MBD技術(shù)發(fā)展及在航空制造領(lǐng)域的應(yīng)用

（北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院，北京 100191）

基于模型的定義（Model-Based Definition，MBD）技術(shù)是將產(chǎn)品的所有相關(guān)設(shè)計(jì)定義、工藝描述、屬性和管理等信息都附著在產(chǎn)品三維模型中的先進(jìn)數(shù)字化定義方法[1]。該方法能夠?qū)a(chǎn)品研制過程中的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、裝配等信息集成在綜合的三維模型中，從而使之成為承載產(chǎn)品研制過程的唯一數(shù)據(jù)源。MBD的出現(xiàn)有效解決了傳統(tǒng)二維工程圖在現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過程中所面臨的復(fù)雜產(chǎn)品信息表達(dá)與傳遞困難、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理繁瑣、工程更改難以貫徹等問題，為設(shè)計(jì)制造過程的集成提供了基于唯一數(shù)據(jù)源的有效解決方案[2]，在近年來成為國內(nèi)外研究學(xué)者以及制造企業(yè)的研究與應(yīng)用熱點(diǎn)之一。

MBD技術(shù)在西方工業(yè)發(fā)達(dá)國家的研究與應(yīng)用已較為普遍。尤其在航空制造領(lǐng)域，部分領(lǐng)先企業(yè)已建立相對(duì)較為完整的MBD技術(shù)應(yīng)用體系。例如，波音公司成功將MBD技術(shù)應(yīng)用于波音787飛機(jī)的研制，在產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理以及設(shè)計(jì)制造集成方面為787飛機(jī)的全世界協(xié)同制造提供了技術(shù)保障，收到了顯著的應(yīng)用成效。近年來，隨著中國航空工業(yè)的快速發(fā)展，MBD技術(shù)在國內(nèi)航空制造技術(shù)領(lǐng)域亦受到廣泛關(guān)注，并成為研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)之一。

本文簡(jiǎn)要回顧產(chǎn)品定義方法發(fā)展歷程，對(duì)MBD技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行梳理與分析，并對(duì)MBD技術(shù)的未來發(fā)展進(jìn)行探討。

產(chǎn)品定義方法的發(fā)展

產(chǎn)品定義方法的發(fā)展過程可劃分為3個(gè)階段：二維定義階段、二維三維相結(jié)合定義階段以及全三維定義階段[3-12]。

產(chǎn)品定義方法各個(gè)階段的特點(diǎn)如表1所示。

（1）二維定義階段。

本階段的產(chǎn)品定義方法以法國科學(xué)家蒙日提出的畫法幾何為理論基礎(chǔ)，利用幾何投影表達(dá)產(chǎn)品的外形，再將產(chǎn)品的制造信息標(biāo)注在圖紙上，形成了經(jīng)典的二維工程圖產(chǎn)品定義方法。此階段，工程技術(shù)人員利用二維圖紙表達(dá)產(chǎn)品形狀，利用二維的公差標(biāo)注傳遞制造信息。主要特點(diǎn)是所有的設(shè)計(jì)制造依據(jù)均為二維工程圖，但這對(duì)產(chǎn)品研制人員的讀圖技能要求較高，尤其在復(fù)雜產(chǎn)品的信息傳遞過程中容易造成理解偏差，出現(xiàn)制造錯(cuò)誤。除此之外，二維工程圖包含的信息量有限，難以與現(xiàn)代制造過程中的數(shù)字化設(shè)備集成銜接。

表1 產(chǎn)品定義方法發(fā)展階段

（2）二維、三維相結(jié)合定義階段。

為了彌補(bǔ)二維工程圖在復(fù)雜產(chǎn)品形狀表達(dá)、與數(shù)字化制造設(shè)備的集成等方面的不足，隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展，產(chǎn)品的三維模型被引入到產(chǎn)品定義中，從而形成了二維、三維相結(jié)合產(chǎn)品定義方法。此階段，設(shè)計(jì)人員除了繪制產(chǎn)品的二維工程圖以外，利用三維建模軟件建立產(chǎn)品的三維模型。二維工程圖作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造依據(jù)，三維模型作為后續(xù)有限元分析、數(shù)控編程、測(cè)量機(jī)編程等環(huán)節(jié)的參考。部分學(xué)者將此發(fā)展階段細(xì)分為兩個(gè)子階段[5]：一是規(guī)范的二維工程圖與三維純幾何模型；二是簡(jiǎn)化的二維工程圖與集成了部分注釋的幾何模型。這種產(chǎn)品定義方法雖然在一定程度上解決了二維工程圖表達(dá)能力等問題，但由于出現(xiàn)了雙數(shù)據(jù)源，三維模型與二維工程圖同時(shí)存在于產(chǎn)品的制造過程中，這給產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理以及工程更改實(shí)施帶來了困難，容易造成產(chǎn)品版本錯(cuò)誤與數(shù)據(jù)管理的混亂。

（3）全三維定義階段。

為了解決雙數(shù)據(jù)源所帶來的問題,研究人員將原來在二維工程圖中定義的信息逐步轉(zhuǎn)移至三維模型中，利用一個(gè)綜合的三維實(shí)體模型表達(dá)產(chǎn)品信息，將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造信息（三維尺寸標(biāo)注及各種制造信息和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息）集成化地定義到三維數(shù)字化模型中，取代二維工程圖，作為產(chǎn)品生產(chǎn)過程中唯一的數(shù)據(jù)源。波音公司在787飛機(jī)研制過程中首次全面應(yīng)用全三維模型作為產(chǎn)品定義，美國機(jī)械工程學(xué)會(huì)（ASME）于2003年發(fā)布了MBD的實(shí)施規(guī)劃ASME Y14.41，達(dá)索公司在CATIA軟件中提供了符合ASME Y14.41的三維標(biāo)注功能，是全三維定義階段的重要標(biāo)志，此階段又稱MBD階段。MBD不是簡(jiǎn)單的三維標(biāo)注加三維模型,它不僅描述產(chǎn)品的幾何信息，而且定義了三維產(chǎn)品制造信息和非幾何的管理信息（產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品制造信息（Product Manufacturing Information，PMI）、物 料 清 單（Bill of Material，BOM）等），是產(chǎn)品生產(chǎn)全過程的唯一數(shù)據(jù)源[3,5,11-12]。

隨著產(chǎn)品復(fù)雜程度的提高，產(chǎn)品定義技術(shù)朝著綜合化、集成化的方向發(fā)展。MBD為產(chǎn)品制造過程提供了綜合的三維模型作為唯一數(shù)據(jù)源，為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)集成與過程集成提供了新的技術(shù)手段，對(duì)于簡(jiǎn)化產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、提高制造效率、降低制造成本具有重要意義。

MBD技術(shù)在航空制造領(lǐng)域的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

航空制造領(lǐng)域是MBD技術(shù)的重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域之一，國外航空制造領(lǐng)域以波音、空客為代表，已建立了較為完備的MBD技術(shù)體系，并在波音787、空客A350等新一代飛機(jī)的研制過程中取得了應(yīng)用。國內(nèi)航空制造領(lǐng)域在MBD技術(shù)的研究與應(yīng)用方面雖然起步較晚，但近年來大量的學(xué)者與企業(yè)在MBD技術(shù)的研究與應(yīng)用探索方面開展了大量的工作，已取得了顯著成果。

MBD技術(shù)在飛機(jī)設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用相對(duì)起步較早，并已開始具備一定的工程應(yīng)用能力，一些飛機(jī)設(shè)計(jì)單位在部分型號(hào)研制過程中已開始基于MBD全三維模型進(jìn)行產(chǎn)品模型定義與發(fā)放，部分或完全替代了傳統(tǒng)的二維工程圖。較之于設(shè)計(jì)階段，MBD技術(shù)在制造與檢驗(yàn)方面的研究應(yīng)用起步相對(duì)較晚。但近年來，特別是在十一五后期與十二五期間，基于多個(gè)國家與部委科研項(xiàng)目的支持，一些高校、科研院所和企業(yè)相應(yīng)開展了基于MBD的工藝技術(shù)、檢驗(yàn)技術(shù)研究與探索，并取得初步成效。

就檢索到的文獻(xiàn)資料來看，目前國內(nèi)關(guān)于MBD技術(shù)的研究多數(shù)集中于MBD設(shè)計(jì)規(guī)范、MBD環(huán)境下的工藝技術(shù)以及基于MBD的數(shù)字化檢驗(yàn)技術(shù)等方面。

1 MBD設(shè)計(jì)技術(shù)與規(guī)范

設(shè)計(jì)規(guī)范是產(chǎn)品定義方法得以順利實(shí)施的保障。圍繞基于MBD的產(chǎn)品定義及其規(guī)范，國內(nèi)外學(xué)者與機(jī)構(gòu)進(jìn)行了大量研究，并取得明顯成果。近年來，國內(nèi)外相關(guān)機(jī)構(gòu)已陸續(xù)發(fā)布了多個(gè)MBD設(shè)計(jì)規(guī)范，例如ASME Y14.41以及相關(guān)系列、ISO 16792及相關(guān)系列，以及我國的數(shù)字化產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)通則GB/T 24734系列、機(jī)械產(chǎn)品三維建模通用規(guī)則GB/T 26099系列、航空制造領(lǐng)域的 HB7753～HB7756、航空發(fā)動(dòng)機(jī)HB7773與HB7774系列等，已初步建立了MBD的技術(shù)規(guī)范體系。

在基于規(guī)范的模型定義應(yīng)用技術(shù)方面，亦有大量相關(guān)工作已經(jīng)展開，例如，張寶源等[13]指出了三維標(biāo)注技術(shù)的意義：擺脫二維束縛實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造過程的三維化，以及實(shí)現(xiàn)基于主模型的設(shè)計(jì)制造一體化，探究了三維標(biāo)注技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理，分析了標(biāo)注技術(shù)推行過程可能遇到的障礙并提出了解決思路。周秋忠等[14]分析了三維標(biāo)注技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及其對(duì)數(shù)字化制造技術(shù)的影響，以及三維標(biāo)注技術(shù)以屬性與標(biāo)注解決產(chǎn)品非幾何制造信息表達(dá)問題的本質(zhì)，結(jié)合CATIA平臺(tái)闡述了通過屬性與標(biāo)注表達(dá)產(chǎn)品各類非幾何制造信息的具體方法，明確了三維狀態(tài)下產(chǎn)品非幾何制造信息的操作管理要求，并通過標(biāo)注平面對(duì)它們進(jìn)行分類表達(dá)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)它們的有效組織與管理。三維標(biāo)注技術(shù)將使三維數(shù)字化模型成為數(shù)字化產(chǎn)品定義的唯一載體，并成為唯一的制造依據(jù)，將引起數(shù)字化制造技術(shù)的重大變革。高妮萍[15]提出基于MBD的數(shù)字化設(shè)計(jì)信息標(biāo)注系統(tǒng)，并基于UG二次開發(fā)了原型系統(tǒng)，在軸類零件上進(jìn)行了應(yīng)用驗(yàn)證。鄭雷[16]介紹了基于MBD的全三維設(shè)計(jì)支持系統(tǒng)，基于CATIA平臺(tái)進(jìn)行二次開發(fā)，將技術(shù)注釋信息集成到三維模型上，實(shí)現(xiàn)對(duì)全三維設(shè)計(jì)的支持。梅中義等[17]對(duì)三維環(huán)境下的工程注釋數(shù)據(jù)的管理進(jìn)行了研究，并基于VBA開發(fā)了CATIA工程注釋管理軟件。潘康華[18]研究了視圖角度、字體與比例、指引線和基準(zhǔn)線的表達(dá)、尺寸注法、精度特征的表示、剖面線的繪制和圖樣的簡(jiǎn)化等三維圖樣表達(dá)相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，并分析了當(dāng)前制造領(lǐng)域主流的三維CAD軟件的功能，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了一些二次開發(fā)，形成了一套三維標(biāo)注輔助工具，并在花鍵套叉零件上展開了應(yīng)用。

2 MBD環(huán)境下的工藝技術(shù)

工藝技術(shù)是設(shè)計(jì)與制造銜接的關(guān)鍵技術(shù)。長(zhǎng)期以來，航空制造領(lǐng)域在工藝定義與表達(dá)方面一直沿用基于二維工程圖的傳統(tǒng)模式。近年來，隨著MBD產(chǎn)品定義技術(shù)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)用的日益普遍與深入，一些航空制造企業(yè)已陸續(xù)開展了基于MBD環(huán)境的三維工藝技術(shù)研究與應(yīng)用，并取得長(zhǎng)足進(jìn)展。

在零件加工工藝層面，為實(shí)現(xiàn)MBD環(huán)境下零件級(jí)的工藝技術(shù)，相關(guān)研究人員從零件工藝信息模型構(gòu)建入手，展開了大量的研究工作。田富君等[19]提出了以工序模型為基本單位，通過加工特征將幾何信息與工藝信息相結(jié)合，建立了面向工藝的MBD模型；然后以工序模型為載體，建立MBD的零件工藝信息模型；采用多視圖方法，分別將三維標(biāo)注信息按照專業(yè)類型和工藝規(guī)劃過程進(jìn)行劃分和管理，并將工序模型進(jìn)一步劃分為實(shí)體層、擴(kuò)展層和應(yīng)用層；以一端蓋零件的工藝信息為例說明了MBD的工藝信息模型在三維工藝規(guī)劃中的應(yīng)用。韓志仁等[20]提出了一種MBD的零件工藝過程信息表達(dá)方法，將設(shè)計(jì)信息模型與工藝信息模型進(jìn)行了集成，基于CATIA二次開發(fā)了原型系統(tǒng)，為開展三維工藝規(guī)劃提供了基礎(chǔ)。伍權(quán)[21]提出將MBD設(shè)計(jì)模型、MBD工序模型以及工藝屬性3部分內(nèi)容進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)MBD的工藝信息模型的定義，并研究其建模方法與三維表達(dá)，并以一個(gè)典型套類零件作為應(yīng)用驗(yàn)證。除此之外，亦有大量的研究集中在三維CAPP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用方面[22-27]。在研究過程中，MBD工序模型的生成一直是研究的難點(diǎn)[27]，雖然已有部分學(xué)者在MBD工序模型的生成方法取得成果[28-29]，但整體而言，仍需要進(jìn)一步的研究與應(yīng)用探索。MBD環(huán)境下零件級(jí)的工藝技術(shù)目前仍處于理論研究和技術(shù)攻關(guān)的階段，工程應(yīng)用相對(duì)較少。

在MBD環(huán)境下的裝配工藝技術(shù)方面，亦取得了顯著進(jìn)展。十二五期間，國內(nèi)大型航空制造企業(yè)在裝配工藝模型設(shè)計(jì)以及工藝規(guī)劃與仿真方面展開了研究與工程應(yīng)用，相關(guān)研究工作集中在裝配信息的提取與標(biāo)識(shí)、裝配工藝模型的快速生成、輔助工藝規(guī)劃等方面[30-37]。葉盛等[33]提出建立基于MBD的三維裝配工藝建模系統(tǒng)的技術(shù)路線，搭建出系統(tǒng)平臺(tái)并成功應(yīng)用于復(fù)合材料艙段桁條裝配工序的三維建模與仿真。馮廷廷等[34]研究了裝配工藝模型建立的過程，詳細(xì)描述了工藝設(shè)計(jì)過程中各階段的任務(wù)及產(chǎn)品信息的數(shù)字量傳遞過程，實(shí)現(xiàn)了MBD環(huán)境下裝配工藝設(shè)計(jì)、工藝仿真及文件輸出。胡保華等[35]研究了基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計(jì)與可視化技術(shù)，開發(fā)了軟件系統(tǒng)并開展了應(yīng)用研究。梅中義與郭具濤對(duì)MBD環(huán)境下的裝配工藝技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)過程中的具體應(yīng)用模式進(jìn)行了研究[36-37]。

3 基于MBD的檢驗(yàn)技術(shù)

基于MBD的檢驗(yàn)技術(shù)是融通MBD環(huán)境下全三維設(shè)計(jì)制造集成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，亦是當(dāng)前MBD技術(shù)應(yīng)用的薄弱環(huán)節(jié)之一。相對(duì)于三維設(shè)計(jì)與三維工藝技術(shù)，基于MBD的三維檢驗(yàn)技術(shù)起步較晚。隨著基于MBD的全三維數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)在飛機(jī)型號(hào)研制過程中應(yīng)用的日益深入，對(duì)實(shí)現(xiàn)全三維數(shù)字化設(shè)計(jì)制造檢驗(yàn)一體化的要求日趨緊迫，然而，目前國內(nèi)航空制造企業(yè)的檢驗(yàn)部門多數(shù)仍采取將三維模型轉(zhuǎn)成二維工程圖，再添加公差標(biāo)注的方式，形成檢驗(yàn)的依據(jù)。此種工作模式不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，破壞了產(chǎn)品模型的唯一性及一致性，易造成模型轉(zhuǎn)換的二義性風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，亦無法適應(yīng)現(xiàn)代飛機(jī)結(jié)構(gòu)對(duì)于數(shù)字化檢驗(yàn)技術(shù)的需求。近年來，隨著飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)件日趨復(fù)雜化、精密化、大型化，整體結(jié)構(gòu)件、整體壁板等復(fù)雜機(jī)加結(jié)構(gòu)件大量出現(xiàn)，檢驗(yàn)難度、檢驗(yàn)項(xiàng)、檢驗(yàn)精度要求顯著提升，以二維圖紙為檢驗(yàn)依據(jù)，以非數(shù)字化檢驗(yàn)工具為手段的傳統(tǒng)檢驗(yàn)技術(shù)無論是在檢驗(yàn)精度、檢驗(yàn)效率、檢驗(yàn)?zāi)芰σ约芭c數(shù)字化測(cè)量設(shè)備的集成能力上均已不能適應(yīng)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件高效、高精度檢驗(yàn)的需求，航空制造業(yè)對(duì)加強(qiáng)與提升基于MBD數(shù)字化檢驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用能力的需求日益緊迫。

鑒于上述情況，十二五期間，在相關(guān)科研計(jì)劃的支持下，一批大專院校、科研機(jī)構(gòu)和航空制造企業(yè)陸續(xù)開展了面向全三維數(shù)字化設(shè)計(jì)、制造與檢驗(yàn)一體化應(yīng)用需求的三維數(shù)字化檢驗(yàn)技術(shù)研究與探索，并取得一定進(jìn)展。相關(guān)研究與實(shí)踐工作主要集中在基于MBD的檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆?gòu)建、基于MBD的三維檢驗(yàn)規(guī)劃、檢驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與檢驗(yàn)數(shù)據(jù)三維可視化等方面。

基于MBD的檢驗(yàn)技術(shù)研究的基礎(chǔ)與前提是梳理在MBD環(huán)境下檢驗(yàn)信息的組成及相互之間的關(guān)系，構(gòu)建MBD環(huán)境下檢驗(yàn)信息模型，作為MBD環(huán)境下檢驗(yàn)技術(shù)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。北京航空航天大學(xué)段桂江等[38]提出了基于MBD的檢驗(yàn)規(guī)劃統(tǒng)一模型，并基于采用描述文件記錄文檔路徑、文檔存儲(chǔ)檢測(cè)相關(guān)信息的方式，建立檢驗(yàn)規(guī)劃統(tǒng)一模型所包含信息的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)檢驗(yàn)規(guī)劃工藝數(shù)模、檢驗(yàn)計(jì)劃、檢測(cè)報(bào)告等大量文檔的歸檔管理；在檢驗(yàn)規(guī)劃統(tǒng)一模型的基礎(chǔ)上，提出了基于MBD的檢驗(yàn)規(guī)劃系統(tǒng)框架，并基于CATIA二次開發(fā)了原型系統(tǒng)，并在某型飛機(jī)的典型零件框上進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證。鄭偉連等[39]將檢驗(yàn)數(shù)據(jù)融入檢驗(yàn)?zāi)Ｐ椭?，提出了基于模型的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)可視化的方法，而基于MBD檢驗(yàn)技術(shù)的關(guān)鍵在于將檢驗(yàn)信息融入到模型中，并在檢驗(yàn)過程中加以利用。為實(shí)現(xiàn)三維數(shù)字化產(chǎn)品檢驗(yàn)，基于MBD的航空產(chǎn)品首件檢驗(yàn)方法，在分析MBD技術(shù)應(yīng)用體系的基礎(chǔ)上，對(duì)航空首件檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究，給出了在MBD環(huán)境下實(shí)現(xiàn)首件檢驗(yàn)的關(guān)鍵技術(shù)，以探討實(shí)現(xiàn)首件檢驗(yàn)過程信息化、數(shù)字化的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)，為基于MBD的航空產(chǎn)品首件檢驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)與實(shí)施提供了技術(shù)支撐和方法指導(dǎo)[40]。此外，一些學(xué)者對(duì)基于MBD的檢驗(yàn)規(guī)劃與數(shù)字化測(cè)量設(shè)備的集成銜接及檢驗(yàn)數(shù)據(jù)分析評(píng)價(jià)等技術(shù)進(jìn)行了研究[41-45]。面向飛機(jī)機(jī)加結(jié)構(gòu)件檢驗(yàn)需求的MBD環(huán)境下的三維檢驗(yàn)規(guī)劃系統(tǒng)，并在典型的零件上展開了應(yīng)用驗(yàn)證[46]。除了對(duì)數(shù)字化檢驗(yàn)技術(shù)本身進(jìn)行研究外，研究人員利用MBD在信息集成方面的優(yōu)勢(shì)，將基于MBD的檢驗(yàn)技術(shù)引入到云制造環(huán)境，探索了云檢驗(yàn)的應(yīng)用模式[47]。方憶湘[48]、石培玉[49]等通過分析MBD環(huán)境下零件MBD數(shù)據(jù)集中的測(cè)量信息構(gòu)成，提出了基于零件模型獲取零件測(cè)量信息的方法，基于NX與Creo二次開發(fā)了測(cè)量信息獲取工具，并進(jìn)行了應(yīng)用驗(yàn)證。

MBD研究與應(yīng)用展望

在未來相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)，MBD技術(shù)將持續(xù)成為國內(nèi)航空制造技術(shù)領(lǐng)域研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)之一。雖然近年來國內(nèi)航空制造領(lǐng)域在MBD技術(shù)研究與應(yīng)用方面已開始快速起步并取得了一定的進(jìn)展，但與波音、空客、洛馬等先進(jìn)企業(yè)相比，在理論、方法與工程實(shí)踐等方面尚存在明顯差距，仍有大量工作需要展開。

（1）MBD集成應(yīng)用方法論方面。

基于MBD的制造技術(shù)體系是對(duì)傳統(tǒng)基于二維工程圖制造體系的一場(chǎng)深刻變革，需要有一系列的系統(tǒng)化的理論、方法作為指導(dǎo)[11-12]。在展開基于MBD的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)等具體技術(shù)研究的同時(shí)，亦亟待深入開展總體方法層面的研究，例如基于MBD的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)一體化應(yīng)用體系、方法論、集成框架、工程應(yīng)用模式等。在總體模型層面，實(shí)現(xiàn)基于MBD的產(chǎn)品制造全過程的深度集成，為MBD在工程環(huán)境中的實(shí)施與應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。

（2）應(yīng)用支撐技術(shù)方面。

便捷性與易用性是影響MBD技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域?qū)嵺`應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。未來應(yīng)著重于此方面展開支撐技術(shù)的研究，例如：基于MBD的設(shè)計(jì)技術(shù)，可將知識(shí)庫技術(shù)引入產(chǎn)品定義過程，基于知識(shí)快速進(jìn)行產(chǎn)品定義與信息標(biāo)注，開發(fā)高效快捷的三維標(biāo)注工具有望成為未來MBD的研究熱點(diǎn)之一；基于MBD的零件工序模型的生成技術(shù)是實(shí)現(xiàn)MBD環(huán)境的三維CAPP的難點(diǎn)，應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)研究；對(duì)基于MBD的裝配級(jí)工藝技術(shù)的研究與應(yīng)用，航空制造企業(yè)中已取得部分應(yīng)用，但復(fù)雜產(chǎn)品裝配工藝規(guī)劃、裝配模型構(gòu)建等技術(shù)距離工程化應(yīng)用仍有較大差距，需要繼續(xù)投入研究力量；基于MBD的檢驗(yàn)技術(shù)，雖然已有眾多研究人員開始關(guān)注基于MBD的檢驗(yàn)技術(shù)，并在檢驗(yàn)單項(xiàng)技術(shù)，如模型檢驗(yàn)信息提取、與數(shù)字化檢驗(yàn)設(shè)備的集成等方面取得了一些研究成果，但尚未形成MBD環(huán)境下的檢驗(yàn)技術(shù)體系，在航空制造企業(yè)中基于MBD的檢驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用亦處于探索階段，基于MBD的檢驗(yàn)技術(shù)的研究依然是MBD技術(shù)在設(shè)計(jì)制造檢驗(yàn)全過程的集成應(yīng)用中的技術(shù)瓶頸之一，亟需繼續(xù)投入研究力量。

（3）工程應(yīng)用方面。

雖然目前已建立了MBD技術(shù)的國家標(biāo)準(zhǔn)，航空工業(yè)亦建立了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但仍需要在MBD技術(shù)的研究與應(yīng)用過程中逐步完善標(biāo)準(zhǔn)體系，建立適合企業(yè)生產(chǎn)情況的技術(shù)規(guī)范，構(gòu)建企業(yè)知識(shí)庫，培養(yǎng)相關(guān)人才，逐步推進(jìn)MBD的工程應(yīng)用。

結(jié)束語

MBD將產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過程中的信息集成在一個(gè)綜合的三維模型中，使之成為產(chǎn)品制造過程乃至全生命周期的統(tǒng)一數(shù)據(jù)源，為簡(jiǎn)化產(chǎn)品制造過程的數(shù)據(jù)管理、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造全過程的信息融合與過程集成提供有效的解決方案。本文結(jié)合產(chǎn)品定義技術(shù)的發(fā)展歷程，對(duì)近年來MBD的研究及在航空制造企業(yè)中的應(yīng)用成果進(jìn)行梳理與總結(jié)，并對(duì)MBD技術(shù)在中國航空制造領(lǐng)域的研究與應(yīng)用進(jìn)行了展望。

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