基于MBD的三维数字化装配工艺设计及现场可视化技术应用

装配式建筑施工中的施工工艺可视化与虚拟现实技术应用近年来，装配式建筑在我国得到了广泛的推广和应用。

而在装配式建筑施工过程中，施工工艺可视化与虚拟现实技术的应用逐渐成为一种有效的方式，帮助施工人员更好地理解和掌握施工流程，并提高施工质量和效率。

本文将从可视化技术和虚拟现实技术两个方面阐述其在装配式建筑施工中的应用。

一、施工工艺可视化技术的应用1. BIM技术在装配式建筑中的作用BIM（Building Information Modeling）是一种基于三维模型的数字化建造技术，可以将设计图纸、构件信息、材料信息等数据进行集成并进行模拟。

在装配式建筑施工中，BIM可以为装配构件的设计、制造和安装提供全过程协同管理。

通过BIM技术，可以对整个施工流程进行可视化展示，减少错误、冲突和延误，并确保各个环节之间的协调与统一。

2. VR技术在准备期间VR（Virtual Reality）技术是一种虚拟现实技术，可以通过模拟真实场景的三维图像和声音来创造出身临其境的体验。

在装配式建筑施工中，VR技术可以用于工程的准备阶段。

例如，在设计师、施工人员和业主之间进行会议时，利用VR技术可以将设计方案以虚拟的形式呈现，让各方能够更直观地理解和沟通。

3. AR技术在实际施工中AR（Augmented Reality）技术是一种增强现实技术，将虚拟信息叠加在真实场景中，可以为施工过程中的操作提供指导和辅助。

在装配式建筑施工中，AR技术可以利用传感器和摄像头获取实时数据，并将构件位置、尺寸等信息投影到现场环境中。

这样，施工人员就能够通过AR设备看到虚拟的构件和操作指引，从而大大提高了安装效率和精度。

二、虚拟现实技术的应用1. 仿真训练虚拟现实技术可利用精确的模型在虚拟环境中进行培训、演习等活动。

对于装配式建筑施工工人而言，他们可以通过虚拟现实技术进行操作训练，熟悉各个环节的工艺和操作流程，避免因不熟悉而产生的差错。

同时，仿真训练还能够提供紧急情况的模拟，增强应对突发事件的能力。

《基于MBD的三维装配工艺信息集成技术研究》一、引言随着制造业的快速发展，三维数字化技术在装配工艺中的应用越来越广泛。

其中，基于模型定义（Model Based Definition，MBD）的技术在三维装配工艺信息集成方面发挥着重要作用。

MBD技术以三维模型为基础，实现了产品定义信息的集成和共享，从而提高了装配工艺的效率和精度。

本文旨在研究基于MBD的三维装配工艺信息集成技术，探讨其应用现状、优势及挑战，并提出相应的解决方案。

二、MBD技术概述MBD技术是一种基于三维模型的产品定义方法，它将产品的设计、制造、装配等信息全部集成在单一的三维模型中。

通过MBD技术，可以实现产品信息的全面共享和快速传递，从而提高产品的研发效率和生产效率。

在三维装配工艺中，MBD技术可以提供丰富的装配信息，如装配顺序、装配路径、装配力等，为装配工艺的优化提供了有力的支持。

三、三维装配工艺信息集成技术研究基于MBD的三维装配工艺信息集成技术，是将产品的三维模型、装配信息、工艺信息等进行集成和共享。

通过该技术，可以实现装配工艺的数字化、智能化和可视化，从而提高装配效率和精度。

1. 集成方式基于MBD的三维装配工艺信息集成方式主要包括模型集成、信息集成和过程集成。

模型集成是将产品的三维模型进行整合和优化，形成完整的产品模型；信息集成是将产品的设计、制造、装配等信息进行集成和共享；过程集成则是将产品的生产过程进行数字化建模和优化，实现生产过程的智能化和可视化。

2. 关键技术在基于MBD的三维装配工艺信息集成技术中，关键技术包括三维建模技术、信息提取技术、工艺规划技术和仿真技术等。

其中，三维建模技术是实现信息集成的基础，信息提取技术可以从三维模型中提取出装配信息、工艺信息等；工艺规划技术则根据产品的特点和要求，制定出合理的装配工艺和生产流程；仿真技术则可以对装配过程进行模拟和优化，提高装配效率和精度。

四、应用现状及优势基于MBD的三维装配工艺信息集成技术已经在许多企业中得到了应用。

可视化施工：装配式建筑数字化前沿技术一、数字化前沿技术在装配式建筑施工中的运用装配式建筑是指将建筑物的各个构件在工厂进行制造和加工，然后再运至现场进行组装的一种建筑方式。

与传统的现浇施工相比，装配式建筑具有施工快速、质量可控、环境友好等优势。

随着科技的不断发展，数字化前沿技术逐渐在装配式建筑施工中得到应用，并取得了显著的效果。

本文将重点介绍数字化前沿技术在可视化施工方面的运用。

二、BIM技术在可视化施工中的应用BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，是一种集成了建筑物各个方面信息的虚拟模型。

在装配式建筑施工过程中，BIM技术可以实时呈现出整个项目的设计、进度、材料以及人力资源等相关信息,为项目管理提供有效支持。

1. 设计阶段：BIM软件可以对设计方案进行三维模型展示和演示，利用可视化手段为设计师提供直观感受。

设计师可以通过BIM软件对构件进行布局调整和优化，提前解决设计问题，从而减少在施工现场的修改和调整。

2. 施工阶段：BIM模型可以与施工计划进行对接，实现施工进度和模型的一致性管理。

通过BIM技术，可以将施工进度信息以可视化的形式展示给项目管理人员和相关人员，及时发现进度偏差并采取相应措施。

3. 质量控制：BIM软件能够为装配式建筑提供构件尺寸、零部件加工、安装位置等详细信息。

利用BIM技术，可以在施工前对构件进行虚拟组装验证，避免因尺寸不匹配等问题导致的质量隐患。

三、可视化交互系统在数字化施工中的应用除了BIM技术外，在数字化施工中还有其他可视化交互系统被广泛运用。

1. 智能头盔：智能头盔是一种集成了显示屏、摄像头以及传感器等功能的装备。

穿戴该智能头盔的操作人员可以通过显示屏实时查看安全指示和操作要求，并且将所见即所得的场景反馈到远程监控室或设备维修人员，以便及时处理。

2. 虚拟现实技术：虚拟现实技术可以通过虚拟环境模拟出真实的场景，使施工人员能够亲身体验整个施工过程。

基于MBD的三维数字化装配工艺设计及现场可视化技术应用基于 MBD的三维数字化装配工艺设计技术是现代航空数字化制造中的一门新兴学科，也是未来飞机三维装配工艺设计的发展趋势。

本文介绍了该技术主要通过对DELMIA、3DVIA Composer、CAPP等工艺设计、工艺仿真软件进行客户化定制和多系统集成应用，完成基于 MBD三维产品模型的工艺分离面的划分、BOM重构、工艺仿真以及三维装配指令编制等工艺设计工作，并通过生产管理系统将已完成的工艺设计信息传递到生产现场实现可视化装配，打通了基于 MBD的产品设计与工艺设计及现场可视化装配的技术路线。

MBD(Model-Based Definition)即基于模型的产品数字化定义，其特点是：产品设计不再发放传统的二维图纸，而是采用三维数字化模型作为飞机零件制造、部件装配的依据。

传统的二维工艺设计模式已经不能适应全三维设计要求。

随着现代计算机技术、网络技术、工艺设计软件技术的发展，以及协同平台的建立，为三维数字化装配工艺设计和并行工程奠定了基础。

1三维数字化装配工艺设计及现场可视化系统通过采用达索公司三维数字化装配工艺设计平台 DELMIA 及 3DVIA Composer 解决方案，构建“数字化装配工艺设计和仿真系统”及“生产现场可视化系统”。

突破 DELMIA 二次开发及定制技术、3D 制造过程仿真验证及优化技术、MBD 技术、生产现场可视化技术、Windchill/DELMIA/EPCS/CAPP 多系统集成技术等关键技术瓶颈，最终构建符合企业业务需求的“数字化装配工艺设计和仿真系统”及“生产现场可视化系统”。

缩短飞机装配周期，提高装配质量，全面提升飞机的数字化制造能力。

系统流程及集成架构如图 1 所示。

图 1系统流程及集成框架系统流程及集成工作思路如下：(1)Windchill 企业数据管理系统是企业唯一合法的数据来源，管理着各种 BOM 信息。

通过接口程序，把 PBOM 以 XML 的格式输出。

基于MBD的三维工程化设计应用一、引言当前, 国内外大型装备制造企业的数字化技术发展迅速, 三维数字化设计技术得到了广泛的应用。

基于模型定义（Model-Based Definition，MBD）的数字化设计与制造技术已经成为制造业信息化的发展趋势。

企业为什么要推广MBD 技术进行三维工程化设计呢？以二维工程图作为交付物，向工艺、制造、生产和检查等环节传递产品的几何结构及技术要求的传统研制模式存在如下问题。

（1）设计环节：由于以二维图作为交付物，三维模型不作为交付物，二维图更改后三维模型不及时更新，导致数据不一致。

（2）工艺、制造和检测环节：工艺、制造以二维图为准，增加了从图纸到形状的还原过程，容易出现理解歧义，并增加了出错概率。

同时，工艺模型或图纸重建，增加了无价值劳动。

管路、电缆以二维图为主，造成制造、装配误差较大，且不能形象地指导装配过程，导致现场更改较多。

检测以二维图为准，数据手工录入效率低，准确性无法保证。

（3）检查机制：由于设计以二维图作为交付物，因此没有建立三维模型的检查机制，导致工艺、制造和检测等后续环节得不到准确的三维模型。

（4）标准规范：当前产品研发过程中遵循的标准规范是基于二维模式，缺乏三维工程化应用的标准体系规范，导致三维设计模型质量较差。

MBD 技术采用包含了三维几何模型、尺寸和尺寸工差、形位公差、基准、符号、表面粗糙度、属性、注释等产品制造信息的单一主模型来完整表达产品定义信息，并将其作为产品制造过程中的唯一依据，从而实现设计、工艺、制造和检测等环节的高度集成。

采用MBD 技术实现了单一数据源，彻底改变产品数据定义、生成、授权与传递的模式，消除了传统研发模式中的三维模型与二维图纸之间的信息冲突，减少了创建、存储和追踪的数据量，实现三维数字化产品定义、三维数字化工艺开发和三维数字化数据应用，保证了产品制造信息的正确和快速传递，从而有效地缩短了产品研制周期，减少了重复工作，提高了产品质量和生产效率。

基于mbd的飞机数字化装配工艺设计及应用随着现代工业的发展，数字化装配技术在飞机制造领域中得到了广泛的应用。

数字化装配技术是指将制造过程中的各个环节通过数字化的方式进行管理和控制，以提高生产效率、降低成本、提高产品质量和可靠性。

本文将围绕数字化装配技术在飞机制造中的应用展开讨论，并以基于MBD的飞机数字化装配工艺设计为重点进行研究。

一、数字化装配技术在飞机制造中的应用数字化装配技术在飞机制造中的应用主要包括以下几个方面： 1. 数字化设计数字化设计是指将传统的手工绘图和设计转化为数字化的方式进行，通过计算机辅助设计软件进行建模、分析和验证，以提高设计效率和准确度。

数字化设计技术在飞机制造中的应用可以使设计师更快地完成设计任务，同时减少错误和重复工作，提高设计质量。

2. 数字化加工数字化加工是指通过计算机辅助制造设备进行加工，以提高加工效率和准确度。

数字化加工技术在飞机制造中的应用可以使加工过程更加精确和快速，同时减少浪费和成本，提高产品质量和可靠性。

3. 数字化装配数字化装配是指将制造过程中的各个环节通过数字化的方式进行管理和控制，以提高生产效率、降低成本、提高产品质量和可靠性。

数字化装配技术在飞机制造中的应用可以使装配过程更加精确和快速，同时减少浪费和成本，提高产品质量和可靠性。

4. 数字化测试数字化测试是指通过计算机模拟和仿真技术进行测试，以提高测试效率和准确度。

数字化测试技术在飞机制造中的应用可以减少测试时间和成本，同时提高测试精度和可靠性。

二、基于MBD的飞机数字化装配工艺设计MBD是Model-Based Definition的缩写，意思是基于模型的定义。

MBD是一种新型的数字化装配技术，它将制造过程中的各个环节通过数字化的方式进行管理和控制，以提高生产效率、降低成本、提高产品质量和可靠性。

基于MBD的飞机数字化装配工艺设计是指将数字化装配技术与MBD技术相结合，以实现飞机数字化装配工艺的设计和管理。

《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。

基于MBD技术的三维工艺设计与现场可视化生产导读：飞机研制采用MBD技术推进了飞机研制模式的创新，“三维工艺设计平台+DCE平台+ERP生产管控平台”构成的集成化的综合信息管理平台是企业打通产品数字化制造的工具；“MBD模型+三维指令(AO/FO)+检验计划”是企业产品设计、生产、质量控制等产品实现过程所依赖的机制创新。

作者：拜明星 | 来源：航空制造技术基于模型定义(Model Based Definition，MBD)是一种新的产品数字化定义技术，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。

波音公司787客机采用了“基于模型的产品定义”技术，实现了产品关联设计、通过建立全球协同平台(GCE)实现了与合作伙伴协同研制，这彻底地改变了研制流程、研制方法和飞机研发模式。

新飞机工程全面应用MBD技术，采用多厂所异地协同的研制模式，为航空产业的跨越发展提供了难得的机遇。

飞机研制的工艺设计与生产管理现状飞机研制采用了基于MBD技术，构建了设计制造的协同工作平台（简称DCE平台），解决了产品制造的单一数据源，实现了产品协同设计。

DCE平台通过与企业ERP系统的集成，实现了飞机装配现场“无纸化”，取得了非常显著的效果。

01产品的工艺设计在DCE平台中依据产品数据集（EBOM、MBD模型等），完成工艺规划工作：编制工艺总方案、构建了PBOM、划分装配流程、建立顶层MBOM：开展工艺准备工作，完成零组件交接状态/毛料供应状态、工装申请及其技术条件的签审与控制，二维形式指令AO/FO设计、工程更改贯彻、检验计划编制及其签审等，实现了EBOM/PBOM/MBOM的技术状态管理，实现了产品制造的关联工艺设计。

02产品计划编制与过程控制飞机研制中产品检验检测与过程控制采用了检验计划（检验规程）。

检验汁划规范了检查项目、检查方法、俭测工量具、明确了检验活动的具体要求，是检验人员验收产品的标准文件在DCE平台的工艺指令的编制环境中编制检验计划，DCE平台进行审签流程管理，提高了检验设计工作质量。

基于MBD的三维装配工艺系统关键技术探究摘要：装配工艺是整个产品生命周期中的一个重要环节，也是整个设备功能得以实现的最终环节，直接关系到产品的质量。

传统的2D装配过程缺少标准、完备的加工信息，造成了三维模型直观性差、数据冗杂、表达模糊等问题，严重地影响了装配的精度和效率。

目前我国大多数企业都采用了人工记录工序图并将其录入计算机的方法。

本文首先分析了装备制造业现行产品研发模式及需求，然后介绍了MBD三维装配工艺系统。

关键词：MBD；数字化装配；XML；三维动画；工艺仿真引言：装配是产品的最终生产环节，是整个产品生命周期的重要组成部分。

目前大部分企业都是使用三维建模技术，而不是效率低、易产生误差的二维模型生产模式。

MBD通过对工件进行三维装配建模，可以增强对装配的理解和表达能力，降低操作人员对装配过程的认识偏差，防止误装、漏装等问题。

利用MBD技术对产品进行集成装配工艺，使其能够迅速地进行三维建模，可以便捷地获取产品尺寸、公差及工装信息，因此，将MBD应用于三维装配工艺设计过程是一种有效且可行的方法。

1装备制造业现行产品研发模式及需求分析1.1装备制造业现行产品研发模式分析目前，应用三维装配工艺系统的企业多为航空航天、军事等部门，普通企业还没有建立起完整的三维装配工艺系统[1]。

另外，无法有效地控制装备生产进度，也很难保证产品的组装周期。

随着产品设计越来越复杂化，对设计流程的优化提出了更高的需求。

在数字化时代下，如何将MBD技术应用到生产制造领域已成为一个亟待解决的难题。

1.2基于MBD三维装配工艺设计的需求现状分析首先，通过分析产品结构特点及制造过程中可能出现的问题，提出一个面向复杂机械零件设计与加工一体化的装配工艺模型。

其次，研究并开发出一套三维装配工艺系统，通过 Windchill平台对组装过程进行了设计与确认，并通过三维装配工艺技术，以直观的操作指南指导组装过程。

2 MBD三维装配工艺系统2.1MBD三维装配工艺系统体系结构三维装配工艺设计流程由模型设计、装配工艺过程的设计与现场装配工艺这三个部分构成。

浅谈基于MBD的数字化仿真技术在航天制造企业应用本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！1引言当前，伴随着三维数字化设计制造技术带来的传统产品研制模式的重大变革，基于模型的定义（ModelBasedDefinition,MBD）技术正向着可以实现产品整个生命周期中各个阶段的数据、过程定义与交换的全数字化方向发展。

近年来我国的航天制造业数字化紧跟现今数字化制造发展方向，在产品的三维数字化协同设计、基于三维产品模型的工艺设计、产品数据和生产过程管理等方面取得了一定的成效，但也应意识到，面向产品全生命周期的数字化尚未实现，全数字化的三维设计制造模式仍未形成，数字化仿真技术对数字化制造的促进效果仍不明显，数字化技术的巨大效能远未发挥。

对于离散型航天制造型企业，应重点从生产系统仿真技术、工艺设计仿真技术、装备设计仿真技术、质量检测仿真技术四方面深入开展数字化仿真技术的探索和应用工作。

现阶段需要着重解决以下几方面的问题：a.如何利用生产系统仿真技术详细验证工厂规划、车间布局方案可行性，降低固定资产投资和技术改进风险；b.如何利用工艺设计仿真技术减少产品研制初期的设计更改、工艺更改和试验件生产，并为产品装配现场提供可视化的三维工艺指导；c.如何通过利用装备设计仿真技术解决大型产品、工装验证成本高，设计周期长的问题；d.如何利用质量检测仿真技术提高产品的尺寸质量，降低产品的生产成本，提高零部件合格率并在产品批产前及时发现质量控制上的潜在隐患。

2生产系统仿真技术生产系统仿真是指利用计算机仿真技术和虚拟现实技术，在虚拟空间内对制造系统元素（包括设备和人）布置的合理性和原材料转化过程（包括加工、流转、装配）的流畅性进行验证和优化，计算各工位产能和物料流动时间并实现最优生产线平衡，以指导工艺布局、工艺物流和生产规划的技术。

基于MBD的产品工艺协同设计关键技术应用基于MBD（Model-Based Definition）的产品工艺协同设计是指以三维模型为基础进行产品设计、工艺规划、装配规程等方面的协同设计工作。

它通过统一的三维模型，实现了产品设计和制造过程之间的无缝连接，提高了设计效率和质量，并减少了制造过程中的错误和成本。

以下是基于MBD的产品工艺协同设计的关键技术应用。

1.三维模型的集成和管理在基于MBD的产品工艺协同设计中，不同的团队需要共享和协同使用同一份三维模型。

因此，需要建立一个集成和管理三维模型的系统，以确保团队成员可以方便地访问和更新模型。

这可以通过使用产品生命周期管理（PLM）系统来实现，PLM系统可以跟踪和管理各个版本的模型，并确保团队成员始终使用最新的模型进行设计和工艺规划。

2.设计和装配规则的约束和验证在基于MBD的产品工艺协同设计中，需要建立和约束一系列设计和装配规则，以确保产品能够正确装配和制造。

这些规则可以包括零件的最小间距、装配顺序、工艺参数等。

通过对三维模型进行规则约束和验证，可以在设计阶段自动检测和解决可能导致装配问题的设计错误，提高产品的装配质量和效率。

3.工艺规划和生产线优化基于MBD的产品工艺协同设计可以与工艺规划和生产线优化相结合，以实现更高效的生产和制造过程。

通过在三维模型中添加工艺信息，如工艺路线、工艺参数、操作工具等，可以为工艺规划和生产线优化提供更准确的数据。

这有助于减少制造过程中的浪费和错误，并提高生产效率和质量。

4.CAD/CAM集成5.虚拟装配和碰撞检测在基于MBD的产品工艺协同设计中，可以使用虚拟装配和碰撞检测技术来帮助设计师和工艺规划师进行优化设计和规划。

虚拟装配技术可以在三维模型中模拟真实的装配过程，帮助发现和解决可能导致装配问题的设计错误。

碰撞检测技术可以在三维模型中检测到零件之间的碰撞，提前发现并解决可能存在的碰撞问题，避免在实际装配过程中出现故障和损失。

基于MBD的飞机三维数字化装配工艺设计与应用巩玉强【摘要】当前飞机设计已全面采用了基于MBD的设计方法，但是装配工艺设计依然采用二维文字表达的CAPP系统，无法适应当前的工艺设计要求。

采用基于DELMIA软件平台的三维数字化装配工艺设计系统，实现装配工艺设计的数字化和可视化，保证了产品信息的完整和准确，创建了三维可视化的装配指令，大幅度提高工艺设计的质量和装配指令的可操作性。

【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2014(000)022【总页数】5页(P103-107)【关键词】MBD;DELMIA;三维数字化;可视化;装配【作者】巩玉强【作者单位】中航通飞华南飞机工业有限公司，珠海519040【正文语种】中文【中图分类】V262.4+20 引言当前新研飞机已全面采用基于MBD的产品设计技术，所有零部件的设计及制造信息全部采用三维数字化定义，而国内装配工艺设计依然以二维文字为主要表达方式的CAPP系统，无法实现MBD信息的提取，工艺设计部门无法利用三维数字化设计所带来的优势，因此采用基于MBD的三维数字化装配工艺设计势在必行。

本文介绍了采用DELMIA软件系统进行基于MBD产品设计的三维数字化装配工艺设计系统，介绍了三维数字化装配工艺设计系统的构架、设计方法和流程，为全面开展三维数字化装配工艺设计做了探索。

1 国内外装配工艺设计的现状及发展方向随着 CAD/CAM/CAE以及计算机信息和网络技术的发展，欧美各航空制造大国均已全面采用三维数字化设计和制造技术，全面采用三维数字化产品定义和仿真技术，从根本上改变了传统的飞机设计与制造方式，大幅度地提高了飞机设计制造技术水平。

波音公司在波音777飞机的研制过程中，由于全面采用了该项新技术，使研制周期缩短50%，出错返工率减少75%，成本降低25%，其研制过程是数字化设计制造技术在飞机研制中应用的重大突破。

近几年在美国波音787、F-35、欧洲A400M及A350的研制中，数字化设计及装配技术有了更为深入的应用[1]。

基于MBD的三维数模在飞机制造过程中的应用随着数字化设计与制造技术在航空制造业的广泛应用，特别是三维CAD技术的日益普及，飞机研制模式正在发生根本性变化，传统的以数字量为主、模拟量为辅的协调工作法开始被全数字量传递的协调工作法代替，三维数模已经取代二维图纸，成为新机研制的唯一制造依据。

在枭龙飞机和ARJ21飞机机头的制造过程中，中航工业成飞公司结合数字化制造技术的发展方向，传统的以数字量为主、模拟量为辅的协调工作法开始被全数字量传递的协调工作法代替，并取得了一些阶段性成果。

但是，与国外发达航空企业相比，仍然存在很大的差距，主要表现在三维数模并没有贯穿于整个飞机数字化制造过程中，基于MBD （Model-Based Design）技术的产品定义工作尚处于探索阶段，以MBD为核心的数字化工艺设计和产品制造模式尚不成熟，MBD的设计、制造和管理规范还有待完善，三维数字化设计制造一体化集成应用体系尚未贯通。

因此，为了缩短飞机研制周期，提高飞机研制质量，有必要以三维数模为载体，借鉴国外发达航空制造企业MBD技术的成功应用经验，结合飞机数字化制造流程，开展适合于我国国情的飞机三维数字化设计制造技术应用研究。

MBD内涵美国机械工程师协会于1997年在波音公司的协助下开始了有关MBD标准的研究和制定工作，并于2003年使之成为美国国家标准。

MBD的主导思想不只是简单地将二维图纸的信息反映到三维数据中，而是充分利用三维模型所具备的表现力，去探索便于用户理解且更具效率的设计信息表达方式。

它用集成的三维数模完整地表达了产品定义信息的方法，详细规定了三维数模中产品尺寸、公差的标注规则和工艺信息的表达方法。

MBD改变了传统用三维数模描述几何形状信息的方法，而用二维工程图纸来定义尺寸、公差和工艺信息的分步产品数字化定义方法。

同时，MBD使三维数模作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、以三维实体模型数模为辅的制造方法。

基于MBD的三维数字化制造技术应用体系MBD功能MBD使用一个集成化的三维数字化实体模型表达了完整的产品定义信息，成为制造过程中的唯一依据。

MBD三维数字化产品定义技术不仅使产品的设计方式发生了根本变化，不再需要生成和维护二维工程图纸，而且它对企业管理及设计下游的活动，包括工艺规划、车间生产等产生重大影响，引起了数字化制造技术的重大变革，真正开启了三维数字化制造时代。

采用MBD技术，将彻底改变飞机产品数据定义、生成、授权与传递的制造模式，实现三维数字化产品定义、三维数字化工艺开发和三维数字化数据应用，形成一个完整的、基于MBD的三维数字化制造技术应用体系，如图2所示。

MBD的进步性在该应用体系中，通过建立基于MBD的数字化协调规范和数字化定义规范，采用三维建模系统进行数字化产品定义，建立起满足协调要求的飞机全机级三维数字样机和三维工装模型，进行三维数字化预装配。

工艺人员在工艺设计规范的指导下，直接依据三维实体模型开展三维工艺开发工作，改变了以往同时依据二维工程图纸和三维实体模型来设计产品装配工艺和零件加工工艺的做法。

依据数字化装配工艺流程，建立起三维数字化装配工艺模型，通过数字化虚拟装配环境对装配工艺过程进行数字化模拟仿真，在工艺工作进行的同时及飞机产品实物装配之前，进行制造工艺活动的虚拟装配验证，确认工艺操作过程准确无误后再将装配工艺授权发放，进行现场使用和实物装配。

在数字化装配工艺模拟仿真过程中生成装配操作过程的三维工艺图解和多媒体动画数据，建立起三维数字化工艺数据，为三维数字化工艺现场应用提供数据。

根据产品开发规范和数据组织规范，所有产品工程设计、工艺设计、工装设计制造等开发过程及其产生的工程数据、工艺数据、工装数据通过PLM系统实现全生命周期管理。

基于MBD的数字化制造技术达到了全机100%的三维数字化产品定义、数字化预装配、数字化工装设计，同时使三维工艺设计及三维数据可视化应用成为现实。

基于MBD的数字化三维协同技术应用研究随着工业化与信息化的深度融合、智能制造技术飞速发展，构建基于数字化的设计制造协同工作环境是企业实现高效、智能发展的必然趋势。

本文对MBD 的数字化三维协同技术应用进行了研究。

标签：MBD技术;三维协同技术;应用研究数字化制造技术在航空制造领域的应用越来越广泛，飞机的研发、制造方式也在发生很大的变化。

新飞机工程全面应用M BD技术，采用多厂所异地协同的研制模式，为航空产业的跨越发展提供了难得的机遇。

一、MBD技术概述MBD（Model Based Definition）技术，即基于模型的定义，有时也被称为数字化产品定义技术，是一种面向计算机应用的产品数字化定义技术，其核心思想是用一个集成的三维实体模型来完整地表达产品定义信息，实现面向制造的设计。

MBD技术充分利用三维模型直观、可视化和准确表达的特点，将产品全生命周期过程中所需的几何信息和非几何信息，以注释或属性的方式附加到三维模型中，从而使三维模型成为生产制造过程中的唯一依据，为设计人员摆脱繁重琐碎的二维制图工作提供了可能。

二、MBD的特点和技术优势分析由于通常的CAD数模仅包含三维几何信息，工艺、制造、管理信息存在于二维图或其他技术文档中，使用人员无法以直观而明白的方式获取相关信息，也无法直接用三维模型进行产品的生产和检验。

为了将三维设计向三维制造一体化转变，迫切需要一种方式将三维设计信息传递到各使用方。

MBD是产品定义方式的一次革命，它以更为强大的表现力和易于理解的定义方式，极大地提高了产品定义的设计质量和利用效率，使设计、制造融为一体，是未来设计技术的发展方向，必将对航空制造业有着深远的影响。

1.基于特征的建模方法。

不同于其他工程定义方法，MBD是完全基于特征定义的，它不是三维实体加三维标注，而是特征的定义和特征关系的控制，这是它与其他工程定义方法本质的区别，因而它有更强的表现力，更符合实际工程的需要。