架构中图分类号：U673.1文献标志码ACore Elements and Architecture of Ship Intelligent Manufacturing ModeSHAO Mingzhi,ZHOU Chengyin,XIE Xin,QIE Jinbo(Shanghai Shipbuilding Technology Research Institute,Shanghai200032,China)Abstract:Started from the modern shipbuilding mode and basic features of intelligent manufacturing,the definition,connotation,core elements,architecture of ship intelligent manufacturing mode are proposed,which provides the train of thought for the ship industry and shipbuilding enterprises to promote the ship intelligent manufacturing mode and to structure the ship intelligent workshops and smart shipyards.Key words:ship；intelligent manufacturing mode；core element；architecture0引言随着国家智能制造战略的有序推进，新一代信息通信技术与现代造船模式深度融合，对现代造船模式在实现形式和内涵上将产生深刻影响和变化，必须实现现代造船模式向船舶智能制造模式的转型升级，构建船舶智能车间、智慧船厂成为船舶行业和造船企业面临的十分迫切的现实需求。

智能制造装备产业专题讲座总分:100单选题（共10题，每题3分）1、智能制造紧扣（），以工艺、装备为核心，以数据为基础，依托制造单元、车间、工厂、供应链和产业集群等载体，构建虚实融合、知识驱动、动态优化、安全高效的智能制造系统。

C、智能特征2、（）旨在描述真实世界中存在的各种实体或概念及其关系，其构成一张巨大的语义网络图，节点表示实体或概念，边则山属性或关系构成。

D、知识图谱3、（）应用互联网、电子商务、社交媒体、大数据、人工智能技术深入挖掘不同客户的需求、偏好、能力，为产品设计、精准营销、客户服务提供科学的依据。

B、用户画像4、机器人（）是机器人在与对象物相隔一定距离时，所获得的该物体的图像信息。

A、视觉5、（）传感器按功能可分为接触觉传感器、力矩觉传感器、压觉传感器、滑觉传感器。

B、触觉6、（）是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。

A、智能制造系统7、（）是指建立智能决策系统，对产品技术数据、生产经营数据、设备运行数据、设计知识、工艺知识、管理知识、产品运维数据等信息进行搜集、过滤、储存、建模。

D、商业智能8、（）回答如何生产。

C、MES9、（）是提高产品附件价值、产品品牌价值的重要手段，是“中国制造”向“中国创造”转变的桥梁。

B、产品设计服务10、人工智能是（）的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器或系统。

C、计算机科学11、2020年12月，工信部正式公布了2020年跨行业跨领域工业互联网平台（）家。

A、1512、（）是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。

B、人工智能13、（）是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，它在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。

A、智能制造系统14、计算机的发明和使用使人类社会进入了（）时代。

基于模型的企业：从MBD到MBE的战略转型路径企业的不断成功，源于在每个关键机遇期做出正确的抉择。

对于在国民经济中发挥重要作用的中国制造业企业来说，如何面向未来，迎接信息时代的到来，是对每个制造业企业的一个挑战。

正确作出选择的企业，将在新一轮的竞争中抢占先机。

从MBD到MBE，构建一个基于模型的企业是一条漫长之路，需要在许多方面做出突破和改善。

企业在摆脱传统的基于二维图纸的设计研发生产模式向基于三维模型的全面数字化企业迈进的过程中，必须从根本上树立起数字化思维和生产经营管理模式，建立科学的战略转型路径。

一、工程师的新语言1、工程师的语言语言、文字和图形是人们进行交流的主要方式。

在工程界，准确表达一个物体的形状的主要工具就是图形，在工程技术中为了正确表示出机器、设备的形状、大小、规格和材料等内容，通常将物体按一定的投影方法和技术规定表达在图纸上，这种根据正投影原理、标准或有关规定，表示工程对象，并有必要的技术说明的图就称图样。

工程图样是人们表达设计的对象，生产者依据图样了解设计要求并组织、制造产品。

这种采用类似工程图样的产品定义方式常被称为工程师的语言。

2、工程语言的历史演进2.1 第一代工程语言工程定义需要明白和无歧义的表达。

中国古代工匠就有采用物理实体模型（如：故宫“样式张”）和二维绘图法表达工程思想的历史。

1795年法国科学家加斯帕尔•蒙日（Gaspard Monge，1746～1818）系统地提出了以投影几何为主线的画法几何，把工程图的表达与绘制高度规范化、唯一化，工程图便成为工程界常用的定义产品的语言——第一代工程语言。

这种工程设计语言的缺陷是显而易见的，设计师在设计新产品时，首先涌现在脑海里的是三维的实体形象而不是平面视图。

但为了向制造它的人传递产品的信息，必须将这个活生生的实体通过严格的标准和投影关系变成为复杂的、但为工程界所共识的标准工程图。

这当中的浪费不仅是投影图的绘制，还包括了从实体形象向抽象的视图表达方式转换的思维，以及在转换过程中不可避免出现的表达不清和存在歧义。

MBE企业中MBD的核心作用作者：顾云峰来源：《环球市场》2018年第10期摘要：本文针对航空数字化制造中MBD技术应用存在的问题，讨论了MBD和MBE的关系，介绍了MBD和MBE的层级，强调了MBD技术作为MBE基础核心的重要性。

关键词：数字化制造；基于模型的企业（MBE）；基于模型的定义（MBD）；MBE层级在数字化制造技术的发展过程中，产品定义的方式经历了二维工程图定义、三维数字模型定义、MBD模型定义三个阶段。

当前，数字化制造正向着“工业4.0”时代发展，以MBD模型为基础，构建MBE企业已经成为航空制造企业追求的最重要的发展目标之一。

对于国内航空制造企业，由于前期在数字化发展过程中或多或少存在的顶层整体规划不足、分散建设等问题，数据管理上大多存在制度规范不全、数据及信息化平台分散孤立、数据质量管理等方面的问题。

因而，从MBD（基于模型的定义）向MBE（基于模型的企业）发展，大多数研究的核心都放在了企业MBE的架构和软件平台的集成上。

但是，MBD技术是MBE的核心，在企业构建MBE时，应当同样重视MBD技术的应用，解决MBD技术应用中的问题，打造坚实的MBD技术基础，以此来为成功构建MBE企业的提供核心技术保障。

一、MBD与MBE的关系MBD（Model-Based Definition），即基于模型的定义，是指集成了产品设计信息、产品制造信息（PMI），管理信息的，可以完整表达产品定义信息的三维模型。

在MBE的概念中，它是MBE的核心和基础。

MBD数据能够被企业的所有业务环节所使用，以MBD模型为基础则可以实现MBE的外延扩展，使用MBD产品模型和MBD制造过程模型来定义、执行、控制、管理企业的全部业务，从而实现企业业务的全面集成并且实现与企业战略的全面对接。

以波音公司为例，在其实施MBE的过程中，MBD技术几乎贯穿了波音所有五个重点建设方面，即：（1）MBE级别排列工具；（2）3DPDF；（3）精益生产：（4）PLM产品全生命周期管理；（5）管理MBE。

附件1：智能制造相关名词术语和缩略语5G: 第五代移动通信技术(the 5th Generation mobile communication technology)APP: 应用程序(Application)AR: 增强现实(Augmented Reality)CAD: 计算机辅助设计(Computer Aided Design) CAM: 计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing) DCS: 分布式控制系统(Distributed Control System) EPA: 工厂自动化用以太网(Ethernet in Plant Automation) FCS: 现场总线控制系统(Fieldbus Control System) IEC: 国际电工技术委员会(International Electrotechnical Committee)IP: 互联网协议(Internet Protocol)ISO: 国际标准化组织(International Organization for Standardization)MBD: 基于模型定义(Model Based Definition)MBE: 基于模型的企业(Model Based Enterprise) MBM: 基于模型生产(Model Based Manufacturing) MES: 制造执行系统(Manufacturing Execution System) PAC: 可编程自动控制器(Programmable Automation Controller)PLC: 可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller) PON: 无源光纤网络(Passive Optical Network) SCADA: 监控与数据采集系统(Supervisory Control And Data Acquisition)SLA: 服务等级协议(Service-Level Agreement)TSN: 时间敏感网络(Time Sensitive Network)VR: 虚拟现实(Virtual Reality)VPN: 虚拟专用网络(Virtual Private Network)WIA: 工业自动化用无线网络(Wireless Networks for Industrial Automation)。