科技前线 | 面向未来：CAD和MBD如何协同工作以实现数字主线

设计和制造行业变化极其快速，这就要求要以新的数字化方式将产品开发过程将大型企业内的各个流程连接起来。这种方法通常称为数字主线。数字主线是相关数据的互连流，它定义了产品从设计到制造、服务和退役的整个生命周期。它使组织能够打破信息孤岛，简化工作流程，并实现跨部门、职能和系统的互操作性。

在产品的整个生命周期中，产品设计人员不断地与各种其他流程进行交互。这些交互是通过物联网、增强现实、产品生命周期管理和计算机辅助设计等技术实现的，在交互中来自实际产品的信息和反馈可以改进数字化设计。这些数字信息可用于支持跨部门、地域和组织的决策制定和流程。

无缝的数字主线对于确保产品开发过程顺利完成至关重要。通过消除孤立的解决方案并确保数字主线得到精简，公司可以利用整个企业的产品数据来更快、更有效地运营，并改进质量控制。 

从概念设计到制造发布、生产、服务，再到生命周期结束规划，原生CAD模型是数字主线的核心。3D CAD（尤其是参数化建模）的优势在于，它使用特征和约束来记录设计意图，这使得您更容易确定模型在发生变化时应如何响应。 

此外，一流的参数化建模是高度关联的，因此当模型的一个部分发生变化时，相关的变化会自动应用到相关的几何图形和下游工件。 

基于模型的定义（MBD）是一种3D注释CAD模型，它可以定义产品而不需要2D绘图。MBD将所有相关的设计和制造信息直接嵌入到3D模型中，帮助工程师避免在处理2D图纸时可能出现的差异问题。

MBD确保制造和质量控制所需的所有数据都保留在通用3D模型中，该模型是驱动所有工程和下游活动的唯一权威来源。

CAD和MBD共同构成了产品开发的数字化基础，实现了设计数据和信息从概念阶段到制造阶段及以后的无缝传输。

当以这种方式组合时，CAD和MBD一起发挥作用以实现数字主线。CAD是创建产品或零件的3D模型的主要工具，而MBD则使用生产所需的尺寸、注释和材料信息来扩展模型。带有产品和制造信息（PMI）的3D模型使得生产和其他下游活动不再需要单独的2D图纸。

MBD会充分利用CAD模型的参数化和关联特征。修改3D模型时，相关的注释和尺寸会自动更新，从而确保整个数字主线的数据质量和精度。由于CAD和MBD之间的紧密集成，数字主线可以在整个企业中保持连续和一致。

CAD软件可以包括MBD工具，如几何尺寸和公差（GD&T）功能，以创建符合行业标准的注释。使用GD&T和其他注释工具，可以在3D模型中准确一致地表示产品信息。数据互操作性还能实现CAD解决方案之间的MBD数据传输，这是因为数据互操作性可以实现与数字主线框架的连接。

如果组织不使用CAD和基于模型的方法，那么这些组织可能会错过改善协作、加快产品开发和减少错误的关键机会。多年来，CAD和MBD的组合优势已经显现，现在是时候利用3D模型和数字主线了。

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