1704007104
1704007105
基于模型可以尽早通过模拟分析发现大量不合理的设计方案；同时模型还为各方提供了一个公共通用的、无二义性的设计信息交流工具，这一点尤其对复杂产品异地分布的系统设计具有重要意义。
1704007106
1704007107
2.基于模型的三维产品设计解决方案
1704007108
1704007109
西门子MBD模型的三维产品设计解决方案（见图2-41）为实现基于MBD的三维数字化产品研发提供了工具保障。NX知识工程应用实现产品的快速设计：NX重用库帮助企业管理和重用大量的工程数据，产品设计模板实现典型零部件的快速重用，过程向导工具实现知识的积累和应用。NX Check-Mate（一致性质量检查工具），通过可视化方式，对MBD模型数据的合规性和可制造性进行自动验证，确保MBD模型数据的正确性。NX PMI提供了完整的三维标注环境、全面的工具套件，实现MBD模型定义过程的流畅；简单化的创建、放置和编辑，便于MBD模型的快速定义和PMI数据的有序管理。Teamcenter提供了工程协同管理环境，对MBD模型数据及其创建过程的有效管理，便于设计/制造/服务和供应链的全面协同。集成的NX PMI，通过PMI的一次创建，多次多点应用，实现数据重用的最大化。
1704007110
1704007111
1704007112
1704007113
1704007114
图2-41 基于模型的三维产品设计解决方案
1704007115
1704007116
3.基于模型的设计分析应用解决方案
1704007117
1704007118
西门子NX提供CAD/CAE一体化的工具平台，把先进几何创建工具的能力与同步建模技术的速度和灵活性完美地结合在一起，为设计者提供边设计边分析的可能性，极大限度提高对MBD模型直接利用的效率。同时Teamcenter提供统一管理平台，实现设计与仿真数据统一管理，提高了仿真数据查询，分析过程和知识重用的效率，完整的多学科一体化仿真环境，降低了软件使用的复杂度，使得设计与分析工程能够共用一个图形界面环境，易于交流与沟通，有效实现结构与性能等多专业的协同与融合（见图2-42）。
1704007119
1704007120
1704007121
1704007122
1704007123
图2-42 基于模型的分析应用
1704007124
1704007125
4.基于模型的机电一体化系统工程
1704007126
1704007127
LMS将仿真和基于试验的工程方法结合在一起，既可以在开发的早期对子系统进行验证，又可以为最终系统验证提供高效的测试手段。随着LMS Imagine.Lab平台的最新发展，LMS为走向基于模型的系统工程开发流程提供了解决方案。LMS Imagine.Lab采用基于模型的系统工程方法，面向机电一体化系统仿真，为工程师提供了一个从功能需求直到物理建模和仿真的开放开发流程：Imagine.Lab AMESim创建和运行多物理场仿真模型以分析复杂的系统特性，并支持控制系统的设计，从早期的技术参数确定到子系统测试（硬件在环）；Imagine.LabSysDM存储和管理横跨不同部门的受控对象和控制系统的模型以及数据；Imagine.Lab System Synthesis对工程设计问题进行综合，根据性能需求创建产品的架构，对不同技术方案以及配置进行综合的工况设定，驱动仿真并对结果进行后处理的综合环境。通过LMS Imagine.Lab功能驱动设计的理念，用户可以在早期开发阶段，分析智能系统的功能特性；在样机测试前，优化机械、液压、气动、热和电子/电气系统间的复杂交互作用；同时，支持工程师对关键功能的主动设计，以提高产品的整体性能和品质；避免主要设计缺陷，探索创新设计，加速产品开发。
1704007128
1704007129
5.基于模型的验证管理解决方案
1704007130
1704007131
基于Teamcenter平台的验证管理方案，包括用于1D系统仿真管理的Teamcenter与LMS Imagine.Lab集成方案，以及面对广泛3D CAE仿真数据流程管理平台的Teamcenter for Simulation模块，还有针对试验业务流程开发的试验数据流程管理加速方案（Catalyst Solution），三者综合构建成西门子的验证管理解决方案（VerificationManagement）（见图2-43）。该方案能够实现对仿真和试验的数据与流程的有效管理，提高验证工作的协同性，有效存储了基于模型系统工程需求的相关验证数据，并提供了相互校验与工作交流权衡设计方案的平台，记录追踪仿真与试验的过程，保证各项工作的合规性。该方案是基于Teamcenter开发的、柔性化的架构，上述方案可与广泛的第三方工具、试验分析软件集成，为客户带来集成化仿真、试验业务的管理价值，有力地实现对系统的功能验证，推进基于模型的系统工程研发架构落地实施。这些方案是与Teamcenter软件的PDM功能，以及基础的需求管理、项目管理、流程管理、可视化等无缝集成的模块，其功能增强了Teamcenter平台全生命周期解决方案的完整性。
1704007132
1704007133
1704007134
1704007135
1704007136
图2-43 基于模型的验证管理解决方案
1704007137
1704007138
6.基于模型的全生命周期质量管理解决方案
1704007139
1704007140
针对产品全生命周期质量管理，西门子公司提出了Tecnomatix VATM、NX CMM、Tecno-matix DPV组合的基于模型的解决方案，如图2-44所示。在产品设计阶段，VATM直接从MBD模型中提取数模和GD&T（PMI）进行尺寸建模，通过仿真产品的制造和装配过程来预测产品的尺寸质量和偏差源贡献因子，实现MBD模型中公差分配的优化，提高产品设计质量。在工艺规划阶段，NX CMM基于实体模型三维PMI标注驱动的智能化离线编程与虚拟仿真，借助基于模型的PMI信息重用，可有效准确地传递尺寸设计信息，从而确保数字化测量路径规划与虚拟仿真验证结果的可靠性与唯一性，为输出高质量零缺陷的CMM执行程序提供有力支持。在产品生产阶段，DPV通过对实时生产质量信息跟踪、分析和发布，帮助用户及时发现生产过程中的质量问题，通过对制造数据的深度关联分析，寻求问题的根本解决方案，从而提高产品的最终质量，同时提高生产效率并降低生产成本。DPV还可将产品开发过程中制造质量和设计质量挂钩，形成企业质量管理的闭环。以先进的三维容差仿真分析技术，结合高精度坐标测量机与其他检测手段以及生产过程中的尺寸测量规划与验证技术，基于包含产品制造信息的MBD模型为单一信息源和连续载体，实现基于模型的全生命周期质量管理。
1704007141
1704007142
1704007143
1704007144
1704007145
图2-44 基于模型的全生命周期质量管理解决方案
1704007146
1704007147
7.基于模型的工装设计解决方案（见图2-45）
1704007148
1704007149
西门子提供基于MBD的全三维数字化研发模式，将模块化设计的理念应用到工装设计中，通过对工装的模块化分类应用，实现工装设计知识和经验的积累和重用，促进工装的创新设计；实现工装上游数据的有效管理和状态控制，实现工艺工装设计的快速并行协同作业；实现工装数据的全面管理，工装设计结果在资源库中的管理；实现工装数据查询、参考和重用；最终达到缩短周期、改进质量、减少成本的目的。
1704007150
1704007151
1704007152
1704007153