Bei der model-based definition (MBD) werden, im Gegensatz zu 2D-Produktionszeichnungen, die für die Herstellung und Prüfung von Teilen und Baugruppen erforderlichen Informationen in 3D-CAD-Modellen (Computer-Aided Design) dokumentiert.


Bild: Beispiel für ein in Creo mit model-based definition erstelltes CAD-Modell

Vorteile der model-based Definition

MBD bietet zahlreiche Vorteile für den Produktentwicklungsprozess. Laut einer Studie des National Institute of Standards and Technology (NIST) kann MBD den Prozess vom Entwurf über die Fertigung bis zur Inspektion um sagenhafte 78,4 % verkürzen. Das ist so, als ob Sie Ihre gesamte Arbeit für die Woche vor dem Ende des Tages am Montag erledigen würden.

Warum ist MBD effizienter als die traditionelle 2D-Zeichenmethode? Weil die 3D-Anmerkungen im CAD-Modell semantisch sind, was bedeutet, dass andere Software sie verstehen kann.

Anstatt ein PDF oder einen Ausdruck einer Zeichnung mit Ihrer Lieferkette zu teilen, teilen Sie entweder die ursprüngliche native Teiledatei oder eine CAD-neutrale STEP-Datei. Wenn diese Dateien in einer CAM-Software (Computer Aided Manufacturing) oder einer Prüfsoftware für Koordinatenmessgeräte (CMM) geöffnet werden, erkennt die Software die 3D-Anmerkungen und ihre geometrischen Referenzen.Dadurch entfällt die Arbeit der Übersetzung der Informationen von einer Zeichnung in eine nachgelagerte Software. Das ist schneller und reduziert Fehler.

Der Weg zu MBD

Die Wurzeln der model-based Definition reichen bis zur ersten 3D-CAD-Software im Jahr 1968 zurück. Heute sind die meisten Unternehmen jedoch noch zeichnungsbasiert. Sie entwickeln ein 3D-Modell und generieren dann eine 2D-Produktionszeichnung.

Zeichnungen enthalten Ansichten des Objekts und Produkt- und Fertigungsinformationen (PMI), einschließlich:

• Dimensionen.
• Geometrische Toleranzen
• Notizen
• Symbole und Oberflächenbeschaffenheit
• Tabellen wie Stücklisten (BOM)

Ingenieurbüros und Organisationen haben erkannt, dass sie immense Vorteile und Einsparungen erzielen können, wenn sie die Zeichnung eliminieren und direkt vom Design zur Fertigung übergehen. Das Erstellen einer 2D-Zeichnung ist ein Rückschritt gegenüber 3D.

Mitte der 1990er Jahre trafen sich mehrere Personen bei Boeing in Wichita, Kansas, um eine neue Methodik zur Erfassung des PMI direkt im CAD-Modell vorzuschlagen: MBD. Die technischen Standards für MBD sind in ASME Y14.41-2019 und ISO 16792:2015 festgehalten.

MBD implementieren

Wenn CAD-Anwender bereits wissen, wie man 2D-Zeichnungen erstellt, ist der Übergang zu MBD einfach. Die wichtigsten Elemente von MBD im CAD-Modell sind die folgenden:

• Beschriftungsebenen, um die Platzierung und Ausrichtung der Details zu definieren, die im Modell platziert werden sollen.
• 3D-Anmerkungen für das Produkt und Fertigungsinformationen.
• Kombinationszustände, um die 3D-Anmerkungen übersichtlich zu gestalten und zu organisieren. Kombinationszustände umfassen auch:
  • Explosionszustände
  • Querschnitte
  • Vereinfachte Darstellungen, um die Anzahl der angezeigten Komponenten zu reduzieren
  • Erscheinungsbildzustände, um Komponenten in verschiedenen Farben und Texturen anzuzeigen
  • Stilzustände, um Komponenten in verschiedenen Anzeigemodi anzuzeigen, z. B. schattiert, transparent und verdeckte Linien entfernt

Das Erstellen von 3D-Bemaßungen in MBD ist tendenziell einfacher als das Erstellen von 2D-Zeichnungsansichten und Details, da MBD mehr Flexibilität erlaubt. Zum Beispiel kann eine Bemaßung nur in einer Zeichnungsansicht erscheinen, aber eine 3D-Anmerkung kann in mehreren Kombinationszuständen erscheinen. Die meisten Unternehmen haben strenge Regeln für das Aussehen von Details in 2D-Zeichnungen.

Das Ergebnis

Eine häufige Fehlannahme ist, dass MBD "zeichnungslos" oder "papierlos" ist. MBD bedeutet, dass die Zeichnung nicht mehr die primäre Informationsquelle ist. Wenn nötig, können Sie eine Zeichnung erstellen, wenn Ihre Lieferkette dies erfordert.

Anstelle eines PDFs ist das primäre Lieferprodukt von MBD das technische Datenpaket (TDP). Dies ist ein Satz elektronischer Dateien, der Folgendes enthalten kann:

• Das Modell entweder in seinem nativen Format, wie Creo, oder im CAD-neutralen STEP AP242-Format.
• Die Stückliste im Excel- oder CSV-Format, die von anderer Software genutzt werden kann, im Gegensatz zu Tabellen auf 2D-Zeichnungen, die in nachgelagerte Supply-Chain-Systeme übertragen werden müssen.
• Andere zugehörige elektronische Dateien wie Notizen, Schaltpläne und Dokumente zur Erstmusterprüfung (FAI).

Fazit

MBD rationalisiert den Produktentwicklungs-Workflow, da es Inhalte generiert, die nachgelagert in der Fertigung, der Lieferkette, der Lagerhaltung und im gesamten Unternehmen verwendet werden können.