三维数字化工艺引起企业的普遍关注

　　三维建模技术的不断完善和发展，使得基于三维的数字化设计已经在越来越多的企业得到了广泛的应用。随着三维CAD应用的不断深入，企业逐渐意识到，仅仅依靠单一的数字化的设计，并不能真正发挥数字化模型应有的价值。如何以设计阶段的三维产品模型为基础，有效实现整个设计制造过程的三维化、智能化、协同化和服务化，成为企业普遍关注的问题。

　　目前，一种三维数字化工艺制造的新的应用模式是，在并行协同设计中，应用MBD(基于模型的数字化定义)，以信息树和标注等表现形式对产品的制造信息进行表达，推动下游基于三维模型进行制造活动;应用三维数字化工艺设计工具，进行工艺设计，包括直接获取产品设计模型和制造特征信息进行工艺路线设计，三维工序尺寸及公差设计，三维工序模型生成，数控编程以及三维可视化工艺的生成。

　　MBD是基于模型的数字化定义，即数字化产品定义规范。它用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息，详细规定了三维实体模型中的产品尺寸、公差的标注规则和工艺信息的表达方法。MBD将设计、制造、检验、管理信息融为一体，推动三维设计向三维设计制造一体化转变，是一种在航空业普遍认同的解决数字化设计、制造的先进技术，也是数字化制造的关键技术之一。在MBD体系中，数据集以三维模型为核心，集成了完整的产品数字化定义信息，保证研发数据流的完整和流畅;MBD改变传统纸质介质的产品定义表述模式，方便对研发数据的管理，减少因纸质实物系统与计算机系统脱节而造成的重复性劳动; MBD技术体系使使用者能够更加直观、准确地获取生产检验的信息;同时，MBD支持并行工程，MBD的技术体系中的数据集内容包含设计、工艺、制造、检验等各部门的信息，在数据管理系统和研制管理体系的控制下，各职能人员可以共同在一个未完成的产品模型上协同工作。

　　基于三维的数字化工艺设计是指利用产品在三维设计阶段的成果，直接导入三维模型结构，在虚拟的实体环境下进行装配动作、机加工工序等的设计。在数字化制造中应非常重视产品加工过程、装配过程及生产系统规划、重组和仿真等工艺技术，以实现生产资源和加工过程的优化及从传统制造向可预测制造转变的目的。加工过程的建模和仿真一般主要包括切削加工过程和成型加工过程的建模和仿真。切削加工过程的建模和仿真，包括用于刀位轨迹和运动过程干涉检测的运动学仿真以及对切削加工特性和加工精度进行预测的动态仿真。目前，包括达索、西门子、开目等在内的厂商都拥有此类的解决方案，达索公司三维数字化装配工艺设计平台DELMIA及3DVIA Composer解决方案，构建“数字化装配工艺设计和仿真系统”及“生产现场可视化系统”，可以实现装配仿真验证、人机工程仿真、资源仿真等工作;在三维数字化工艺设计中，考虑工装夹具等制造资源，可以实时的进行机构的运动仿真，装配仿真验证、人机工程仿真、资源仿真等工作。西门子的MPM 数字化工艺系统解决方案提供了一个单一的、可扩展的、安全的制造数据源，产品设计、工艺、资源和工厂处于全面受控和关联状态，为从工程到生产的生命周期过程提供支持。开目公司的KM3DCAPP-A可以直接从三维CAD中获取产品或部件结构及零部件信息。用户依据装配三维模型，调整装配结构，规划装配的工序，设计装配过程，验证可装配性。系统还能引入装配过程中用到的制造资源，并定义其在装配过程中的活动，完成整个产品核心零部件的完整装配，最后生成装配工艺文档及装配过程录像，三维装配工艺信息可以直接输出到车间制造执行系统。

　　基于三维的数字化制造的实现，需要企业在进行三维模型设计的同时，将三维模型与数字化制造与数字化工艺相结合。以设计、工艺、制造(包括装配)阶段为重点，打通这三个环节之间的业务链和信息流，实现这三个环节与其它环节的信息集成与交互。

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