Модельно-ориентированное предприятие (MBE) - это термин, используемый в производстве для описания стратегии, в которой аннотированная цифровая трехмерная (3D) модель продукта служит авторитетным источником информации для всех действий в жизненном цикле этого продукта . [1] [2]
Ключевым преимуществом MBE является то, что он заменяет цифровые чертежи. В MBE одна 3D-модель содержит всю информацию, которая обычно присутствует во всем наборе инженерных чертежей, включая геометрию, топологию, размеры, допуски, материалы, отделку и обозначения сварных швов. [3]
Первоначально компания MBE отстаивала аэрокосмическую и оборонную промышленность, а затем и автомобильную промышленность. [4] Он принят многими производителями по всему миру в самых разных отраслях промышленности. Существенные преимущества для производителей включают сокращение времени вывода на рынок и экономию производственных затрат за счет улучшенной конструкции и изготовления инструмента, меньшее количество часов сборки, меньшее количество переделок, оптимизированная разработка и лучшее сотрудничество при внесении технических изменений. [5]
Есть два предварительных условия для реализации MBE. Первое - это создание аннотированных 3D-моделей, известных как определения на основе моделей (MBD) . Это требует использования системы CAD , способной создавать точные твердотельные модели с информацией о продукте и производстве (PMI) , в виде трехмерных аннотаций, которые могут включать размеры, GD&T., примечания, обработка поверхности и спецификации материалов. (Механические системы CAD, используемые в аэрокосмической, оборонной и автомобильной промышленности, как правило, обладают этими возможностями.) Второе предварительное условие - преобразование MBD в форму, в которой они могут использоваться в последующих операциях жизненного цикла. Как правило, модели САПР хранятся в проприетарных форматах данных, поэтому они должны быть переведены в подходящий стандартный формат, совместимый с MBD, такой как 3D PDF , [6] JT , STEP AP 242 или ANSI QIF [7]
Основной принцип MBE заключается в том, что модели используются для управления всеми аспектами жизненного цикла продукта, и что данные создаются один раз и повторно используются всеми последующими потребителями данных. Возможность повторного использования данных требует компьютерной интерпретируемости , когда MBD может обрабатываться непосредственно последующими приложениями, а также ассоциативности PMI с конкретными функциями модели внутри MBD. [1]
Исторически сложилось так, что инженерная и производственная деятельность опиралась на бумажные и / или цифровые документы (включая двухмерные чертежи ) для передачи инженерных данных и управления производственными процессами. Эти документы требовали интерпретации квалифицированными практиками, что часто приводило к двусмысленностям и ошибкам. [8] [9]
В 1980-х годах усовершенствования в трехмерном твердотельном моделировании позволили системам CAD точно отображать форму большинства промышленных товаров [10] - однако даже энтузиасты технологии твердотельного моделирования продолжали полагаться на двухмерные чертежи (часто созданные в САПР) в качестве основы. авторитетное (или главное) представление продукта. В трехмерных моделях, даже если они были геометрически точными, отсутствовал способ представления размеров, допусков и другой аннотирующей информации, необходимой для управления производственными процессами.
В начале и середине 2000-х были выпущены стандарты ASME Y14.41-2003 по определению цифровых данных о продуктах и ISO 16792: 2006 Техническая документация по продуктам - Практика данных по определению цифровых продуктов [11] , обеспечивающие поддержку аннотаций PMI в 3D. CAD-модели и введение концепции MBD (или, альтернативно, определения цифрового продукта) [12]
Концепция предприятия, основанного на моделях, впервые появилась примерно в 2005 году. Первоначально она трактовалась широко, имея в виду повсеместное использование технологий моделирования и симуляции (почти любого типа) на предприятии. [13] В конце 2000-х, активное сообщество, выступающее за разработку MBE, росло благодаря совместным усилиям Офиса министра обороны , Исследовательской лаборатории армии , Инженерного центра разработки вооружений (ARDEC) , Army ManTech , BAE Systems , NIST и NIST Manufacturing Extension Partnership (MEP). [14] «Команда MBE» включала отраслевых участников, таких как General Dynamics., Pratt & Whitney Rocketdyne , Elysium, Adobe , EOS, ITI TranscenData, Vistagy, PTC , Dassault Systemes Delmia, Boeing и BAE Systems . [15]
Со временем, на основе отзывов сообщества, MBE стал более узким, имея в виду использование данных MBD для управления жизненным циклом продукта. [16] [1] В 2011 году команда MBE опубликовала следующие определения:
К 2015 году с улучшением стандартов ASME Y14.41 и ISO 16792 и разработкой открытых стандартов обмена данными САПР, способных адекватно представлять PMI, MBE начала получать более широкое распространение среди производителей.