1.1.3 MBD技术的推广应用

波音公司从20世纪90年代初的B777复杂产品开始采用CATIA软件进行复杂产品的结构设计和预装配分析,开启了数字化设计的新技术体系。20世纪90年代中后期,开始在737-x改型复杂产品的设计制造过程中逐步推广CATIA设计和DCAC/MRM的数据管理系统,将数字化设计和应用技术推向了一个新的高度。

在737-x项目中,波音公司将原有的B737产品图纸全部模型化,并采用产品数据管理系统将数据纳入构型管理的体系当中,使数据在设计、生产和检验维护环节保持一致和唯一性。在737-x的数字化技术体系中提出了MBD的思想,其核心要求是将20世纪90年代中期以前的基于图纸的设计授权模式转变为以三维模型为主的设计授权模式,要求在波音公司及其供应商系统中,所有生产检验的依据要以三维模型为主、二维图纸为辅。以三维为主的技术体系使产品的研制流程和生产检验过程都发生了改变。由于处在新技术的转型期间,大量的供应商设计、制造和检验的手段还没有完全达到MBD技术体系的要求,因此,这一期间的MBD技术体系还允许图纸的存在和应用。同时,由于产品数据的定义系统、数据管理系统和产品信息传递体系系统的约束和限制,在737-x项目开始的几年中,产品数字化定义的内容框架仍处于离散的状态,产品定义仍包含二维工程图纸,并通过产品数据管理系统的外部关系关联在一起。

20世纪90年代末开始,随着CAD技术加入了三维标注的功能以及ASME开展系列数字化定义标准的研究的不断深入,波音公司在2004年启动的787项目中全面推广新的MBD技术体系。这一体系最显著的标志是在三维数据集中定义所有的产品信息,完全替代了二维工程图纸的作用。新的MBD技术体系是从与CAD系统高度集成的产品数据管理系统到生产检验的完整应用程序,使得MBD技术体系无论从产品定义内容上到数据组织管理与控制上都有着质的飞跃。目前在787项目的带动下,波音公司及其主要承包商正在向MBD制造技术体系过渡。

MBD是产品数字化定义的先进方法,它是指产品定义的各类信息按照模型的方式组织,其核心内容是产品的几何模型,所有相关的工艺描述信息、属性信息、管理信息(包括零件表)等都附着在产品的三维模型中,一般情况下不再有二维工程图纸。MBD技术体系则是MBD的应用体系,它明确了产品数字化定义的内容框架,确定了产品定义内容的种类和管理组织形式。此外,它还确定了研制环境的应用功能体系和应用管理程序体系,使产品的数字化定义能够在脱离图纸的情况下进行设计、制造和检验。