近年來,三維數(shù)字化設計制造技術(shù)在復雜產(chǎn)品系統(tǒng)設計研發(fā)過程中得到了廣泛應用,并逐漸成為企業(yè)研發(fā)設計創(chuàng)新的突破點�；贛BD(Model-Based-Design,基于模型的設計)的設計制造協(xié)同化系統(tǒng)為企業(yè)提供了一個集產(chǎn)品設計、工藝流程、設備資源和生產(chǎn)線布局為一體的管理平臺,可以實現(xiàn)產(chǎn)品研制人員基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)進行協(xié)同工作,提高產(chǎn)品設計效率和質(zhì)量。針對柴油機的工藝設計,本文以西門子的NX和Teamcenter平臺為依托,完成了基于MBD的工藝設計系統(tǒng)規(guī)劃和實施,可以有效地提高柴油機工藝設計效率和質(zhì)量。論文的主要研究內(nèi)容如下:首先,綜述了國內(nèi)外已有的MBD工藝設計技術(shù)現(xiàn)狀,基于西門子公司的NX和Teamcenter平臺,針對柴油機動力系統(tǒng)工藝設計問題,制訂了基于MBD的三維工藝設計系統(tǒng)總體設計方案;第二,分析了企業(yè)工藝設計的業(yè)務流程管理和優(yōu)化方法,實現(xiàn)了基于MBD三維工藝設計系統(tǒng)的業(yè)務流程建模。針對目前企業(yè)工藝設計業(yè)務流程存在的問題,進行了工藝業(yè)務流程的優(yōu)化設計;第三,在傳統(tǒng)的三維工藝設計方法的基礎(chǔ)上,以柴油機動力系統(tǒng)的工藝設計為基礎(chǔ),實現(xiàn)了三維工藝過程的結(jié)構(gòu)化BOP(Bill of Process,物料清單)設計,并定義了基于MBD的PBOM(Process Bill of Material,工藝物料清單)定義,完成了基于MBD的工裝夾具設計以及加工和裝配工藝的設計;最后,以柴油機動力系統(tǒng)的工藝設計為例,對本文構(gòu)建的基于MBD的工藝設計系統(tǒng)展開了應用,完成了柴油機動力系統(tǒng)工藝的創(chuàng)建、工藝流程定義、工藝詳細設計和仿真驗證,給出了具體的三維作業(yè)指導書的生產(chǎn)、數(shù)字化檢測實現(xiàn)等工藝過程的具體實現(xiàn)流程。此外,系統(tǒng)數(shù)據(jù)導航器、多結(jié)構(gòu)管理器、制造工藝規(guī)劃器、NX集成環(huán)境和三維可視化實現(xiàn)等功能進行了部署實施。通過對柴油機動力系統(tǒng)的工藝設計運行效果分析,該系統(tǒng)可以有效地減少工藝設計的質(zhì)量問題,提升工藝設計的效率,為工藝設計人員提供一個集成的三維可視化工藝開發(fā)環(huán)境。
【學位單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TK402
【部分圖文】：

海交通大學工程碩士學位論文 第一章 緒通過本課題的研究，解決柴油機制造企業(yè)依賴二維圖紙的低效制造現(xiàn)狀，采用單一數(shù)據(jù)源的全三維模型實現(xiàn)貫穿整個設計制造全過程數(shù)據(jù)傳遞，實現(xiàn)柴油機動統(tǒng)的制造依據(jù)由二維圖紙向三維數(shù)字模型的轉(zhuǎn)變，統(tǒng)一數(shù)據(jù)來源，提高制造信息個業(yè)務環(huán)節(jié)流轉(zhuǎn)的及時性和準確性，提升柴油機制造的質(zhì)量水平，降低制造變更量和廢品率，達到降本增效的目的。同時，實現(xiàn)柴油機動力系統(tǒng)數(shù)字化產(chǎn)品設計造的一體化，提高企業(yè)研制部門間的并行協(xié)同能力，提高企業(yè)競爭能力，提升新油機的開發(fā)研制能力，支持國家船舶行業(yè)的快速發(fā)展。其中三維數(shù)字化產(chǎn)品定義的研究是本課題研究的基礎(chǔ)，只有實現(xiàn)了柴油機關(guān)鍵件三維模型的正確、完整、數(shù)字化定義，才能為后續(xù)的信息識別、信息完備性檢查、工藝過程及制造過程提一數(shù)據(jù)源，因此三維數(shù)字化產(chǎn)品定義技術(shù)的研究對于柴油機動力系統(tǒng)工藝設計平劃與實施具有重要意義。柴油機動力系統(tǒng)是典型的結(jié)構(gòu)復雜產(chǎn)品，每臺機包含 2000 多個種類，1 萬多部件，如圖 1 所示。柴油機制造是典型的單件、小批量的離散制造模式，與批量相比較，存在這諸多差異，其制造方式和信息管理具有顯著的特點[4]。

7圖 1-2 技術(shù)路線圖Fig.1-2 Technology roadmap.5 本章小結(jié)本章節(jié)闡述了基于MBD模型的三維工藝設計方法在柴油機系統(tǒng)設計研發(fā)過程應用背景和研究價值。同時對相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了綜述，并從煉出了對本文有指導價值的研究內(nèi)容和方法，并結(jié)合柴油機系統(tǒng)的研發(fā)需求，給文章的研究內(nèi)容和總體技術(shù)路線。

第二章 基于 MBD 的三維工藝設計系統(tǒng)總體設計和需求分析狀分析模型的 MBD 技術(shù)和虛擬裝配仿真關(guān)鍵技術(shù)在產(chǎn)品裝配制造領(lǐng)域廣泛應標注、信息傳遞、工藝設計規(guī)劃和工藝驗證仿真，到最終的三維工藝輸用到具體工程案例中。ASME14.41 得到國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的一致認2 標準也已經(jīng)將其列入主要規(guī)范標準中[9]。除了波音公司以外，基于三定義關(guān)鍵技術(shù)也在國際上其他著名工程技術(shù)公司逐步推廣使用（如圖 2知名航空發(fā)動機廠商羅羅公司開始應用主模型驅(qū)動的技術(shù)，以包含三維標差、表面精度等制造過程信息在內(nèi)的 MBD 典型技術(shù)作為單一數(shù)據(jù)源，模、標注、信息傳遞、工藝設計規(guī)劃和工藝驗證仿真等一系列過程中。

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本文編號：2812012