MBD（Model Based Definition），即基于模型的工程定義，是一個用集成的三維實體模型來完整表達產品定義信息的方法，它詳細規(guī)定了三維實體模型中產品尺寸、公差的標注規(guī)則和工藝信息的表達方法。

當前，我國制造業(yè)的數字化技術發(fā)展迅猛，三維數字化設計技術和數字化樣機技術得到了深入應用。同時，隨著計算機和數控加工技術的發(fā)展，傳統(tǒng)以圖紙來傳遞信息的協(xié)調法被以數字量傳遞為基礎的數字化協(xié)調法代替，縮短了研制周期，提高了產品質量。

MBD是基于模型的定義，規(guī)定了CAD模型和CAD圖形中的應用注釋和具體要求。需以GB/T 24734為依據在CAD系統(tǒng)中實現(xiàn)三維尺寸自動標注的技術。

MBD是為了創(chuàng)建豐富的“技術數據包”，包含3D模型及相關聯(lián)的數據元素，將設計的各個方面包含在內，如制造，質量，服務，銷售，售后等，可以充分定義產品，確保相關下游客戶都能夠有效進行溝通和使用。三坐標自動化編程主要涉及到MBD其中產品和制造信息（PMI）部分。

MBD的主導思想充分利用三維模型所具備的表現(xiàn)力去探索便于用戶理解且更具效率的設計制造信息表達方式。

前言

項目背景

隨著現(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展，產品的設計與制造過程變得越來越復雜。為了確保產品的質量和性能，檢驗和驗證成為了不可或缺的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的檢驗規(guī)劃往往依賴于人工經驗和物理樣品，這不僅耗時、成本高，而且可能存在誤差和遺漏。為了解決這些問題，基于模型的定義（MBD, Model-Based Definition）技術應運而生。

MBD是一種基于數字模型的產品信息描述方法，它將產品的所有信息（如尺寸、材料、工藝、檢驗等）集成在一個統(tǒng)一的數字模型中。這種方法不僅可以提高設計的準確性和效率，還可以為后續(xù)的制造、檢驗和維護提供強大的支持。

基于MBD的檢驗規(guī)劃生成與管理技術，是將MBD的理念應用于檢驗規(guī)劃的過程中。通過這種技術，可以自動從數字模型中提取檢驗信息，生成檢驗規(guī)劃，并進行管理。這不僅可以大大減少人工干預，提高檢驗規(guī)劃的準確性和效率，還可以確保檢驗規(guī)劃與產品設計的一致性。

此外，基于MBD的檢驗規(guī)劃生成與管理技術還可以與其他現(xiàn)代制造技術（如數字孿生、大數據分析、人工智能等）結合，實現(xiàn)智能檢驗、自動化檢驗等高級功能。這不僅可以進一步提高檢驗的效率和質量，還可以為企業(yè)帶來巨大的經濟效益。

項目成果

在眾多項目建設過程中，我們發(fā)現(xiàn)絕大部分的客戶公司現(xiàn)階段的工藝數據結構化程度較低，檢驗要求與檢驗執(zhí)行一致性較差，工藝路線與檢驗計劃的生成需工人介入，浪費了大量的人力成本來完成檢驗，為解決這一痛點，海克斯康工業(yè)軟件旗下的Smart Quality 深度剖析研究MBD,并基于MBD構建了一套檢驗規(guī)劃生成與管理技術應用，大幅提升客戶現(xiàn)場檢驗效率與質量。

以下是對此項成果的關鍵技術點研究的詳細介紹：

1.檢驗規(guī)劃生成與管理技術

結合噴嘴、葉片典型零部件進行檢測工藝規(guī)劃，研究和開發(fā)基于虛擬現(xiàn)實的三維仿真快速脫機編程技術，完成檢驗環(huán)境的虛擬化及編程人員的快速交互，實現(xiàn)基于模型的脫機編程，完成模擬現(xiàn)實檢測設備狀態(tài)、仿真檢測環(huán)境及檢測過程。

檢驗規(guī)劃是數字化檢測過程的基礎，是每一檢測環(huán)節(jié)的起點和依據。可通過解析二維CAPP工藝規(guī)程及三維MBD數模獲取結構化檢驗要求信息，自動生成檢驗規(guī)劃；對于非結構化檢測工藝，將檢驗表格轉化為定制的Excel模板，導入系統(tǒng)生成檢驗規(guī)劃。

目前已實現(xiàn)基于Excel模板導入和解析二維工藝規(guī)程生成檢驗規(guī)劃的相關技術和功能，還需要研究基于MBD模型的檢驗規(guī)劃生成技術。

2.基于MBD的檢測特性解析

MBD模型是一個用集成的三維實體模型來完整表達產品定義信息的方法體，PMI是將原本標注在二維工程圖上的所有尺寸、公差配合、截面等表示的制造所需的信息都直接標注在三維數模上。其中標注信息分為三類：尺寸公差信息、形位公差及技術條件信息、表面粗糙度信息。具體結構信息如圖所示：

檢測模型標注信息結構圖

檢測模型標注信息結構如圖所示：

檢測模型標注信息結構示意圖

開發(fā)MBD檢測工藝自動解析軟件，對帶有PMI標注的MBD數模進行輕量化計算和智能化匹配，可支持圖形引導和尺寸定位高亮顯示，提取尺寸、形位公差以及相關檢測要求，同時也是自動生成檢驗規(guī)劃的基礎。

完整的MBD模型主要包含3方面的內容：幾何信息、GD&T標注信息，以及GD&T標注信息與幾何信息之間的關聯(lián)關系。在此，GD&T標注信息涵蓋了語義的標注信息以及非語義的文本以及工程注釋等技術要求信息。針對GD&T標注信息及其與幾何信息之間的關聯(lián)關系，通過二次開發(fā)技術進行提取。并基于.CAD格式文件進行輕量化，實現(xiàn)特征的展示、GD&T標注信息的展示以及關聯(lián)關系的創(chuàng)建。

3.基于MBD特性解析在 Smart Quality 智慧質量管理系統(tǒng)項目中的實踐應用

在實際的項目建設中，SMART Quality質量管理系統(tǒng)的檢驗計劃模塊已融入了MBD特性解析功能，可針對某一零組件號進行詳細的檢驗計劃編制，并可以添加該零件的圖紙進行綁定，綁定成功后即可在檢驗計劃編制界面查看完整的MBD模型，支持圖形引導與尺寸定位高亮顯示，提取其中的尺寸等檢驗要求信息，進一步提高檢驗計劃生成的準確性與效率。

檢驗計劃編制界面示意圖

當零件的檢驗計劃生成后，即可進行零件任務的數據采集流程，根據檢驗計劃中的尺寸信息，可指導工人/檢驗員逐步完成采集工作，并會根據尺寸信息中記錄的基準值、上下偏差等信息對采集的數據進行校驗，進一步確保數據的準確性。

方案價值

1．提高效率與準確性：傳統(tǒng)的檢驗規(guī)劃依賴于人工經驗和物理樣品，容易出現(xiàn)遺漏和誤差。而基于MBD的技術可以自動從數字模型中提取檢驗信息，大大減少了人為因素的干擾，從而提高了檢驗規(guī)劃的準確性。同時，自動化的流程也大大加快了檢驗規(guī)劃的生成速度。

2．降低成本：自動化的檢驗規(guī)劃生成過程減少了對專業(yè)人員的依賴，從而降低了人力成本。同時，減少了因為人為錯誤導致的返工和修正，進一步節(jié)省了材料和時間成本。

3.增強產品質量與一致性：基于MBD的檢驗規(guī)劃確保了檢驗過程與產品設計的高度一致性。這意味著產品的每一個細節(jié)都將得到嚴格的檢驗，從而確保了產品的高質量。

4.提供數據支持與決策依據：基于MBD的技術可以為企業(yè)提供大量的數據支持，如檢驗結果、不合格原因分析等。這些數據不僅可以用于產品的持續(xù)改進，還可以為企業(yè)的決策提供有力的依據。

5.促進跨部門協(xié)同：MBD技術的應用使得產品的信息在整個生命周期中都得到了統(tǒng)一和標準化。這為跨部門的協(xié)同工作提供了便利，如設計、制造、檢驗、維護等部門可以更加順暢地共享和交流信息。

6.支持未來技術的整合：基于MBD的檢驗規(guī)劃生成與管理技術為與其他先進技術（如人工智能、大數據分析、數字孿生等）的整合打下了堅實的基礎，為企業(yè)的未來發(fā)展提供了強大的支持。

在現(xiàn)代制造業(yè)中，質量管理系統(tǒng)的作用日益凸顯，而SMART Quality質量管理系統(tǒng)正是這一領域的佼佼者。基于MBD的檢驗規(guī)劃生成與管理技術的完美融入，為SMART Quality質量管理系統(tǒng)賦予了前所未有的核心競爭力。