为了更好的产品质量,探索 MBD [访谈]




如果您是工程师或设计师,可能已经听说过基于模型的定义 (MBD),这种将非几何工程信息添加到 3D 模型的做法。(传统上,这类数据是添加到 2D 绘图的。)

直观上说,将一切全部留在同一个位置是合理的做法。但是,这样做的好处是否值得企业为此改变长久以来的做法?如果已经有数十年之久呢?

一家跨国公司的首席工程师 Curtis Brown 似乎对此表示认可。他负责帮助团队创建可信任的产品模型,使他人能够在整个企业内自信地重复使用。

他说公司已经开始向更好的产品转变(还有其他一些原因)。“通过使用计算机可读的智能 MBD 数据和格式,以及相关流程的自动化,可以实现质量改进。”

事实究竟如何?它涉及语义公差... 但是,我们超越了自己。Madhavi Ramesh 最近与一位正顺利创建基于模型的企业的人士谈到了质量、MBD 和产品设计的未来,敬请阅读。

 Curtis Brown

Madhavi:         您如何定义基于模型的定义 (MBD)

Brown:             我将 MBD 定义为全面描述几何(例如,3D 模型)所需的数字信息,以及定义产品所需的全部关联数据元素。这包括:

  • 几何(包括形状几何和补充几何)
  • 关联 PMI
  • 关联元数据(如材料、分类)
  • 表示状态(例如,组合状态)
  • 关联产品特征标号(产品和制造检验信息)

简言之,MBD 是 3D 注释的模型及其关联数据元素,它们用来对产品进行全面的定义,所有不具备 2D 绘图表的下游客户都可以有效地传播和使用它们。

Madhavi:         您如何定义基于模型的企业 (MBE)

Brown:           MBE 是指成功使用 MBD 的组织。换言之,MBE 是基于 3D MBD 数据的完全集成、协作式环境,这些数据在整个企业内进行验证、授权和分享,以便从概念到维持使产品变成现实。

Madhavi:        公司为什么应实施 MBD

Brown:            您经常听到 MBD“更快、更好、更便宜”。这意味着用更少的资源加快产品实现流程的速度。另外,MBD 的另一个关键驱动因素是产品质量的改善。通过使用计算机可读的智能 MBD 数据和格式,以及相关流程的自动化,可以实现质量改进。这样便谈到了主题:关联及语义公差。

关联公差是注释的图形表示,这些注释与几何/面或CAD模型中的任何其他特性相关联。

 Geometric tolerance dialog

设置公差值

语义公差更多是与这些图形表示的注释的意义和行为相关。一些人认为我们已经在采用语义公差,但并非如此。目前,我们至多采用的是关联公差。这意味着注释与面相 关联。但是,我相信,在重复使用 MBD 数据方面迈出下一大步之后,我们将朝着通过使用语义公差改善产品质量迈进。

Madhavi:        谁需要 PMI(在扩展组织内)?他们如何使用它?

Brown:           PMI 是制造产品所需的非几何属性,如尺寸、公差、基准等。在以绘图为中心的组织中,您会在 2D 绘图上找到这些信息。然而,在 MBE 中,PMI 必须与 3D CAD 模型相关联。此外,3D CAD 模型还应包括产品特征标号,称为 PMII(产品制造检验信息),这只是另一种类型的 PMI 而已。

PMII 对于质量和检验流程来说至关重要。目前,PMII 是在检验现场创建的。作为检验计划流程的组成部分,将会标识所有关键特征,然后在绘图上绘制球标。想象一下 这样的使用情形,在计划阶段的早期或在 MBD 阶段就可以设置 PMII 信息。这些信息可以推动下游流程的进行,使得在产品开发流程中的前期提供闭环质量反馈。

 Annotated model

注释 3D 模型

质量的成败取决于 PMI。我们都希望 PMI 尽可能地智能。包含产品特征和标号的 MBD 数据有助于唯一地标识和明确地验证产品。

Madhavi:        使用语义公差有什么优势?

Brown:           我们希望 PMI 尽可能地智能,以便下游组织可以充分利用 MBD 数据。

比如说,某一尺寸恰好位于 2D 静态绘图上。这一尺寸不能直接发送到 CMM(坐标测量机)程序或检验软件。这意味着下游用户需要重新创建关键特征信息,如不同的公差、计量特性等。约 80% 的错误都是因此而引入的,它们源自不精确甚至错误的信息。

MBD 数据的未来在于,使与该特性相关的所有公差和注释都自动发送到执行环境。借助语义公差,验证流程可以实现自动化,确保公差完整、无疑义。这意味着下游用户不会在流程后期发现问题,以免导致产品开发延误。

Madhavi:        是否有任何与语义公差相关的框架和标准?

Brown:           标准之一是 STEP AP242 格式,它已经存在一段时间。此外,还有 ANSI 标准、QIF(质量信息框架)。QIF 的一个方面涵盖了 PMI 的语义特征,以及与 3D 模型中的关注特性之间的关联。QIF 是一套 XML 模式,其中包含由可重复使用的组件和各种应用程序模式组成的库,如质量测量计划和质量测量结果。

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MBD 正迅速变成用户的首选设计方法。工程师发现 MBD 的好处胜过它带来的任何挑战。此外,随着越来越多的团队开始采用 MBD 方法,为产品开发的每个阶段创建单一来源权威模型时所面临的障碍也随之消失。

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