Was ist modellbasierte Definition (MBD)?

Modellbasierte Methoden in Zusammenhang mit 3D-Modellen sind ein aktuelles Thema mit vielseitigen Nutzen. Produkte lassen sich über diesen Ansatz definieren und enthalten alle relevanten Daten. MBD umfasst dabei sowohl die modellbasierte Produktdefinition, als auch die modellbasierte Prozessdefinition. Mit entsprechenden Zugängen und Rechten können zielgenau notwendige Informationen abgerufen werden. Die richtigen Daten stehen zur richtigen Zeit zur Verfügung, ohne lästiges Aussortieren von Informationen.

 
 

 

MBD beschreibt das System und die Techniken, die verwendet werden, um ein Produkt so vollständig wie möglich mit 3D-Daten zu definieren. Die Hauptkomponente in MBD ist ein kommentiertes 3D-Modell, das 3D-Geometrie, Produkt- und Fertigungsinformationen (PMI), Metadaten und andere Datenelemente enthält. Zu den PMI gehören Abmessungen, Toleranzen, Symbole für die Oberflächenstruktur, Hinweise, GD&T, Schweißsymbole und andere Anmerkungen, Attribute und Daten.

Die meisten Produkte können nicht ausschließlich durch 3D-Daten definiert werden. Zusätzliche Informationen finden sich in Listen, Schemata, Matrizen und anderen 2D-Dokumenten. Zusammen mit den kommentierten 3D-Modellen werden diese Dateien und Dokumente als Technical Data Package (TDP) klassifiziert und verwendet. Ein TDP ist ein Daten- oder Dokumentensatz, der alle Informationen enthält, die zur vollständigen Definition eines Produkts und seiner Anforderungen erforderlich sind. Sie werden von der Konstruktionsorganisation erstellt und von anderen Abteilungen innerhalb der Lieferkette verwendet, z. B. Fertigung, Inspektion und Qualität, Montage, Service, technische Publikationen usw. Ebenso können Maschinen eingebunden werden, um die Automatisierung zu fördern und nachträgliche menschliche Fehler zu reduzieren. Durch das nutzen von TDPs lassen sich Kosten an diversen Stellen reduzieren. In der Regelbestehen sie aus einer Kombination von 2D- und 3D-Daten, jedoch neigt der Trend dank MBD in Richtung reiner 3D-TDPs.

 

Modellbasierte Definition und modellbasierte Unternehmen

Beachten Sie, dass einige Organisationen den Begriff MBD für Model-Based Design und den Begriff MBE für Model-Based Engineering verwenden. Wie es bei vielen neuen Technologien der Fall ist, entwickeln verschiedene Gruppen unterschiedliche Begriffe mit ähnlichen oder sich überschneidenden Bedeutungen. Im Rahmen dieser Diskussion steht MBD für Model-Based Definition und MBE für Model-Based Enterprise.

 

Warum MBD? Warum MBE?

MBD ist die nächste Revolution im Bereich CAD/CAM/CAE, bei der kommentierte 3D-Modelle und 3D-TDPs als einzige Quelle für alle Konstruktionsinformationen verwendet und 2D-Zeichnungen überflüssig werden.

Wenn MBD zu Beginn des Produktlebenszyklus implementiert und im gesamten Unternehmen und seiner Lieferkette wiederverwendet wird, ermöglicht es eine schnelle, nahtlose und kostengünstige Entwicklung und Bereitstellung von Produkten vom Konzept bis zur Entsorgung. Diese Umgebung wird als Model-Based Enterprise (MBE) bezeichnet. MBE ist die Umgebung, in der MBD die primäre Produktdefinitions- oder Designinstanz ist. Es ist wichtig zu verstehen, dass es nicht ausreicht, einfach von 2D-Zeichnungen auf 3D-MBD umzustellen. Um die Vorteile von MBD zu nutzen, muss eine MBE-Umgebung so optimiert werden, dass der 3D-Datensatz so weit wie möglich im gesamten Unternehmen und in der Lieferkette genutzt wird.

Ein optimierter und effektiver 3D-zentrierter Produktlebenszyklusprozess, der die Anforderungen der nachgeschalteten Anwender erfüllt, schafft eine schlanke Umgebung mit weniger Verschwendung. Fehlerquoten und Nacharbeit werden reduziert, ebenso wie der Arbeitsaufwand bei der Daten- und Dokumentenerstellung. Auch die Kosten für die Zeichnungspflege nehmen deutlich ab.

 

Überlegungen zur Einführung von MBD

Ein Unternehmen, das die Migration von einer 2D/3D-Umgebung zu einer 3D-MBD-Umgebung plant, muss viele Dinge berücksichtigen. Bereiche wie die Migration von Altdaten und die Wiederverwendung von MBD-Daten in der gesamten Engineering-Lieferkette werden oft ignoriert, sind aber der Schlüssel für eine erfolgreiche MBD-Implementierung.

Die Entwicklung neuer Standards und Prozesse für die Beschriftung von 3D-Modellen ist ein wichtiger Treiber für den Trend zu MBD. Technische Datenpakete müssen in einem Format vorliegen, das mit allen CAD-Systemen und allen Verwendungen des Datensatzes kompatibel ist. Damit ein Modell als einzige Quelle für ein Teil dienen kann, muss es von vielen verschiedenen Parteien entlang der Lieferkette genutzt werden können, unabhängig von den verwendeten CAD-Formaten.

MBE - 2D to 3D

Die Sicherstellung von Qualität und echter Designabsicht im Modell und in der TDP ist ebenfalls entscheidend. Damit MBD wirklich schneller und effizienter wird, muss jeder, der das Modell betrachtet, dieselben Abmessungen und Arbeitsregeln im TDP erhalten. Dies ermöglicht eine Zusammenarbeit, ohne dass Fragen gestellt werden müssen und ohne das Risiko nachgelagerter Fertigungsprobleme.

ITI verfügt über ein umfangreiches Angebot an Lösungen für die Interoperabilität von Konstruktionsdaten. Unsere Produkte helfen Unternehmen bei der erfolgreichen Implementierung von MBD.

 

MBD-Authoring-System-Validierung

MBD Authoring System Validation umfasst den Modellvergleich und die Verifizierung für Anwendungen in den Bereichen Konstruktion, Fertigung und Nachhaltigkeit. Mit dem Ziel, 2D-Konstruktionszeichnungen durch einen vollständigen 3D-Produktmodellmaster zu ersetzen, kann die Modellvalidierung in alle Phasen des Produktlebenszyklus integriert werden. Ein 3D-MBD-Modell umfasst:

  • Struktur
  • Geometrie
  • Anmerkungen (auch bekannt als 3D-PMI, GD&T, FT&A etc.)
  • Modellattribute
  • Domänenspezifische Daten
  • Metadaten
 

Warum MBD-Modellvalidierung?

Wenn das Modell der Master ist, dann müssen nachgelagerte Änderungen mit dem Produktdesignmodell abgeglichen werden. Wenn Sie alle Phasen des Produktlebenszyklus integrieren, dann muss das Designmodell in der Simulation, der Fertigung, dem Support usw. wiederverwendbar sein. In den folgenden Szenarien besteht ein Bedarf an MBD-Validierung:

  • Simulationsvalidierung - Inakzeptable Unterschiede und nicht synchronisierte Änderungen untergraben die MBD-Integration von Konstruktion und Simulation.
  • Validierung von Konstruktionsänderungen - Änderungen von Geometrie- und Feature-Parametern müssen den nachgelagerten Anwendern klar kommuniziert werden.
  • Fertigungsvalidierung - Defekte und Übersetzungsunterschiede erschweren die MBD-Integration von Konstruktion und Fertigung.
  • Validierung der Legacy-Migration - Inakzeptable Unterschiede, die während der Migration eingeführt werden, untergraben die MBD-Wiederverwendung von Legacy-Daten.
  • Validierung von Übergängen im Produktlebenszyklus - MBD-Prozesse werden gestört, wenn das Modell an kritischen Übergängen im Produktlebenszyklus nicht validiert wird.

3D PMI Qualitätsprüfung

Wie können Sie sicherstellen, dass die in einem MBD-Teil enthaltenen 3D-PMI-Elemente den MBD-Richtlinien und -Standards Ihres Unternehmens entsprechen und für alle nachgelagerten MBD-Anwendungen in der gesamten Lieferkette stabil und verwendbar sind?

Genauso wie die Modellgeometrie gegen akzeptierte Standards und Kriterien verifiziert werden muss, benötigen die 3D PMI-Entities eine Qualitätsprüfung gegen eine Reihe von Regeln und Kriterien.

CADIQ kann verwendet werden, um die Qualität sowohl der 3D-CAD-Modellgeometrie als auch der PMI-Elemente zu prüfen.

 
ITI - International TechneGroup

MBD-Änderungskontrolle

Ohne 2D-Zeichnungen, die in der MBD-Umgebung beschriftet und bearbeitet werden können, wie soll das Unternehmen die Änderungskontrolle verwalten?

Die Anwender müssen in der Lage sein, Konstruktionsänderungen eindeutig zu identifizieren, zu dokumentieren und an alle Verbraucher des MBD-Teils zu kommunizieren.

Die CADIQ-Lösung vergleicht präzise zwei Revisionen desselben CAD-Modells und generiert automatisch eine 3D-PDF-Berichtsdokumentation, die die Änderungen der Modellgeometrie und des 3D-PMI zwischen den Modellrevisionen deutlich hervorhebt.

ITI - International TechneGroup

 

MBD-Zusammenarbeit in der Lieferkette

Nicht alle Unternehmen in der Lieferkette werden das gleiche CAD-System wie der OEM verwenden. Möglicherweise müssen Sie das 3D-CAD-Modell, komplett mit 3D-PMI-Daten, in ein neutrales Format wie STEP oder JT exportieren. Woher wissen Sie, dass die exportierte STEP- oder JT-Datei eine wahrheitsgetreue und genaue Darstellung des Ausgangsmodells ist und dass keine unerwarteten Fehler oder Abweichungen eingeführt wurden?

Eine Abweichung in der Geometrie oder PMI in einer exportierten STEP- oder JT-Datei birgt das Potenzial für erhebliche Fehler bei der nachgelagerten Werkzeugherstellung und Nacharbeit.

Als Teil eines vollständig validierten und zertifizierten Prozesses zur automatischen Lieferung von Zuliefererdaten kann CADIQ verwendet werden, um die 3D-Geometrie und den PMI in der exportierten JT- oder STEP-Neutraldatei genau mit dem nativen CAD-Quellteil zu vergleichen und einen 3D-PDF-Bericht zu erstellen, der alle unerwarteten Abweichungen aufzeigt.

Um mehr zu erfahren, besuchen Sie bitte die CADIQ Produktseite.            INFOBLATT HERUNTERLADEN

 
 

MBE-Whitepapers

Untersuchung der Machbarkeit der Wiederverwendung von Lieferkettendaten durch standardbasierte Interoperabilität für MBD

Empfehlungen für Planung, Design und Implementierung von MBE für MBD/MBM      Whitepaper ANSEHEN