흔히 MBD라고 부르는 모델 기반 정의는 2D 제품 생산 도면과 달리 3D CAD(Computer-Aided Design) 모델에서 부품과 어셈블리를 제조하고 검사하는 데 필요한 정보를 문서화하는 방식입니다.


이미지: Creo에서 생성된 모델 기반 정의를 사용한 CAD 모델의 예

MBD의 이점

MBD는 제품 개발 프로세스에 많은 이점을 제공합니다. 미국국립표준기술원(NIST)의 연구에 따르면 MBD를 통해 설계-제조-검사 프로세스를 무려 78.4%까지 줄일 수 있습니다. 이는 마치 일주일 분량의 모든 작업을 월요일 하루만에 끝내는 것과 같습니다.

MBD가 기존의 2D 드로잉 방식보다 효율적인 이유는 무엇일까요? CAD 모델의 3D 주석은 시멘틱 방식 즉, 다른 소프트웨어가 이해할 수 있는 방식으로 이루어져 있습니다.

공급망과는 PDF나 드로잉 인쇄물을 공유하는 것 대신, 원본 부품 파일 또는 CAD-Neutral STEP 파일을 공유할 수 있습니다. 이러한 파일을 CAM 소프트웨어나 CMM(좌표측정기)의 검사 소프트웨어에서 열면 해당 소프트웨어에서 3D 주석과 해당 형상 참조를 인식합니다.
따라서 드로잉에서 다운스트림 소프트웨어로 정보를 변환하는 작업이 필요하지 않으며, 그 결과 속도가 빨라지고 실수가 줄어듭니다.

MBD를 향한 여정

모델 기반 정의의 뿌리는 1968년 최초의 3D CAD 소프트웨어로 거슬러 올라갑니다. 하지만 오늘날 대부분의 기업은 여전히 드로잉을 기반으로 작업하고 있습니다. 이들 기업은 3D 모델을 개발한 다음 2D 제품 생산 도면을 생성합니다.

드로잉에는 다음과 같은 객체, 제품 및 제조 정보(PMI) 보기가 포함되어 있습니다.

• 치수
• 기하 공차
• 메모
• 기호 및 서피스 마무리
• BOM(Bills of Material) 같은 테이블

엔지니어링 회사와 조직은 드로잉 과정을 없애고 설계에서 제조로 바로 이동함으로써 엄청난 이익과 비용 절감 효과를 얻을 수 있다는 사실을 깨달았습니다. 사실 2D 드로잉을 생성하는 것은 3D에서 한 단계 퇴보하는 것과도 같습니다.

1990년대 중반 캔자스주 위치토에 소재한 보잉(Boeing)에서 몇몇 사람들이 만나 CAD 모델에서 PMI를 직접 캡처하는 새로운 방법론인 MBD를 제안했습니다. MBD에 대한 엔지니어링 표준은 ASME Y14.41-2019 및 ISO 16792:2015에 수록되어 있습니다.

MBD 구현

CAD 사용자가 이미 2D 드로잉 생성 방법을 알고 있다면 MBD로 쉽게 전환할 수 있습니다. CAD 모델에서 찾아볼 수 있는 MBD의 주요 요소는 다음과 같습니다.

• 주석 평면 - 모델에 배치할 세부 정보의 배치 및 방향을 정의합니다.
• 3D 주석 - 제품 및 제조 정보에 사용됩니다.
• 결합 상태 - 명확한 이해와 체계성을 위해 3D 주석을 구성합니다. 결합 상태에는 다음 사항도 포함됩니다.
  • 분해 상태
  • 횡단면
  • 단순화 표현 - 표시되는 컴포넌트 수를 줄임
  • 모양새 상태 - 다양한 색상과 질감으로 컴포넌트를 표시함
  • 스타일 상태 - 음영처리, 투명, 은선 제거와 같은 다양한 디스플레이 모드로 컴포넌트를 표시함

     

MBD는 유연성이 뛰어나므로 MBD에서 3D 주석을 만드는 것이 2D 드로잉 보기와 세부 정보를 만드는 것보다 더 쉬운 경향이 있습니다. 예를 들어, 치수는 드로잉 보기 한 개에만 나타나지만 3D 주석은 여러 결합 상태로 나타날 수 있습니다. 대부분의 회사에서는 2D 드로잉에 세부적인 모양새를 표시하는 것과 관련하여 엄격한 규칙을 적용하고 있습니다.

결과물

흔히 MBD는 '드로잉'이나 '종이'를 사용하지 않는다고 오해하는 사람들이 있는데, 이것은 사실이 아닙니다. 단지, MBD에서는 드로잉이 예전처럼 주요 정보 소스가 아님을 의미할 뿐입니다. 공급망에 드로잉이 필요한 경우에는 얼마든지 드로잉을 생성할 수 있습니다.

MBD에서 PDF 대신 제공하는 주요 결과물은 기술 데이터 패키지(TDP)입니다. 전자 파일 세트인 TDP에는 다음과 같은 것이 포함될 수 있습니다.

• 네이티브 형식(예: Creo) 또는 CAD 중립 STEP AP242 형식의 모델
• 다운스트림 공급망 시스템으로 전사해야 하는 2D 드로잉의 테이블과 달리, 다른 소프트웨어에서 사용할 수 있는 Excel 또는 CSV 형식의 BOM
• 메모, 구조도 및 FAI(First Article Inspection, 초도품검사) 문서와 같은 기타 관련 전자 파일

결론

MBD를 사용하면 제조, 공급망, 재고 및 전사적 환경에서 다운스트림으로 사용할 수 있는 콘텐트를 생성할 수 있어 제품 개발 워크플로가 간소화됩니다.