許增輝 寇潔 楊巍

摘? ?要：在智能化工藝設計方面，需要加強MBD技術的應用探索，提出科學的技術應用管理方法?；诖耍疚膶贛BD的智能化工藝設計技術內涵及其應用問題展開了分析，然后從數據集定義、信息管理、標準制定三個方面探討了智能化工藝技術應用管理方法，為關注這一話題的人們提供參考。

關鍵詞：MBD? 智能化工藝設計技術? 模型信息管理

中圖分類號：TB472? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）01（b）-0002-02

在產品工藝設計與制造方面，MBD技術的應用能夠為智能化工藝設計提供信息技術支持，可以在三維環(huán)境下進行產品建模和工藝規(guī)劃。實際在技術應用過程中，需要使技術與產品加工、裝配等各環(huán)節(jié)融合在一起，保證技術得到規(guī)范應用，才能達到理想效果。因此，還應加強基于MBD的智能化工藝設計技術研究，以便為技術管理提供科學指導。

1? 基于MBD的智能化工藝設計技術分析

1.1 技術內涵分析

MBD為基于模型的定義技術，屬于新一代產品定義方法，能夠在三維模型中實現產品定義信息集成，為產品生產制造提供信息源，滿足產品快速設計需求。采用基于MBD的智能化工藝設計技術，可以借助三維建模的直觀性優(yōu)勢，在三維模型上對產品尺寸、公差、工裝設備、工藝審查等信息進行定義，為生產制造提供指導，使數據源得到統一。通過對生產制造需要的信息進行充分定義，能夠加強設計與制造環(huán)節(jié)的信息交換。在智能化工藝設計中，應用MBD能夠實現從設計到裝配的100%三維數字化定義，降低設計返工率和成本，使產品工藝設計質量和效率得到提升。

1.2 技術應用問題

應用基于MBD的智能化工藝設計技術，需要對產品設計制造依據進行統一，使數據間不協調問題得到消除。但就目前來看，應用MBD實現智能化工藝設計，現階段依然存在工藝模型定義標準不統一等問題。在模型定義上，除了美國ASMEY14.41標準，各國都結合各自情況進行了不同標準制定。而數據集標準定義存在較大粒度，使得各企業(yè)結合不同需求進行了重新定義和細化，也造成了技術應用面臨著兼容性和共享差的問題。其次，在工藝設計實踐中，人員多依賴知識經驗，對MBD等工具的應用不足，容易造成顯性和隱性知識流失，導致知識利用程度無法達到理想水平。此外，在MBD工藝設計技術發(fā)展尚未完善的背景下，智能化工藝設計技術應用流程未能得到明確，也給工藝設計的智能化發(fā)展帶來了阻礙。

2? 基于MBD的智能化工藝設計技術的應用管理

結合基于MBD的智能化工藝設計技術特點可知，MBD模型信息復雜，需要通過有效管理才能避免信息混亂，保證工藝設計結果的可靠性。

2.1 完善數據集定義

對產品幾何與加工制造信息進行集成得到的三維模型，實際就是MBD數據集，負責為產品加工制造提供統一定義。在數據集中，包含屬性、注釋、設計模型三部分，屬性為工藝規(guī)劃設計使用的輔助信息，注釋為工藝設計需要的產品尺寸等標準信息，設計模型為零件幾何信息，用于對產品形狀進行描述。采用籠統ASMEY14.41標準無法滿足企業(yè)生產定義要求，為保證工藝信息得到規(guī)范，在數據定義時需要保證對智能化工藝設計需要的所有加工制造信息和模型幾何信息進行涵蓋，同時保證數據準確性，得到規(guī)范分類和統一定義標準，擁有層次化的結構，使數據得到清晰顯示。按照這一思路，可以將ASMEY14.41標準當成是基礎，首先將設計模型定義為模型幾何和輔助幾何兩部分，前者為三維實體，后者為設計要求表達信息。針對注釋信息，劃分為材料注釋和標注信息兩部分，材料注釋包含牌號、規(guī)范、毛坯尺寸等，標注信息包含坐標系及基準、尺寸公差、技術要求等，可以從三維圖或目錄樹結構定義的數字化環(huán)境中獲取。在技術要求下，需要進一步劃分得到設計依據、制造依據和其他。屬性信息包含加工制造信息和加工特征信息，前者包含加工方法、流程、設備、工藝參數等信息，流程信息由工步信息和工序信息組成，工藝參數包含切削速度、深度等。在特征信息下，包含特征類型、熱處理信息、型面粗糙度等，熱處理細分為材料類型、硬度、處理方法，能夠為工藝決策的制定提供依據。

2.2 信息規(guī)范化管理

在技術應用過程中，涉及刀具、機床等描述性知識和工藝路線等過程性知識，在完成工藝信息分類定義和建模后，需要保證信息在MBD環(huán)境中清晰、完整表達，為工藝規(guī)劃設計奠定基礎。采用工藝結構樹進行信息管理，可以將工藝劃分為下料、鍛造、機加、熱處理和裝配多個層級，機加包含車加、銑加和磨削工藝。工藝推理時，完成固定工序路線制定，然后結合各道工序內容進行信息展示和推理，可以得到對應工步信息。將產品信息當成是起點，完成零件信息、工序信息和工步信息一次分級和定義，能夠實現信息層次化表達。例如，針對產品信息可以劃分為零件號和標注集。零件號下結構信息包含零件幾何體、基本信息和工藝信息，工藝信息下屬層級信息包含工序號、內容、工藝方法、工步信息等，工步信息下一層級信息包含所屬工序、加工方式等。建立層次化結構，可以實現MBD信息規(guī)范化管理，借助工藝模型對制造指令上工藝信息進行重構，保證信息得到清晰呈現，繼而為人員查詢和使用提供便利。針對工藝模型，可以使三維標準信息附著在幾何模型上，直接在圖中就能完成熱處理、技術要求等屬性信息查看，可以避免大量信息在三維環(huán)境下混雜。

2.3 標準化流程制定

在統一數據定義和加強信息規(guī)范管理的基礎上，需要建立標準化技術應用流程，保證人員按照標準要求使用MBD技術實現智能化工藝設計管理。首先，需要建立MBD設計模型，應用特征識別和信息提取技術獲取加工制造特征，生成基本信息XML文件。通過特征識別，能夠完成信息獲取，并進行匹配計算，完成刀具智能化選擇、模型更改等操作。按照標準，實現智能選刀，需要完成刀具庫文件生成，然后智能化判斷與分析，在保證刀具得到合理選用的同時，減少采購成本。在工藝推理時，需要引入專家系統結構，完成知識庫和工藝規(guī)則庫的建立，然后利用推理引擎進行推理。以插件形式，可以實現規(guī)則構建工具和引擎的集成，使提取包含推理信息的文件與推理規(guī)則發(fā)生作用。通過特征對比，能夠得到符合特征的卡具、工藝方案等信息。針對包含推理信息的XML文件，可以進行重構，在MBD環(huán)境中進行工藝信息顯示，得到工藝MBD模型。在生產加工制造方面，可以模型為依據實現工藝規(guī)劃設計。結合技術應用流程可知，通過輸入三維MBD模型，能夠實現工藝信息的自動匹配，體現工藝設計的智能化特點。

3? 結語

通過對MBD數據集要求和智能化工藝信息特點展開分析可知，需要加強工藝設計技術的管理，才能完成工藝MBD模型的構建。在實踐工作中，還應對數據集定義進行完善，并推動信息管理工作的規(guī)范化發(fā)展，完成標準化流程的制定，以便工藝人員技術應用得到規(guī)范，促使智能化工藝設計技術應用水平的提升。

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