三维数字化条件下的三维下厂应用

1 引言

    随着数字化技术和信息化技术的不断发展，制造业企业发展数字化及信息化制造成为必然趋势，20年前，制造业开展了轰轰烈烈的甩图板运动，逐步将二维图纸电子化，10年前三维设计软件开始登上历史舞台，转眼间，三维设计、三维数模、三维协同与三维工艺等等三维概念逐步崭露头角，更有一些行业佼佼者，从三维设计到三维制造的整个业务环节全程联通，随着三维软件的普及，三维理念的深入人心，制造业企业中推行数字化产品设计与制造已经成为设计、工程和制造企业管理创新方面的重要战略举措。

    建立基于三维设计模型的数字化产品制造平台，打通从设计到制造的信息化之路，构建基于MBD(Model Based Definition)的三维产品设计和MBI(Model Based Instructions)的三维工艺和制造的一体化应用平台，实现产品从设计、工艺到制造的全生命周期信息化管理，并集成企业现有的PDM、ERP、DNC系统，实现一体化的、基于三维的管理设计、工艺、制造过程的产品研发和精益制造体系，已成为制造业信息化的又一趋势。

2 三维数字化产品设计

    三维数字化设计制造使产品信息的描述和在各环节之间的传递，从传统模拟的、二维平面的模式向三维模式转变，被称为制造工程史上的一次重大革命。它避免了大量的三维二维转换工作，避免了大量的必须靠实物进行判别、评估和确认的工作。它可以预先精确的定义、模拟和优化产品，提前发现可能出现的错误，从而大大缩短研制周期、降低成本。在这个过程中，三维数字化设计是一切工作的源头，是要首先予以解决的问题。

    MBD是一种介于三维的产品数字化定义技术，它面向产品三维模型对数字化信息进行完整描述，如：三维模型的尺寸、几何形状、公差的标注和产品非几何信息的标注（产品物理特征、制造特征、数据管理特征、状态特征的属性等）等。

    美国制造工程师协会于2003年发布了“数字化产品定义数据实践ASME Y14.42-2003”，国际上几大主流CAD软件（CATIA、UG、PTC等）都支持ASME Y14.41标准。与此同时，波音公司也制订了自己的三维设计标准（BDS-600系列），并与CATIA、Delimia等软件实现集成。另外，还有大量的二级软件供应商也在制订自己的三维设计标准。我国三维标注的国家标准《数字化产品定义数据通则》（GB/T24734）于2010年正式发布，但是，这些已发布的标准都比较宏观，与实际应用还有一段距离，国内企业还需要确定自身的应用模式，同时还要针对自身的应用形成一系列辅助规范，不能拿过来直接使用。