介绍SOLIDWORKS MBD无图纸制造解决方案

小小红太阳

摘要

正如从2D设计工具转向3D CAD 解决方案使产品开发发生了革命性的变化，基于3D模型的定义(MBD) 集成制造技术的出现从根本上实现了生产效率的提高，远远优于使用传统2D工程图来驱动制造。MBD无图纸制造解决方案将3D设计的优势拓展到制造当中，包括节省时间和成本（通过改进的、更紧密集成的用于生产的产品和制造信息(PMI) 交 流 ），以 及 减 少 废 品/返工、提高准确性和加快产出。SOLIDWORKS®MBD可以采用更易于理解、信息量更丰富的3D数字格式（例如SOLIDWORKS零件和装配体、eDrawings和3DPDF）来自动生成、组织、自定义和共享生产所需的PMI 数据，为产品开发和制造生产赋予显著的竞争优势。

基于模型的定义：更高效的无图纸制造方法

当今大多数成功的制造商都已经将产品开发工作从2D工具迁移到3D设计系统，从而大幅提高了生产效率。3D技术对设计产生了无可争议的影响，帮助全球公司加快了上市速度、提高了设计的可制造性、避免了不必要的成本，同时推动了更出色的创新。尽管产品开发人员和设计工程师已纷纷采用了3D设计并获得了显而易见的好处，但是在将设计发布到内部制造部门或外部生产合作伙伴时，3D CAD系统的输出仍然有相当一部分变成了2D纸质工程图。

虽然3D实体模型更易于理解和直观显示（不需要根据2D直线图推测3D形状），并且在其文件数据结构中包含了所有必要的产品和制造信息(PMI)，但是在传达制造所需的全部信息时2D工程图仍然是主要手段。尽管3D建模加快了产品开发速度，但是继续大范围地使用2D工程图来支持生产的现状限制了3D技术推动制造发展的可能性。

为什么大多数制造生产中会继续使用2D工程图纸呢？ 因循守旧、抗拒改变固然是一个原因，但是缺乏完整的集成式3D无图纸制造解决方案也同样不能忽略。为什么制造商在使用2D工程图来支持生产时应该谨慎小心？ 工程图不能有效地传达所有必要信息（包括基准参考和坐标系、尺寸和公差、材料明细表(BOM) 和注释、表面粗糙度和焊接技术以及其他各类信息）以制造产品和零部件吗？

答案是就像对产品设计所发挥的作用一样，3D技术同样能够使制造发生革命性的变化。如果忽略3D在制造当中的这一潜力，就像智能手机只用来打电话或网络只用来收发电子邮件一样。MBD可以更高效、更准确、更经济地将PMI 集成到3D模型中，以帮助传达以往通过2D工程图来传达的设计意图，从而发挥3D技术在制造方面的潜力。3D设计工具与数字化查看设备（包括越来越便宜的监视器、笔记本电脑、平板电脑和智能手机）相结合，加上对产品数据管理系统的修订/访问控制，从而真正有机会以更高效的方式利用3D模型通过基于模型的定义(MBD) 来支持制造过程。基于模型的企业(MBE) 分为以下四个基本阶段：

MBD首先是在航空航天和汽车行业部署（还有本文中介绍的一些有远见的制造商），现在则适用于所有追寻竞争优势的制造业公司。Dassault Systèmes SOLIDWORKSCorporation 利用其在基于模型的定义解决方案开发方面的领先地位（公司于1999 年推出了第一款3D工程图应用程序SOLIDWORKSeDrawings，于2008 年推出了第一款MBD尺寸标注工具DimXpert），于2015年发布了第一款完整的集成式无图纸制造解决方案SOLIDWORKSMBD软件。

2D制造的不足

为在使用SOLIDWORKSMBD软件解决方案转变到无图纸MBD驱动的制造时充分发挥其潜力，制造商首先必须了解继续维持2D工程图现状所存在的局限性。使用纸质2D工程图存在多种不利因素，包括加大对时间、资源和成本的需求，还有质量不一致、废品/返工率偏高、不符合新兴行业标准等问题。

2D制造的不足

为在使用SOLIDWORKSMBD软件解决方案转变到无图纸MBD驱动的制造时充分发挥其潜力，制造商首先必须了解继续维持2D工程图现状所存在的局限性。使用纸质2D工程图存在多种不利因素，包括加大对时间、资源和成本的需求，还有质量不一致、废品/返工率偏高、不符合新兴行业标准等问题。

生产2D工程图成本较高

根据美国国防部和和不同商业供应商进行的研究，在初始生产周期和支持长期产品持续性的过程中，有多达三分之一的工程预算分配给了创建和维护2D工程图。这一惊人数字与2D工程图所能发挥的作用完全不成比例，更不用说工程图上的所有信息其实在3D模型内已经存在。除了创建、细化和更新2D工程图所需的人力成本之外，制造企业还需支付大量的印刷、绘图、纸张和存储成本来支持工程图的生成与维护。随后，质量不一致和不必要的废品和返工同样会产生隐性成本。

2D有可能会造成质量问题

2D工程图不仅常常难以理解且容易造成误解，还经常会与其相关的3D设计不匹配。研究表明，60% 的情况下会出现这种脱节，造成大量下游生产故障、质量不一致和不必要的浪费。

尽管每家公司的这一脱节率都各不相同，但是2D工程图确实是要求制造商从直观的3D中倒退（从3D投影到完全细化的2D工程图），然后将2D展示重建为3D以用于生产。这一过程有可能会造成误解或错误，导致出现产品故障、需要在制造当中改造以解决问题，或者造成废品和浪费率上升，这些都会给制造商带来质量问题。

新兴行业标准要求采用3D技术

尽管制造商多年以来一直采用2D工程图来支持生产，但是一些大企业客户已经开始提出3D生产数据的需求，并以此作为业务往来的基本要求。例如，美国国防部已经认可了MBD3D驱动制造的显著优势，于2013 年发布了Revision A to Military Standard-31000（军事标准3100版A），完整定义了其整个供应链中对基于模型的交付物的各种要求，预计在完全采用之后每年将为其节省数亿美元的资金。与此类似，一些大型商业企业也已设定了与MBD相关的目标以及循环时间目标。一石激起千层浪，这些趋势在整个供应链内、机器车间里及小型制造企业之间产生了巨大的影响。

无图纸制造的优势

通过无图纸生产，制造商可以在制造生产中获得与3D产品开发相同的诸多优势。与从2D设计迁移到3D设计相比，采用MBD制造方法的过渡更为平稳，投资回报(ROI) 也更快。这是因为以3D数字格式提供的信息与2D工程图中包含的PMI 数据相同。3D更清晰、更便于理解，在生成MBD信息并用于生产时也更加高效。此外，通过使用数字设备而不必被成堆的打印纸张所拖累，生产人员还能以电子方式访问PMI 数据，并且以3D方式实际查看要制造的零件或要装配的产品。

使产品更快上市

由于MBD可以避免为生产过程生成2D工程图，并且通过仅调用关键尺寸及查询剩余部分的模型而减少了反复澄清混乱2D工程图和提供详细PMI 数据所需的时间和人力，因此可以帮助制造商缩短生产周期并加快产品上市。如果在将零件或产品发布到制造过程之后发生设计变更，MBD生产还可以加速工程变更单(ECO) 的处理，因此模型变更将在一个主模型中自动更新所有关联的PMI 数据，而不必更新多个没有关联的文档。无需对不同的工程视图执行手动细节更新，MBD可以自动完成该流程，从而节省宝贵的时间并保持生产不中断。

降低生产成本

无图纸MBD生产有助于降低制造成本。某些成本的节省显而易见，例如降低与2D出详图相关的人力成本，以及完全实施数字设备之后节省与打印和维护工程图相关的费用，包括打印、绘图以及纸张费用。其他节省形式则包括提高质量（这样可以减少废品/返工以及保修索赔/退货情况）或降低所购零件的采购成本，因为供应商可以重复利用3DPMI 而无需为每张2D工程图重建3D模型，从而降低其成本。MBD还提供了未来数年内都可以轻松访问的制造信息“数字线程”，从而在产品的整个生命周期内降低其总体维护成本。

提高质量并加速工程变更单处理

MBD解决了2D工程图可能导致质量不一致的局限性。MBD生产允许快速访问包含制造零件或将其装配为产品所需的全部必要PMI 数据的详细3D视图，从而尽量减少会导致错误、缺陷和现场故障的误解和意外情况。由于使用MBD来处理ECO 的过程非常轻松且顺畅，避免了在2D中执行ECO 时面临限期及预算紧张的窘境，因此更有利于制造商提高质量并迅速作出变更，进而保持更一致的高品质。

符合新标准

在制造商要求将2D工程图用于生产的同时，要求以MBD格式提供PMI 数据的新标准和目标也开始涌现。商业公司、政府机构和国际组织正在推动过渡到基于模型的定义。例如，2013 年美国国防部公布了Military-Standard-31000A（军事标准31000 版本A），定义了其整个供应链中基于模型的产品交付物的各种要求。其他适用标准还包括ASME Y14.41、ISO 16792、DIN ISO 16792 和GB/T 24734。

SOLIDWORKSMBD软件：将3D优势拓展到制造过程

为帮助受益于使用SOLIDWORKS3D设计解决方案来开发产品的制造商们充分利用3D技术在质量、成本和效率方面的优势，SOLIDWORKS发布了SOLIDWORKSMBD软件这一用于SOLIDWORKSCAD软件的集成式无图纸制造解决方案。SOLIDWORKSMBD软件的开发兼顾了开发人员与生产人员的需求，使制造商能够以符合标准的3D格式来实现PMI 生产数据定义、组织和发布的自动化。

引领基于模型的定义的发展

在SOLIDWORKSMBD无图纸制造解决方案（第一款完整的集成式MBDCAD 解决方案）的开发中，SOLIDWORKS继续引领着提供高效MBD解决方案的潮流。SOLIDWORKSMBD软件与其他重要的MBD相关解决方案高度一致，包括SOLIDWORKSeDrawings软件（首款商业3D工程图应用程序）和DimXpert（首款用于在3D中定义产品的MBD尺寸标注工具）。

SOLIDWORKSMBD软件在这些工具的基础之上构建，以一种清晰且有条理的方式来组织3DPMI数据，例如尺寸、公差和表面粗糙度。

SOLIDWORKSMBD软 件：用 于SOLIDWORKSCAD 软件的集成式无图纸制造解决方案

SOLIDWORKSMBD软件可以帮助制造商更高效地传达用于生产的PMI 数据，从而避免与2D工程图相关的时间、成本和质量问题。用户可以利用SOLIDWORKSDimXpert 来定义模型尺寸，然后使用SOLIDWORKSMBD功能来定义、组织和发布包括元属性链接和3D视图在内的PMI 数据，以符合其自己的制造标准或满足特定部门要求。

SOLIDWORKSMBD与SOLIDWORKSCAD 软件的集成沿续了SOLIDWORKSCAD 用户界面直观的特点。SOLIDWORKSMBD软件还支持所有主流3DPMI 输出格式，包括SOLIDWORKSCAD 文件、eDrawings和3DPDF。用户可以充分利用该软件系列齐全的预定义模板，或者自定义模板以符合特定交付物要求。用户甚至还可以将SOLIDWORKSMBD软件与SOLIDWORKS2D工程图结合使用，以顺利过渡到MBD生产。

SOLIDWORKSMBD软件可以在所有与生产相关的部门中充分发挥3DCAD 模型的价值，例如制造、装配运营、质量保证和采购。由于用户可以自定义其3D输出模板的许多要素（包括布局、公司或部门徽标；3D视口和缩略图；文本描述；元属性链接；表格），因此可以调整PMI 以应对其独特的制造交付物和其他需求，包括从响应招标(RFP) 或报价(RFQ) 请求到支持检查报告。除了在3D中查看PMI 之外，生产人员还将能够使用平移、缩放、旋转、测量、剖面和其他大量3D工具来查验实际3D模型。

SOLIDWORKSMBD软件的优势

• 降低采购成本，并通过基于模型的沟通来实现更快的供应商响应。
• 降低切削加工和制造成本。
• 避免清理2D工程图所需的时间。
• 缩短创建和维护制造文档所需的时间。
• 减少注解和尺寸数量。
• 减少工程变更。
• 简化ECO 流程。
• 减少需要审核通过的文件数量。
• 减少错误。
• 消除模型与工程图的差异。
• 直接处理3D模型以获得清晰的结果。
• 消除废品和返工。
• 符合新兴行业标准
• 无缝集成公司和/或供应链的现有流程。
• 导出获得广泛认同的行业格式，包括3DPDF、eDrawings和SOLIDWORKS文件。
• SOLIDWORKS可将DWG文件读取到草图或2D工程图中，以便用户可以在旧制数据的基础之上构建3D模型。
• 节省基于2D工程图重新建模零件所浪费的时间。
• 将智能和直观的3D数据直接共享并存档到模型、PMI、视图和元属性中，使用户及其供应商无需浪费时间在传统2D工程图的基础之上重新建模零件。以更快的速度将现有产品升级到新模型，并且在3D数据基础之上更轻松地设计切削加工和夹具。
  

利用SOLIDWORKSMBD软件发挥无图纸制造的优势

将3D设计的优势拓展到制造过程时，需要一种高效的MBD生产解决方案。只要考虑公司在创建、支持和维护2D工程图时所耗费的时间、预算和资源，然后想想2D制造方法所造成的不准确、异常情况和质量问题。能够自动开发PMI 数据并以控制更严密的3D数字格式来传达这些数据的3D解决方案，再得到3D可视化、查验和自定义工具的完善，难道不能解决与2D工程图相关的这些问题吗？ 该解决方案能不能让公司更具竞争优势呢？

SOLIDWORKSMBD无图纸制造解决方案使用户能够充分利用3D设计工具与数字查看设备的结合，可以理顺为生产过程准备和交付PMI 数据的过程，从而在提高质量的同时节省时间和金钱。凭借这一MBD解决方案，用户可以更高效地以易于理解的3D格式来传达基准参考和坐标系、尺寸和公差、BOM 和注释、表面粗糙度和焊接技术，以及其他类型的各种生产信息。通过SOLIDWORKSMBD软件，可以利用3D技术来帮助用户让生产规划和制造流程更加现代化，就像使产品开发实现革命性变化一样。

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