基于模型的定义MBD：是指用集成的三维模型完整地表达产品定义信息，将设计信息和制造信息共同定义到产品的三维数字化模型中，以改变目前三维模型和二维工程图共存的局面，更好地保证产品定义数据的唯一性。

   基于三维模型定义的核心是将产品三维模型打造为传递到下游生产活动所需详细信息的最恰当的载体，企业所有部门和团队都使用三维模型作为信息传递途径。MBD数字模型的价值与产品的复杂程度成正比。如果用二维图纸描述复杂产品，则需要很多时间来培训使用者，以理解其复杂的结构与组织。有了三维MBD数据集，对专门技能的要求可以适当降低，使用者通过对模型进行平移、旋转和缩放就能够很容易地理解产品几何特征和相应的尺寸、公差。MBD数据集还可以表示隐含的信息，进行剖切或特定的测量。在三维模型加二维图纸的定义模式下，三维模型上并没有检验要求的描述，有关产品检验信息标注在二维图纸上。而应用MBD方法，可大大简化检验过程，应用基于三维模型的检验软件，直接读取三维模型上的尺寸和公差数据，在编制检验程序时，使用者的输入达到最小。利用便携式的坐标测量装置，可使检验深入到更多的制造环节中，能及时发现制造缺陷和不合格产品，在后续加工之前就将废品淘汰，避免进一步损失。基于MBD的产品研制方法将质量保证部门纳入到MBD技术体系中，使得产品设计制造形成具有反馈的封闭环，缩短了新产品研制周期，降低了研制成本。

通过应用MBD技术可以为企业带来的好处包括：

● 当制造工程师使用3D模型时，将大大减少物理样机的制造；

● 3D工具应用将缩短30%～50%的产品开发周期；

● 标准件库在总成装配上应用将减少大量时间；

● 3D模型的使用将减少30%～40%的模型不一致。30%～40%的模型不一致是由2D图纸的不准确造成。

   正是鉴于MBD技术的效益和国外先进装备企业采用MBD技术后取得的巨大成功，国内的大型装备制造企业逐渐开始学习MBD技术，并逐步将MBD应用于现实生产中。但国内大型装备制造企业对于MBD技术的学习与应用起步比较晚，现实生产中的应用并不成熟，需要深入研究和逐步推广。

● Level 0：企业这个阶段能力水平是其他各级建立的基础。它的特点是主要依靠传统的二维图纸，有很少的地方使用3D模型。另外，事实上大多数（如果不是所有）下游数据使用者必须通过一种或多种方式来重新生成产品定义数据以有效利用上游数据。这一级别具有如下特点：✧二维工程图为主；✧没有或有少量三维模型；✧比较少的重用上游产品定义数据；✧手动创建技术数据包（Technical data package，TDP）；✧有很少或没有与扩展企业连接；✧很少使用产品生命周期管理工具。

● Level 1：这个级别开始有效使用三维模型了。虽然仍是二维工程图为主，但是已经与三维模型关联并在一起进行管理。这一级也是第一次开始重用三维CAD模型数据，尽管都是通过输出中间格式文件来实现的。这个级别也由于开始重用数据而开始能够减少错误率和缩短交付时间。这一级别具有如下特点：✧二维工程图为主；✧三维模型与二维工程图关联；✧初始三维模型数据重用，通过输出中性格式文件（如STEP和IGES）；✧手动创建TDP；✧有很少或没有与扩展企业连接；✧很少使用产品生命周期管理工具。

● Level 2：除了使用的不再是中性文件，而是重用原始的CAD数据文件外，本级能力水平本质上与Level 1是一样的。在有特别请求的情况下，原始CAD数据也可以被下游单位或者企业获得。当企业内部或下游企业使用相同的产品套件并且能够不需要数据转换就能充分使用三维模型时，对这些模型的访问将变得尤为重要。这进一步降低了错误的机会和任务交付时间。这一级别具有如下特点：✧二维工程图为主；✧三维模型与二维工程图关联；✧初始三维模型数据重用，通过原始三维模型数据格式；✧手动创建的TDP；✧有很少或没有与扩展企业连接。

● Level 3：这个能力级别是第一次考虑3D模型与二维工程图的结合作为产品定义的主要来源，在这个级别模型是几何定义，二维工程图作为特例并且是来自于包含了相关的产品制造信息（Product Manufacturing Information，简称PMI）模型的输出。采用了产品生命周期管理工具和轻量化的三维可视化文件作为交付使用，这个可视化文件是一个CAD的中性文件，并可为整个企业提供完整的产品定义，它们可以取代图纸。这个级别由于减少了对图纸的依赖，从而大大缩短了错误和交付时间。这一级别具有如下特点：✧3D模型与受控的二维工程图为主；✧二维工程图仅仅特殊情况下创建；✧模型被用于整个生命周期；✧手动创建的TDP；✧有很少或没有与扩展企业连接；✧内部使用产品生命周期管理工具。

● Level 4：这个能力级别是建立在Level 3级能力基础上。在这个级别，模型是唯一的产品定义，它也开始进一步将制造工具套件融入整个环境中，不仅仅是模型的重用，还包括各类元数据信息的直接重用。这也是进一步使用产品生命周期管理工具的结果，质量方面也是如此，最终使得在整个扩展企业中产品定义的交付实现了自动化。这一级别具有如下特点：✧3D模型为主；✧二维工程图创建属于例外；✧模型和元数据都集成并应用到了制造和质量领域；✧产品定义交付实现自动化；✧有很少或没有与扩展企业连接；✧内部使用产品生命周期管理工具…

● Level 5：这个级别的能力是第一次成为一个真正的基于模型的企业，它同样建立在前面几个层级之上，但是增加了企业的连接。这样做可以使企业的所有人都可以访问到实时的、最新的产品定义，并可以全自动配置TDP。这一级别具有如下特点：✧3D模型为主；✧二维工程图创建属于例外；✧模型和元数据现在可以被整个扩展企业所访问、使用；✧自动化的TDP配置；✧在扩展企业之间有完全的连接；✧内部和外部使用产品生命周期管理工具。

● Level 6：这是迄今为止MBE能力定义的最高水平。本级建立在Level 5级基础之上，但是增加了大量的自动化处理，使得自动化的TDP正式交付成为可能。它也消除了所有使用二维图纸的情况（也没有例外）。应当指出，Level6被认为是一个远期目标并且目前也不知道有哪些组织已经达到了这个水平，但并不是说技术上不可用来实现它。这一级别具有如下特点：✧3D模型；✧不允许存在二维工程图；✧模型和元数据现在可以被整个扩展企业所访问、使用；✧完全自动化的TDP；✧有完全连接的扩展企业；✧内部和外部使用产品生命周期管理工具。

MBE的效益在MBD创建并在整个企业应用时就已经开始了，对于大型装备的原始制造商和供应商来说，在整个MBE企业的方案、设计、验证、制造、维护的各个环节都会带来如下实实在在的效益：

● 缩短新订/经修订的产品的交付时间，并降低了工程设计的返工周期；

● 整合并精简设计和制造流程，降低成本；

● 生产规划时间减少，减少生产延误的风险；

● 提高生产过程的设计质量，减少制造交货时间；

● 减少工程变更，减少产品缺陷，提高首次质量；

● 改善与利益相关者的合作、协同，缩减在产品的开发管理生命周期中的所有要素的周期和整体项目的成本；

● 提高备件的采购效率；

● 改进作业指导书和技术出版物的质量；

● 在维修过程中的活动中提供互动的能力，以减少时间和维护产品。

                                                                         ——工业4.0实战