基于MBD的数控加工工艺技术研究

    航天产品制造作为我国制造业的重要组成部分，其发展对国家制造业的水平起着重要的推动作用。推进航天制造技术的信息化建设是国家的一项重要战略举措，为响应国家的号召，大力发展生产和管理创新、缩短产品的科研生产周期和降低生产成本，工厂提出了适应发展需要的数字化工厂建设目标。其中，三维工艺技术是一项重要环节，即结合工厂的实际情况，研究采用目前先进的产品生命周期管理模式，构建基于MBD(Model Based Definition)的三维协同结构化工艺设计管理平台，改进传统产品工艺设计过程和管理方法，最终完成平台与ERP／MES／DNC等系统集成，打通工厂信息流传递，实现数字化工厂的信息化建设整体目标。

1 三维协同的提出

    在传统航天产品的科研生产过程中，设计与制造部门长期分离且使用的平台不统一，与产品相关的三维模型、设计技术条件、工艺要求等信息需通过转换才得以相互传递，即设计部门把三维模型转换为带图号、名称、材料、阶段等信息的二维工程图下发至生产单位，工艺部门通过再建模技术完成三维工艺模型的创建，以满足数控加工流程的设计和CNC程序输出。这种模式下的信息转换比较繁琐、可协作性低、一致性差，在三维模型和二维图的相互转换过程中，还会出现技术人员制图、识图不准确导致出图或建模出错，将会造成严重的质量问题。

    传统技术状态的变化是采用电子邮件或打印纸质的更改单进行签署、分发，更改单通常难以及时传达到工艺人员的手中，产品的有效版本控制也较为困难，造成协同管理效率低下，严重影响了产品的研制周期和产品质量。

    如图1所示，通过在生产与设计部门之间建立基于MBD的产品设计和工艺设计协同的平台进行产品管理。可有效解决此类问题：一方面，平台可以消除设计和生产部门之间的信息孤岛。设计部门基于MBD的方式完成设计建模，在零件的三维模型上完整定义产品的设计、工艺、管理等信息，经协同发布与接收后，工艺部门继承使用基于MBD的三维设计模型完成工艺设计，整个研制过程中，实现了设计和生产之间的单一数据源传递，避免了三维模型与二维图纸之间的信息冲突，工艺模型准确性可得到有效保证，减轻了技术人员的工作量；另一方面，设计变更和版本控制更简单有效。设计变更签署结束后，平台将自动完成下发，及时通知生产单位及人员对相应的环节进行更改，更改记录和版本的可追溯性强，变更实施过程中，生产部门能快速作出响应并及时反馈落实情况，技术状态得到闭环控制，设计与生产部门的协同能力得到极大的改善。