MBD是一种以三维模型数据为数据传递依据的全信息模型，用来描述几何形状信息、产品制造信息（尺寸、公差、技术要求等）、属性（设计属性、制造属性、分类属性、编码属性等），使三维实体模型数据作为生产制造过程中的唯一依据，实现设计、工艺、制造、检测等应用高度集成。MBD的提出直接改变了现有工艺编制模式，由于现行工艺中每道工序都需要配以图形进行说明、标注等，需做大量的图形绘制工作，同时加工信息也要进行详尽的说明（见图1），由于数据源不唯一，人工获取与处理MBD模型的信息势必造成信息重复录入和人为失误带来数据不一致的情况发生，工艺员不增值劳动太多，巨大的人力、物力消耗在与工艺设计无关的环节上[1]。
由图1可以看出，工序图设计由二维CAD工具绘制图形，工序加工信息在CAPP软件添加，加工数据需要不同软件平台支撑，增加了企业成本，制造协同的数据链条被打断，重复性工作劳动强度大，工艺数据一致性和完备性由人为保证，容易出错并使审核环节成为效率瓶颈[1]。
基于MBD数字化工艺模式需求
基于MBD工艺模式需求是以设计部门提供的唯一数据源MBD模型为依据，完成MBD模型的设计，MBD模型的PMI尺寸公差、形状位置公差等内容直接表达以及制造加工信息等工艺数据PMI表达，充分利用三维手段表达加工制造信息，工艺数据一致性和完整性无需人为干预，再将MBD模型表达的加工信息自动提取到工艺规程,如图2所示。
基于MBD实施关键技术
（1） MBD模型工艺数据转化技术。
依托设计MBD模型，通过主模型技术、Wave技术、特征建模、同步建模等建模技术手段构建工艺模型，工艺模型是所有工序模型的装配集合[2]，工序模型通过PMI表达，实现工序模型的所有加工信息（PMI尺寸、技术条件、相关制造信息等）表达。
（2） MBD模型信息的提取技术。
模型实体、尺寸、形状和位置公差等内容信息通过Wave技术关联引用，模型加工信息通过获取当前MBD模型中的数据，再根据需要导出相应的数据结构，将其替代工艺文件模板中的关键字，具体替代规则通过专门配置，实现MBD模型信息按不同需求部门的自动转化与提取。
（3）PMI视图表达的轻量化模型输出技术。
每道工序模型用PMI视图表达整个工序要加工的信息，即每道工序模型中包含多个PMI视图，采用多个视图方式进行模型信息表达，将每个PMI视图都导出对应的JT文件，PMI剖切视图在轻量化模型中也可正确显示。
（4）轻量化模型表达的三维工艺规程自动生成技术。
在NX系统内开发工具自动生成IE浏览页形式的文件，IE文件采用多个网页方式，每一页显示不同的视图，依据视图名称提取视图显示在需要的网页页面上，不许人工选择干预。每个视图都以轻量化模型的方式输出和显示，而不是用图片方式显示。同时显示该视图的PMI信息，而不是模型所有的PMI信息；同时支持PMI剖切视图的显示；有操作工具可以旋转、放大、缩小等，且在旋转放大缩小之后能够返回到视图缺省状态。
基于MBD数字化工艺准备实践
基于MBD数字化工艺准备是在PDM系统下，直接引用设计部门提供的MBD三维模型，快速完成工艺建模，使用MBD三维模型进行工艺准备。主要包括基于成熟度的协同（工艺性审查）、基于MBD的工艺设计、基于MBD的工装设计、基于MND的数控编程及仿真、基于MBD的数字化检测以及基于MBD的数字化标准体系6大部分。
1 基于MBD成熟度的协同
设计部门协同工艺部门首先完成MBD数据预发放，实现工艺部门毛料设计、工装设计以及工艺性审查等，然后对数据进行正式发放，并行实现MBD设计模型的定义。nextpage
2 基于MBD的工艺设计
基于MBD工艺设计是以设计部门提供的唯一数据源MBD三维模型为依据，在PDM系统构建工艺路线、创建工序模型，通过PMI表达工序加工信息，输出轻量化模型，自动生成MBD三维工艺规程[1]，省去三维模型转化二维图纸过程，提高了工艺编制效率，实现无纸化加工。
3 基于MBD的工装设计
基于MBD工装设计是指通过快速建模方法，将设计部门提供的MBD三维模型转化为工序模型，直接利用三维工序模型进行工艺装备设计，应用于虚拟加工技术，模拟仿真实物加工状态，分析零件变形和工装合理性，根据分析结果优化加工参数和工装结构，保证加工精度，满足工艺要求，实现工艺编制与工装设计并行，缩短工艺准备时间。
4 基于MBD的数控编程及仿真
基于MBD数控编程及仿真验证是在构建的切削参数及仿真资源库的基础上，直接使用三维工序模型，编制数控加工程序，进行加工过程数控仿真验证，结合三维工艺设计内容，形成三维可视化操作说明书，见图3。
5 基于MBD的数控检测及仿真
基于MBD技术的数字化检测是指直接使用设计部门提供的MBD三维设计模型，采用脱机编程技术，进行检测路径规划，通过后置处理程序生成机床在线测量程序或三坐标测量程序，减少占机时间，提高设备利用率，实现自动化检测及信息化管理，如图4所示。
6 基于MBD的数字化标准体系
以型号研制需求为牵引，以PDM系统平台为基础，从基于MBD成熟度的协同、工艺设计、工装设计、数控编程及仿真、数控检测及仿真，MBD数据重用等内容，梳理业务流程，制定面向MBD 的数字化制造规范标准，满足标准化的要求并规范技术人员的行为。
基于MBD工艺设计实施应用
（1）设计MBD模型定义。设计部门协同工艺部门，首先完成MBD数据预发放，实现工艺部门毛料设计、工装设计以及工艺性审查等，然后对数据进行正式发放，并行实现MBD设计模型的定义。
（2）设计MBD模型转化工艺MBD模型。基于设计MBD模型，应用主模型技术、Wave技术、特征建模、同步建模等建模技术手段实现工艺模型的转化与表达，工序模型通过PMI建模表达，完成工艺信息（PMI尺寸、技术条件、相关制造信息等）定义，实现加工信息MBD模型表达。
（3）MBD模型信息的按需提取与应用。按不同部门的业务需求协同构建MBD模型，获取当前MBD模型中的数据，再根据需要导出相应的数据结构，将其替代工艺文件模板中的关键字，具体替代规则通过专门配置，实现MBD模型信息自动转化与提取。
（4）基于模型的定义（MBD）技术在典型零件制造的成功实施应用与推广。以一典型零件为载体，以设计部门提供的唯一数据源MBD模型为制造依据，在PDM系统构建工艺路线、在UG NX系统完成工序模型构建以及PMI信息表达，实现基于MBD技术的三维工艺规程编制。
相关考虑
虽然该MBD工艺模式从功能上可以满足工艺人员完成工艺准备应用，但是该工艺模式目前还只是一些关键技术的应用探索与突破，距离型号全面工程化应用阶段还需进一步研究完善和改进，还需考虑如下问题：（1）怎样将MBD模型的PMI信息直接应用工艺设计；（2）怎样能简化工序模型的创建工作量；（3）怎样维护NX中各WAVE link数据的关联性；（4）如何考虑TCM的MSE结构组织形式与NX PART的数据集之间的关系；（5）如何考虑三维工艺中CAM数控编程、仿真、计量检验等一系列问题，包括各类数据的管理问题。
结束语
MBD工艺模式在航空制造企业成功实施应用是一系统工程，首先要突破传统的二维观念认识，还要不断完善系统应用环境以及现场软件条件，提高人员综合素质，基于MBD的数字化工艺准备才会在基于模型的设计、工艺、制造、检测等应用中不断完善。
