汽车和航空航天业都在应用 “基于模型的定义”(MBD)。MBD指的是一种3D模型，它包括相关产品和制造信息(PMI)，以一种无需绘制图纸就能有效使用的方式定义产品。为了成功取代图纸，模型必须包含诸如几何尺寸和公差(GD&T)、注释、完整的符号、材料规格和其他传统上出现在制造图纸上的非图形属性等信息。

图1 MBD模型样例

MBD标准规定了3D注释和属性，也称为PMI(产品制造信息)，如何应用于模型。它要求在不可见的注释平面上组织标注。正如ASME Y14.41标准所定义的，注释总是与模型一起显示。

属性是嵌入到模型中的“隐藏”信息，最常见的数据元素是元数据。MBD标准将定义如何将注释与保存的视图(缩放和方向的捕获)组合在一起，以增强3D模型的可读性。当这些分组的注释和保存的视图被选中时，只有那些附加到视图的注释和符号才被显示。

当尺寸和公差只出现在图纸上时，图纸的版本变更就由人进行注释。当有了3D标注以后，就需要更复杂的工具，能够以更高的效率和质量来比较模型。

变更管理

目前许多制造业企业面临的挑战之一是工程变更和模型修改的管理。在基于图纸的企业中，工程变更大多记录在图纸中，没有图形化的变更验证或表示。文本中描述了一个总结“变更前”和“变更后”的报告，同时指出了更改位置的区域信息，以参考2D视图。这个过程需要人工完成，非常耗时，并且依赖于变更通知文档来确保信息的完整性。于是，图纸的使用者也被限制在文本和2D视图的有限空间中解释文档中的内容。通过人工审核和记录这些更改，企业可能会面临效率上的巨大损失。此外，如果向制造端发送有缺陷的数据会造成严重的后果。

数字化的PMI将电脑可读和人工解释的3D模型相关联，基于模型的定义方法为企业提供了一个机会，使修订变更加高效。

变更差异识别及报告软件

业基科技引入了一种新的工具来比较3D CAD模型和语义PMI。CADvalidator™可以检测两个模型之间的差异，并以图形化的3D方式报告所有变化的信息。报告有HTML、3DPDF和XML三种格式。该报告的使用者不需要特殊的查看软件只需要web浏览器或Adobe Acrobat来查看这些报告，CAD操作人员可以在发布用于制造的源数据(包括许多其他用途)之前快速地发现和纠正缺陷。CADvalidator™易于打开、访问和理解的报告对于企业成功部署MBD至关重要。

图2 3D PDF格式的比对报告识别到工程变更，孔径从40mm变更为52mm。相关几何会高亮显示。

数模格式交换

一旦企业实施了MBD，可能就需要对产品进行有效的数据交换和可视化。通过基于MBD使企业上下游流程使用这些数据，这就将企业拓展到基于模型的企业(MBE)。尽管在整个产品生命周期中实现MBE是一个极端的挑战，但使用高度连通的数字化信息可以为企业带来极大的效益。

大多数人都知道，当模型从一个CAD系统转换到另一个CAD系统时，可能会发生错误。将专有CAD格式转换为标准格(如ISO 10303 STEP和IGES)时也可能发生错误。零件的面、数据和标注平面的位置可能会发生变化。注释和几何标注中的字符可能会变化。几何实体和符号可能无法出现在目标CAD系统中。这种错误的发生是由于几何定义和PMI定义背后的数学内核不同。当涉及到导入或导出标准或中性格式时，它们也会由于解析而发生。不同的拓扑规则、公关差，甚至不良的设计也可能导致转换问题。

图3 HTML格式的比对报告，比对一个转换到CATIA的NX模型。在图形区和列表中，可以清楚地识别出检测到的差异，即左边NX中较低的字符串无法成功转换为CATIA。

不太为人所知的是，在同一个CAD系统中也可能发生转换错误。在以前的软件版本中正确创建的模型在以后的版本中打开时可能包含错误。CAD API的更改可能是此类实例中的一个因素。当模型从CAD系统(如Siemens NX或Dassault Systèmes CATIA)转换为轻量化的“可视化格式”(如Siemens JT或3D PDF)时，也可能发生错误。这样的错误人眼很难察觉。然而，它们会给高精度产品带来重大缺陷。无论是使用基于图纸的文档系统，还是使用基于模型的文档系统，配置管理总是至关重要的。因为基于模型的数据是纯数字的，所以质量和配置管理检查可以100%准确，而无需人工识别。

图4 HTML格式的比对报告，比较两种不同版本的CATIA模型。图形区域和列表中确认了不同版本的GD&T是相同的。

业基科技的CADvalidator™可以确保从其他CAD系统或同一CAD系统的以前版本转换的模型是相同的。它还确保CAD数据的短期存储、长期归档和检索，以确保任何产品信息没有质量问题。CADvalidator™可确保具有较长生产寿命的衍生模型与原始模型的一致性，这在原始CAD系统可能经过多次发布或不再可用时至关重要，它非常适合那些部署LOTAR(长期归档和检索)实践的公司，这些实践依赖于行业标准格式，如STEP或ISO 14739, 3D PDF。

CADvalidator™用户案例——安道拓

安道拓的产品从面料到座椅骨架和导轨的整个座椅系统。它为世界上几乎所有的汽车主机厂供货，在产量和其他方面都处于领先地位。汽车零件供应商通常会选择在一个或多个座椅供应商之间采购零件，以维持不同的供应链。为了降低成本和促进零件的互换性，企业会采用高度的标准化和模块化。这一策略对汽车主机厂也很有效，因为它们将零部件和系统分散到自己的不同汽车平台上。

当然，最好的座椅设计和部件在各个汽车企业内外都得到了普遍使用。A公司可能指定b公司使用的系统。也可能有几家座椅面料和泡沫材料供应商需要将其产品与安道拓的座椅骨架和轨道组件(称为金属结构)整合在一起，这些产品分布在从欧洲到亚洲的各地。在这里，由于标准化，使得座椅产品的复杂性最小化，传统的数据交换模型，在解决几何尺寸和公差(GD&T)和装配配合的问题上发挥了重要的作用。欧洲A公司对设计数据要求以NX交付，其相邻的B公司却在使用用CATIA，而每个在亚洲的组装工厂却使用三个不同版本的CATIA进行工作。

通过业基科技的软件在NX和CATIA中生成主模型，可以按照预期保存原始的几何形状和制造指令，并对其NX和CATIA主模型进行亚洲版本的CATIA比对。从而实现统一验证，多种CAD格式及版本的产品数据交付。

图5 3D PDF格式的比对报告识别到孔径从40mm变更为52mm。相关几何会高亮显示。

CADvalidator™支持的CAD格式

• CATIA V5/V6
• NX
• Creo Parametric
• Parasolid
• JT
• ACIS
• STEP
• IGES

CADvalidator™比对的内容

• 属性
• 注释
• 基准
• 基准目标
• 3D GD&T
• 尺寸
• 模型视图
• 面的属性
• 线的属性
• 面
• 线
• 自由边
• 点