三维模型定义(MBD)成功案例:美国海军航空作战中心Lakehurst飞机分部

    本期作者将深入讨论实施三维模型定义的具体实施案例：重点介绍美国海军航空作战中心Lakehurst飞机分部。包括背景、现有流程、急需解决的问题、改进后的流程、试点项目、项目经费、财务和非财务方面的收效、经验教训和下一步计划等。希望对我国制造企业有所借鉴。值得关注的是，三维模型定义如果开展得当，经费和时间的投入，以及风险完全可以控制在企业能力之内，而带来的效益都是非常显著的。后续文章将深入分析更多实施案例、行业标准、最新技术、实际应用和注意事项等。

    三维模型定义的概念已经提出了很多年，但是在我国的实际应用并不普遍。然而近年来在美国取得了重要的突破。先进技术和方法层出不穷，不但很多组织和企业通过实践取得了明显收效，而且总结了大量经验。三维模型定义甚至在2013年被列为美国国防工业重点战略之一。（数据来源：Department of Defense，Annual Industrial Capabilities Report to Congress，2013年）。本文将从政府项目的角度详细介绍美国海军的实施历程。

    一、背景介绍

    美国海军航空作战中心飞机分部（Naval Air Warfare Center Aircraft Division，NAWCAD）是专门提供飞机发射和回收设备，以及海军航空保障设备的部门。

    （1）发射和回收设备包括飞机弹射器（图1）、拦阻发动机和路障，以及航空母舰和其他具备航空能力舰艇上面的飞机目视着陆辅助装置。

图1 飞机弹射器

    （2）保障设备指测试、修理和维护飞机所需要的设备。（数据来源：DEPARTMENT OF THE NAVY，Summary and results of the Commercial Technologies for Maintenance Activities(CTMA), Model Based Definition (MBD) for Aircraft Launch, Recovery, and Support Equipment Project，2013年）。

    二、现有生产流程

    新机型引进、服役机型老化保养、工程故障排查等任务经常需要变更舰载设备。新泽西州Lakehurst飞机分部负责这些设备的设计、开发和维护。目前，尽管工程部门已经使用了三维软件，其他环节如样品制造以及大批量零部件的生产和检测仍然使用二维工程文档来完成。流程如下。

    （1）设计部门采用三维CAD软件创建计算机模型。（2）模型生成二维工程图，定义全部尺寸，发布完整的工程图纸。

    （3）二维工程图转化为PDF文件，发送到样品制造部门。

    （4）样品制造部门使用多种CAD/CAM软件，根据二维工程图重新建模。然后把新模型输入到数控机床，按照特定的加工操作生成刀具路径，制作样品。