CN108334045A - 一种基于mbd的三维数字化检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于MBD的三维数字化检测系统及方法，该系统包括数据访问层、应用支持层、系统管理层、用户操作层和作业采集层，系统采用分布式结构；三维数字化检测工作流程主要包括查询统计与数据分析、研究改进、服务器、过程监控与查询，在全程数字化工作流程下由服务器管理产品设计数据与检测数据，提供数据给统计、分析和编制加工工艺，实现了一种闭环控制链；在过程监控与查询的作用下获取检测结果，实现研究改进与生产过程同步进行。本发明通过闭环管理能实现航空航天产品全生命周期的控制监测，系统对共享数据库的自动分析能对有问题产品及时报警和预防，降低废品率，缩短制造周期。

Description

一种基于MBD的三维数字化检测系统及方法

技术领域

本发明涉及数字化检测领域，尤其涉及一种基于MBD的三维数字化检测系统及方法。

背景技术

近年来，随着航空航天产品的质量要求越来越高，具有复杂结构与型面特征的产品结构件开始被大量采用，其精度要求也逐渐提高。与此相适应，基于MBD的三维模型已成为产品结构设计与制造信息表达的主要载体，更具高效、精密性的数控加工技术也日益提升。但目前产品检验手方式仍然主要采用基于二维环境的检验工作模式与检验技术体系，面对现代航空航天产品高精度复杂结构制造任务环境以及先进数字化检验技术环境，这种传统的二维检验工作模式与技术体系已表现出越来越多的不适应，其主要的问题与不足表现在：传统检验规划手段停留在二维阶段，难以满足全三维数字化设计、制造与检验技术应用的需求；缺乏与数字化制造、检验环境相适应的集成化检验业务管理机制。

为此，有必要突破传统的二维环境的检验模式，探索并建立基于MBD的全三维数字化检验集成应用技术体系，为全三维数字化设计与制造环境下的数字化检验提供先进的工具方法、标准规范与体系支撑。以三维检验模型为基础，以三维检验规划为主线，融通数字化检验业务流程，促进制造、检验与质量管控流程集成与信息集成，以提升航空航天产品的检验能力与效率，进而适应目前高效数控加工、自动化装配等柔性生产、智能生产的发展趋势，保障多项目并行环境下零件的快速完工。

本发明提出了一种基于MBD的三维数字化检测系统及方法，基于统一的信息管理平台，从产品设计阶段的产品设计模型、检验规划、脱机编程、测量信息、测量设备、测量人员、测量数据报告等全部纳入系统进行统一闭环管理，实现了航天航空产品从设计、生产加工、装配、改进全过程的产品质量生命周期的控制监测。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提出了一种基于MBD的三维数字化检测系统及方法，旨在构成闭环控制链，形成集中管理的可共享数据库，通过系统的自动分析，对有问题产品及时报警和预防，进行产品改进指导，降低废品率，缩短制造周期。

本发明是这样实现的：一种基于MBD的三维数字化检测系统，其特征在于：系统包括数据访问层、应用支持层、系统管理层、用户操作层和作业采集层，系统采用分布式结构；

所述数据层分布在服务器和各工作站上，包括系统基础数据库、产品数据库、人员数据库、设备资源数据库、检测数据库；系统基础数据库主要用于存储和查询企业基本信息、系统常用参数、基本规则数据；产品数据库主要用于存储和查询产品相关数据以及工艺流程信息；人员数据库包括各人员身份和管理架构信息；设备资源数据库包括系统作业中测量终端输入设备、电脑和工作站的信息，以及上述设备的状态、责任人和用途信息；检测数据库；用于存储大量的检测数据，并与其它数据库关联记录人员和设备信息、作业记录，同时用于将检测工艺文件进行分解的检测任务数据下载到各工作站，为终端检测人员提供检测作业依据；

所述应用支持层为系统提供通讯、传输和数据传递的应用支持，包括数据导入模块、网络通讯模块、检测数据传输模块、数据验证计算和信息反馈模块、电子签名或身份验证模块；数据导入模块主要用于导入产品设计文件中的相关数据；网络通讯模块用于支持局域网内的通讯功能、系统用户访问和数据共享功能；检测数据传输模块用于完成终端检测设备或其它终端输入输出设备与工作站之间的的数据传输，可接收上行数据和下行发出判断信号；数据验证计算和信息反馈模块依据设计和加工工艺要求对底层传输的实时检测数据进行比对计算并作出即时判断，然后反馈到终端操作设备上进行提示；电子签名或身份验证系统主要功能是对操作人员或终端设备的身份ID进行识别和验证；

所述系统管理层包括系统设置模块、用户和组织管理模块、设备资源管理模块、检测工艺编制和调度模块、访问控制和安全管理模块；系统设置模块主要用于设置企业信息、系统规则、常用参数；用户和组织管理模块主要用于进行用户的添加、删除、权限和检测机构组织设置；设备资源管理模块主要用于执行检测测试设备的录入、变动和删除等的管理；访问控制和安全管理模块用以管理访问用户及操作中的安全监管；

所述用户操作层包括工作站客户端、实时监控访问模块、数据统计分析访问模块、查询与追溯访问模块、表单生产和打印模块；

所述作业采集层是具体检测过程的实际执行层，包括通信协议转换接口、数据采集终端、手工输入装置、终端身份标识设备、表单打印输出装置；通信协议转换接口主要是针对具有数字接口的量具量仪和配备计算机的数字化设备，通过统一的协议转换，再接入单元网络；

所述检测工艺编制和调度模块采用可视化方式，用以实现在线检测工艺编制功能和作业流程进行中根据人员、组织、质量要求等的变化对检测工艺的即时更改调度的功能，其主要界面包括：待编辑任务、待审批检测工艺文件、已审批的检测工艺文件、执行中的检测工艺文件、已完成的检测工艺文件、检测工艺文件草稿、已修改的检测工艺文件。

一种基于MBD的三维数字化检测方法，主要包括查询统计与数据分析、研究改进、服务器、过程监控与查询，其特征在于：从服务器获取数据资料进行查询统计与数据分析并得到统计分析报告，在统计分析报告的基础上进行研究改进，接着开展设计建模，将建模得到的产品设计数据导入服务器中，在从服务器获取新的数据资料编制加工工艺和检测工艺，接着经由检测工艺文件核准、检测任务部署、生产加工、中间检测环节、检测工艺调整、产品最终检测工作流程并将中间检测环节和产品最终检测数据记录到服务器中，过程监控与查询与服务器实现对服务器的数据获取和控制，是一个双向的过程；

所述查询统计与数据分析可对服务器进行数据调用和录入，是一个双向的过程；

所述研究改进流程是基于统计分析报告的基础上可对编制加工工艺和检测工艺、生产加工流程进行直接信息反馈，在过程监控与查询的作用下获取检测结果，实现研究改进与生产过程同步进行；

所述检测系统形成了一个基于网络数字化的闭环控制链，通过服务器前端产品设计数据的导入以及末端检测数据的采集，形成集中管理的可共享数据库，再由查询统计与数据分析给前端设计和生产加工环节提供修正和改进的反馈信息；

所述工作流程中引入了“检测工艺”这一概念，就是将“检测”与加工同等对待，将检测工作过程以“工艺”的概念进行管理，把检测工作计划、部署和执行作为系统功能的重要部分；

所述全程数字化工作流程使得所有工作进程均以在线数据的形式可以被实时监控，并可以在中间过程进行计划调整；

本发明的有益效果：

1.本系统采用分布式结构，任何一个工作站可以在上层网络断开的情况下按既有任务独立运行，工作站所负责的是一个区域的相对独立的单元网络；

2.采用可视化方式用以检测工艺的更改和任务的即时调度功能，以应对各种现场问题、资源问题和生产任务变动的情况；

3.新系统旨在形成一个基于网络数字化的闭环控制链，通过前端产品设计信息和资源数据的导入以及末端检测数据的采集，并对数据信息的统计分析，给前端设计和生产加工环节提供修正和改进的反馈信息，全数字化工作流程均以在线数据的形式可以被实时监控，并可以在中间过程进行计划调整；

4.该系统实现了航天航空产品质量全生命周期的控制监测，通过系统的自动分析，对有问题产品及时报警和预防，进行产品改进指导，降低废品率，缩短制造周期。

附图说明

图1为本发明的基于MBD的三维数字化检测系统的功能结构图；

图2为本发明的基于MBD的三维数字化检测方法的流程图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种基于MBD的三维数字化检测系统，其特征在于：系统包括数据访问层、应用支持层、系统管理层、用户操作层和作业采集层，系统采用分布式结构；

所述数据层分布在服务器和各工作站上，包括系统基础数据库、产品数据库、人员数据库、设备资源数据库、检测数据库；

所述应用支持层为系统提供通讯、传输和数据传递的应用支持，包括数据导入模块、网络通讯模块、检测数据传输模块、数据验证计算和信息反馈模块、电子签名或身份验证模块；

所述系统管理层包括系统设置模块、用户和组织管理模块、设备资源管理模块、检测工艺编制和调度模块、访问控制和安全管理模块；

所述用户操作层包括工作站客户端、实时监控访问模块、数据统计分析访问模块、查询与追溯访问模块、表单生产和打印模块；

所述作业采集层是具体检测过程的实际执行层，包括通信协议转换接口、数据采集终端、手工输入装置、终端身份标识设备、表单打印输出装置；

如图2所示，一种基于MBD的三维数字化检测方法，主要包括查询统计与数据分析(SPC)、研究改进、服务器、过程监控与查询，其特征在于：从服务器获取数据资料进行查询统计与数据分析(SPC)并得到统计分析报告，在统计分析报告的基础上进行研究改进，接着开展设计建模，将建模得到的产品设计数据导入服务器中，在从服务器获取新的数据资料编制加工工艺和检测工艺，接着经由检测工艺文件核准、检测任务部署、生产加工、中间检测环节、检测工艺调整、产品最终检测工作流程并将中间检测环节和产品最终检测数据记录到服务器中，过程监控与查询与服务器实现对服务器的数据获取和控制是一个双向的过程；

所述查询统计与数据分析(SPC)可对服务器进行数据调用和录入是一个双向的过程；

所述研究改进流程是基于统计分析报告的基础上可对编制加工工艺和检测工艺、生产加工流程进行直接信息反馈，在过程监控与查询的作用下获取检测结果，实现研究改进与生产过程同步进行；

所述检测系统形成了一个基于网络数字化的闭环控制链，通过服务器前端产品设计数据的导入以及末端检测数据的采集，形成集中管理的可共享数据库，再由查询统计与数据分析(SPC)给前端设计和生产加工环节提供修正和改进的反馈信息；

所述工作流程中引入了“检测工艺”这一概念，就是将“检测”与加工同等对待，将检测工作过程以“工艺”的概念进行管理，把检测工作计划、部署和执行作为系统功能的重要部分；

所述全程数字化工作流程使得所有工作进程均以在线数据的形式可以被实时监控，并可以在中间过程进行计划调整。

最后说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种基于MBD的三维数字化检测系统，其特征在于：系统包括数据访问层、应用支持层、系统管理层、用户操作层和作业采集层，系统采用分布式结构；

所述数据层分布在服务器和各工作站上，包括系统基础数据库、产品数据库、人员数据库、设备资源数据库、检测数据库；

所述应用支持层为系统提供通讯、传输和数据传递的应用支持，包括数据导入模块、网络通讯模块、检测数据传输模块、数据验证计算和信息反馈模块、电子签名或身份验证模块；

所述系统管理层包括系统设置模块、用户和组织管理模块、设备资源管理模块、检测工艺编制和调度模块、访问控制和安全管理模块；

所述用户操作层包括工作站客户端、实时监控访问模块、数据统计分析访问模块、查询与追溯访问模块、表单生产和打印模块；

所述作业采集层是具体检测过程的实际执行层，包括通信协议转换接口、数据采集终端、手工输入装置、终端身份标识设备、表单打印输出装置。

2.一种基于MBD的三维数字化检测方法，主要包括查询统计与数据分析、研究改进、服务器、过程监控与查询，其特征在于：从服务器获取数据资料进行查询统计与数据分析并得到统计分析报告，在统计分析报告的基础上进行研究改进，接着开展设计建模，将建模得到的产品设计数据导入服务器中，在从服务器获取新的数据资料编制加工工艺和检测工艺，接着经由检测工艺文件核准、检测任务部署、生产加工、中间检测环节、检测工艺调整、产品最终检测工作流程并将中间检测环节和产品最终检测数据记录到服务器中，过程监控与查询与服务器实现对服务器的数据获取和控制是一个双向的过程；

所述查询统计与数据分析可对服务器进行数据调用和录入是一个双向的过程；

所述研究改进流程是基于统计分析报告的基础上可对编制加工工艺和检测工艺、生产加工流程进行直接信息反馈，在过程监控与查询的作用下获取检测结果，实现研究改进与生产过程同步进行；

所述检测系统形成了一个基于网络数字化的闭环控制链，通过服务器前端产品设计数据的导入以及末端检测数据的采集，形成集中管理的可共享数据库，再由查询统计与数据分析给前端设计和生产加工环节提供修正和改进的反馈信息；

所述工作流程中引入了“检测工艺”这一概念，就是将“检测”与加工同等对待，将检测工作过程以“工艺”的概念进行管理，把检测工作计划、部署和执行作为系统功能的重要部分；

所述全程数字化工作流程使得所有工作进程均以在线数据的形式可以被实时监控，并可以在中间过程进行计划调整。