Was bedeutet MBD?

Anmerkung der Redaktion: Dieser Beitrag wurde ursprünglich im Jahr 2020 veröffentlicht und zuletzt im Juli 2024 aktualisiert. 

Modellbasierte Definition, oder MBD, ist die Praxis der Dokumentation von Informationen, die für die Herstellung und Prüfung von Teilen, Baugruppen und Produkten in 3D-CAD-Modellen (Computer-Aided Design) im Gegensatz zu herkömmlichen 2D-Produktionszeichnungen erforderlich sind. (Beachten Sie, dass ASME Y14.47, Model Organization Practices, MBD als "ein mit Anmerkungen versehenes Modell mit den zugehörigen Daten, die das Produkt so definieren, dass es ohne Zeichnungen verwendet werden kann" beschreibt.)

Wenn Sie MBD nicht in Betracht ziehen, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass andere Unternehmen in Ihrem Markt davon profitieren und sich einen Wettbewerbsvorteil verschaffen. MBD hat sich als Prozess bewährt und ist ein stetig wachsender Trend, mit dem Unternehmen Kosten und Time-to-Market reduzieren und gleichzeitig die Produktqualität verbessern können. 

In diesem Blog werden die Vorteile, der Implementierungsprozess, technische Datenpakete, Model-Based Enterprise (modellbasiertes Unternehmen) und die Nutzung von MBD in Creo erläutert.

Welche Vorteile bietet die MBD?

Die MBD bietet zahlreiche Vorteile bei der Produktentwicklung. Hier sind einige in der Praxis erzielte Leistungsverbesserungen:

• Jabil konnte die Anzahl der Projekte um 400 % steigern.
• Vaillant konnte die Erstausbeute um 53 % verbessern.
• MBDA Missile Systems hat die Produktentwicklung um 42 % beschleunigt.
• Nidec hat die durch mangelhafte Qualität anfallenden Kosten (CoPQ) um 40 % gesenkt.
• Volkswagen verkürzte die Zeit bis zur Industrialisierung um 25 %.

MBD ist aufgrund semantischer 3D-Anmerkungen im CAD-Modell effizienter als herkömmliche 2D-Zeichnungen. "Semantisch" bedeutet, dass im späteren Prozessverlauf eingesetzte Software für Computer-Aided Manufacturing (CAM) und Koordinaten-Messmaschinen (CMM) die Bedeutung der Anmerkungen und vor allem die Geometriereferenzen, auf die sie sich beziehen, verstehen kann. Dadurch entfällt die unnötige Datenkonvertierung oder ‑transkription, was zu den folgenden Vorteilen führt:

• MBD beschleunigt den Zyklus von Konstruktion, Fertigung und Kontrolle.
• MBD reduziert Fehler und senkt die durch schlechte Qualität entstehenden Kosten (CoPQ).
• Teams können mit MBD die Produktivität und Effizienz steigern.

Von 2D-Zeichnungen zu MBD

Viele Unternehmen arbeiten immer noch mit Zeichnungen. Sie entwickeln ein 3D-Modell, erstellen eine 2D-Fertigungszeichnung und geben dann eine PDF-Datei für ihre Lieferkette frei. 

Ingenieurbüros können immense Vorteile und Einsparungen erzielen, wenn sie die Zeichnungen abschaffen und direkt von der Konstruktion zur Fertigung übergehen. Dazu müssen Produkt- und Fertigungsinformationen (PMI) direkt im 3D-Modell erfasst werden, z. B.:

• Bemaßungen und lineare Toleranzen
• geometrische Toleranzen, Bezugs-KE-Symbole und Bezugsziele
• Hinweise
• Symbole
• Oberflächengüten
• Tabellen wie Schriftfelder, Revisionsblöcke und Stücklisten

Die Standards für die MBD sind in ASME Y14.41-2019, ISO 16792:2021 und MIL-STD 31000B festgehalten.

MBD implementieren

Wenn CAD-Benutzer bereits wissen, wie man 2D-Zeichnungen erstellt, ist die Umstellung auf die MBD einfach. Viele Unternehmen können ihre Ingenieure und Konstrukteure in weniger als einer Stunde mit der MBD vertraut machen. Sie müssen Ihr Unternehmen nicht neu erfinden, um von den Vorteilen der MBD zu profitieren. Sie können mit einem einzelnen Entwicklungsprojekt starten und dabei praktisch sofort Vorteile in Bezug auf Entwicklungszeit und ‑kosten sowie Qualität realisieren.

Die Hauptelemente der MBD im CAD-Modell sind:

• Anmerkungsebenen, um die Platzierung und Ausrichtung der Details zu definieren, die im Modell platziert werden sollen
• 3D-Anmerkungen für PMI
• Kombinations-Zustände, um die 3D-Anmerkungen übersichtlich zu gestalten und zu organisieren

Kombinations-Zustände beinhalten auch:

• vereinfachte Darstellungen, um zu steuern, welche Komponenten in einer Baugruppe sichtbar sind
• Querschnitte, um das Innere von Teilen zu sehen
• Erkundungszustände, die zeigen, wie Komponenten in einer Baugruppe zusammenpassen
• Darstellungszustände, um Teile in verschiedenen Farben und Texturen anzuzeigen. Dies kann hilfreich sein, wenn Sie Fertigungs- oder Montageschritte erklären.
• Stilzustände, um verschiedene Komponenten als Drahtmodell, mit verdeckten Kanten, als sichtbare Kanten, schattiert oder transparent darzustellen. Die Konfiguration verschiedener Stile für verschiedene Komponenten verbessert die Visualisierung.

Arbeitsergebnis: technische Datenpakete

Ein weit verbreiteter Irrglaube ist, dass die MBD "zeichnungslos" oder "papierlos" ist. Zwar sind Zeichnungen bei der MBD nicht mehr die primäre Informationsquelle, aber bei Bedarf können Sie nach wie vor Zeichnungen erstellen, wenn Ihre Lieferkette dies erfordert. 

Anstelle einer PDF-Datei ist bei der MBD das wichtigste Arbeitsergebnis das sogenannte technische Datenpaket (TDP). Dabei handelt es sich um einen Satz elektronischer Dateien, der Folgendes enthalten kann:

• Modell im nativen Creo Parametric Format oder als CAD-neutrale STEP-AP242-Datei
• Stückliste
• Anforderungen und Spezifikationen
• Schaltbilder für Elektronik und Kabel
• Softwaredokumentation
• Bemusterungsblätter (Erstmusterprüfung, First Article Inspection) und andere Qualitätsunterlagen

Das technische Datenpaket dient als zentrale, zuverlässige und allgemein gültige Datenquelle für die technische Definition.

Der Weg zum MBE

Unternehmen, die eine MBD implementiert haben, können im nächsten Schritt zu einem modellbasierten Unternehmen werden, einem Model-Based Enterprise (MBE). Ein solches Unternehmen zeichnet sich durch eine strukturierte Produktentwicklung aus, in der die MBD nicht nur in der Entwicklungsabteilung eingesetzt wird, sondern auch in der Fertigung, der internen und externen Lieferkette, für Qualitätssicherung, Service und mehr. Als MBE können Sie Ihre Kernprozesse optimieren und rationalisieren, sodass Sie Effizienz und Gewinn maximieren können.

Kontinuierliche Innovation mit Creo

Für jede neue Creo Version investiert PTC erhebliche Ressourcen in MBD-Funktionalität und ‑Prozesse. Aktuelle Verbesserungen sind zum Beispiel:

• Tabellen, die manuell mit einer Creo Tabellendatei erstellt oder aus Excel importiert werden können
• allgemeine Profiltoleranzen (GPT), die für alle Flächen gelten, für die nicht explizit andere geometrischen Eigenschaften definiert wurden. Die allgemeine Profiltoleranz erfasst automatisch alle semantischen Referenzen, sodass sich Anwender auf Form- und Lagetoleranzen (GD&T) konzentrieren können, die für Sicherheit, Qualität und Leistung entscheidend sind.
• Einhaltung von Standards wie ASME Y14.5, ISO 1101, ISO 22081, ISO 13715 und ISO 21204
• optimierte Arbeitsabläufe für das Platzieren und Bearbeiten von Symbolen und Oberflächengüten
• Baugruppenunterstützung innerhalb von GD&T Advisor

Erste Schritte mit MBD

Die MBD optimiert den Workflow in der Produktentwicklung, denn sie generiert Inhalte, die in nachgeschalteten Prozessen in Fertigung, Lieferkette, Bestandsmanagement und im gesamten Unternehmen genutzt werden können. 

Möchten auch Sie die Effizienz steigern und von den Vorteilen der MBD profitieren? Dann sollten Sie unser kostenloses E-Book lesen (siehe unten). Darin erfahren Sie, wie Sie effizientere Prozesse nutzen und so einen Wettbewerbsvorteil erzielen können.