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图3-6 MBE的三大组成：MBe、MBm、MBs
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构建完整的MBE能力体系是企业的一项长期战略，在充分评估企业能力条件的基础上，统一行动，以MBD模型为统一的“工程语言”，在基于模型的系统工程方法论指导下，全面梳理企业内外、产品全生命周期的业务流程、标准规范，采用先进的信息技术，形成一套崭新的完整的产品研制能力体系。
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1.MBe
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MBe是将模型作为技术基线的不可或缺的一部分，包括产品全生命周期内需求、分析、设计、实施和验证的能力，丰富了以前仅以MBD作为MBe的一个独立部分，且也将MBSE作为MBe的一个完善的和未来的发展方向之一。
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系统工程国际理事会（INCOSE）出版了系统工程2020年远景规划，提出了从过去以文档为中心的方法向未来基于模型的方法的发展方向。INCOSE MBSE制定了一个路线图，重点标出为实现2020年的远景规划，将MBSE的标准制定作为努力的关键领域。MBSE是正式的建模应用程序，用以支持开始于概念设计阶段的系统需求、设计、分析、验证和确认活动。可以说系统工程（System Engineering，SE）是跨整个产品的开发、部署和处置阶段的设计决策的协调，MBSE是一个接口，可以被认为是“将东西粘合在一起”的一个系统化的方式。最近系统建模标准开始对MBSE的应用和使用产生重大影响。对象管理集团（OMG）的系统建模语言（SysMLTM）是一种通用的，用于特定的设计、分析和验证复杂系统的图形化建模语言，在2006年由OMG采纳，现已被广泛实施在MBSE支持工具中。SysMLTM是一个更广泛的家族，是包括XML元数据交换（XMI）在内的由对象管理集团正在开发的标准的一部分。本标准规定了建模工具与XML格式文件之间的信息交互手段。ISO 10303—233应用协议系统工程（AP233）是一种数据交换的标准协议，以支持许多不同的SE工具之间的工程数据交换。事实上，AP233和SysMLTM的要求已在很大程度上由OMG和ISO团队一起保持一致，并与INCOSE模型驱动的系统设计工作组密切合作。模型和数据交换在推进MBSE实践以实现不同建模领域的一体化水平中是必不可少的。图3-7是基于MBD的MBE生命周期示意。
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基于三维模型定义的核心是将产品三维模型打造为传递到下游生产活动所需详细信息的最恰当的载体，企业全部部门和团队都使用三维模型来传递信息。MBD数字模型的价值与产品的复杂水平成正比。如果用二维图纸描述复杂产品，则需要很多时间来培训使用者，以使其理解复杂的结构与组织。有了三维MBD数据集，对使用者专门技能的要求可以适当降低，使用者通过对模型进行平移、旋转和缩放，就能够很容易地理解产品的几何特征和相应的尺寸、公差。MBD数据集还可以表示隐含的信息，进行剖切或特定的测量。在传统的三维模型加二维图纸的定义模式下，三维模型上并没有检验要求的描述，有关的产品检验信息标注在二维图纸上，而应用MBD方法，可大大简化检验过程，应用基于三维模型的检验软件，可直接读取三维模型上的尺寸和公差数据，在编制检验程序时，使用者的输入可达到最小。利用便携式的坐标测量装置，可使检验深入到更多的制造环节中，以及时发现制造缺陷和不合格产品，并在后续加工之前就将废品淘汰，避免进一步的时间与费用损失。基于MBD的产品研制方法将质量保证部门纳入到MBD技术体系中，这将使得产品设计制造形成具有反馈的封闭环，缩短新产品研制周期，降低研制成本。
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图3-7 基于MBD的MBE生命周期
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针对MBD数字模型的表达，美国机械工程师协会在1997年1月发起了关于三维模型标注标准的起草工作，以解决图纸与信息系统传输之间的矛盾。此标准于2003年7月被美国机械工程师协会接纳为新标准（ASME Y14.41）。随后，Siemens、PTC、Dassault等公司将该标准应用于各自的CAD系统中，对三维标注进行支持。作为该项技术的发起者之一，波音公司在787项目中开始推广使用该项技术，从设计开始，波音公司作为上游企业，全面地在合作伙伴中推行MBD技术。波音公司采用MBD技术后，在管理和效率上取得了本质的飞跃。
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通过应用MBD技术可以为企业带来如下好处：
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·当制造工程师用三维模型时，将大大减少物理样机的制造。
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·应用三维工具将缩短30%~50%的产品开发周期。
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·在总成装配上应用标准件库将缩短大量时间。
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·三维模型的使用将降低30%~40%的模型不一致，而这30%~40%的模型不一致是由二维图纸的不准确造成的。
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正是鉴于MBD技术的效益和国外先进装备企业采用MBD技术后取得的巨大成功，国内的大型装备制造企业逐渐开始学习MBD技术，并逐步地将MBD应用于现实生产中，但国内大型装备制造企业对于MBD技术的学习与应用起步比较晚，现实生产中的应用并不成熟，需要深入研究和逐步推广。
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2.MBm
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MBE是由许多相关的过程组成的，MBm是其中关键的过程之一，MBm使用MBD过程中创建的模型，不仅重用MBD中所包含的产品几何表示，还重用很多的文本或存储在MBD模型中的“元数据”。这消除了传统的以手工方式重建数据从而创建用于生产的工艺过程定义的过程。
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MBm模型用于在虚拟制造环境内部进行工艺规划设计、优化和管理，直至提供给生产现场。MBm过程交付物成果含有：三维零部件工艺、三维装配工艺、数控程序、三维电子作业指导书、传统的作业指导书、离散事件仿真等。所有这些活动或工作都可以在某些情况下开始并有可能在完成设计之前完成。事实上，如果使用得当，MBm允许在加工任何实物之前都能进行制造和装配过程仿真，反过来说，这使得制造工程师可以向设计团队提供反馈，以创建一个可制造性更好的设计。
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作为MBm重要组成部分的基于模型的作业指导书（Model Based Instruction，MBI）是连接虚拟和生产现场的关键环节。MBI是在MBM制造过程系统中生成和管理的，并基于三维设计模型生成的车间工作指导书。MBI在车间现场消除了纸质的二维作业文档，直接使用MBD的相关三维数据和基于三维的工艺信息。MBI和现场的制造执行系统（MES）集成在一起，在MBI的主屏幕上设置人机交互功能，可以采集及时发生的问题，并将其加入到数字模型中以进行未来的改进和版本管理。
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通过使用MBm，可以解决以下的问题：
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·缩短转换产品定义到可用的工艺过程定义所需的时间。
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·通过限制或消除重建模型的需求以减少出错的可能。
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·允许在产品正式生产制造前进行制造工艺过程的虚拟验证。
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