开目基于三维的设计工艺性审查软件（以下简称3DDFM），是一款基于三维CAD系统的可制造性分析系统，能够辅助设计/工艺/制造工程师在产品设计阶段就检查MBD的标准化以及考虑设计的可制造性，通过对设计模型的可制造性检查和校验，避免后期制造阶段不必要的设计修改，提高设计质量，降低设计成本，加快产品研制的速度，为企业持续发展助力。

3DDFM系统融入企业信息化建设过程，在设计过程的不同阶段开展，应用场景如图1所示。3DDFM系统从三维CAD中抽取特征信息（如零件图信息、装配图信息等），并参考装配工艺信息，在知识库技术的支撑下实现对产品设计工艺性的优化检查分析，帮助设计者在产品设计阶段按就充分考虑产品的加工成本、可加工性以及与制造相关的因素等，尽早发现设计中存在的与制造相关的问题。系统全自动分析零件模型的设计缺陷，在三维可视化环境中显示零件可加工性分析结果，输出规范化的可加工性分析报告，为设计人员提供设计改进建议，满足制造企业对自动化零件可加工性分析的需求，避免传统设计方法中设计与制造的脱节问题。

3DDFM工具软件是一款智能辅助工艺审查工具，检查产品设计中存在的可制造性方面的问题。它提供虚拟工艺审查专家贴身服务，减少沟通环节，节约成本；通过基于知识的智能审查减少人工审查负担，避免犯相同的错误以及审查遗漏。和传统人工审查相比，3DDFM工具软件省力、省时、省钱。

1.审图方式自动高效，省力、省时

3DDFM工具软件通过自动的特征识别，基于规则审查图纸，快速的对模型的合规性、零件结构工艺性和装配件的可装配性进行分析，提前发现并修改设计缺陷，对制造的经济性问题准确定位，相同的错只犯一次，提高设计质量，缩短产品研制周期。3DDFM工具软件审图方式自动高效，省力、省时。

2.专业知识积累、获取方式便捷，省时、省钱

3DDFM工具软件通过规则管理工具，将国标、航标、企标及企业最佳实践经验整合形成工艺审查规则，建设企业特有的工艺规则库，设计人员、工艺审查人员利用3DDFM工具自动获取规则库中的手册数据、设计规范数据，自动完成工艺性审核。通过3DDFM工具将专家的知识和经验固化到企业规则库中进行管理，工艺性审核质量不受人员流失影响，实现工艺知识的积累、传承与应用。提升了产品设计的质量和效率。3DDFM提供的规则库管理机制可以有效的捕获、继承企业知识，形成企业无形资产，专业知识积累、获取方式便捷，企业产品设计省时、省钱，质量更高。

3.评审沟通效率高，省时、省力、省钱

3DDFM系统通过提供统一的输出报告格式、统一的规则管理方式，建立统一的专业审核标准，使得多个部门依据同一标准协同工作，效率高。通过与企业信息化管理系统集成，融入企业信息化统一管理过程中，实现场所协同的深度应用，为并行工程的实施提供了可靠的软件支持，提升了评审沟通效率。通过统计分析功能，记录、统计历史分析数据，支持图示化的结果展示为产品的质量改进提供量化的数据依据。工艺性评审沟通效率的提升，促进了产品设计质量的提高，帮助企业节约了时间和成本。

1.三维CAD集成

3DDFM基于三维CAD无缝集成框架进行开发，实现与三维CAD系统的无缝集成。利用3DCAD所提供的二次开发接口，能够直接从模型文件中获取各种信息，为模型进行加工特征识别、标注信息读取和工艺性分析提供推断依据。

2.制造特征分析及识别

3DDFM利用先进的特征识别算法，自动准确识别产品模型中常见制造特征，同时自动识别制造特征相关的标注信息，通过分析推理获得其特征属性。可识别的特征种类丰富，如平面、孔（通孔、盲孔、螺纹孔等）、凹槽、键槽、退刀槽、越程槽、轴肩等类型的制造特征。列出了部分专业的部分制造特征：

3.可制造性检查

根据制造规则知识库对制造特征进行审查，系统以可视化的方式显示未通过规则审查的对象。3DDFM主要支持以下几类产品设计的工艺性检查：

（1）机加工类产品设计

3DDFM支持钻削、车削、铣削、磨削加工中的常见可加工性问题的检查，确保产品设计质量，减少因加工性问题引起的设计返工。3DDFM提供的规则知识库可有效的避免像小直径深孔、斜面钻孔、孔壁过薄、薄壁切削等加工性问题。

（2）钣金类产品设计

3DDFM提供对钣金类产品的设计工艺性检查，降低设计返工成本。支持常见的钣金的设计准则如孔与孔之间的最小距离，切口，槽，孔之间的有效距离，最小弯曲半径，最小尺寸开槽等。

（3）注塑、铸造类产品设计

3DDFM提供对注塑、铸造类产品的设计工艺性检查，包括拔模角度检查、壁厚检查等。

（4）产品装配设计

3DDFM为系统装配设计提供自动化的装配信息检查能力，将设计师从繁琐耗的人工检查工作过程解放出来，显著提升装配设计的效率和质量，包括装配定位孔检查、间隙尺寸有效性检查等。

（5）焊接类产品设计

3DDFM提供焊接工艺审核功能，审查检查点焊边距、点焊间距、焊接工具间隙、焊脚尺寸等以避免焊接变形和残余应力问题。

（6）导管类产品设计

3DDFM提供导管的检查分析，审查弯折角、折弯半径、直线段等问题。

（7）MBD标注规范性

MBD标注包含了丰富的产品制造信息，如尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等信息，用于下游制造过程。合理规范正确的标注信息对工艺规划过程具有十分重要的指导作用，不规范的标注信息则会对制造过程造成阻碍。

（8）模型规范化

模型图纸的不规范设计，经常导致生产过程中的质量事故。例如MBD标注中规定的材料、对称件图号错误、缺失等。基于模型规范化审查，极大的提高了设计图纸的质量。

（9）增材制造产品设计

3DDFM提供增材制造工艺性检查。

4.审查报告输出

3DDFM输出报告以直观友好的方式展示检查结果，将审查不通过的规则以及图片输出成Excel、Word、XML、3DPDF格式的文档便于协作交流。

5.规则知识管理

3DDFM系统具有多专业的设置工艺性检查规则，涵盖机加（车削、铣削、钻孔等）、钣金、焊接、注塑、铸造、弯管等专业工艺以及装配性检查。知识规则及其管理信息保存在知识规则库中，并通过系统规则管理器进行管理。

规则管理器是对规则数据库进行管理的平台，可以方便用户查看每一条规则的详细信息，同时可以进行规则的新增、编辑、删除、扩展等操作，规则库支持导入与导出，方便规则的共享迁移。通过对制造规则知识库的统一管理可以实现企业内规则知识的标准化以及知识共享。

6.统计分析

审查结果存入数据库，支持图示化的结果展示，并支持数据统计与分析，可以为产品的质量改进提供量化的数据依据。

7.PLM系统集成

3DDFM系统能够与PLM系统集成，实现在PLM系统对工艺规则库和审查报告进行统一管理，保证规则文件数据源的有效性和唯一性。

1.核心技术

（1）三维CAD集成技术

基于三维CAD系统内核进行开发。利用三维CAD系统的功能实现对三维模型的显示、操作、信息读取等。与三维CAD系统无缝集成不仅降低了计算机资源的占用量，而且促进了设计过程和工艺分析过程在CAD模型设计阶段的融合。同时也延续了得到设计人员习惯的和认可的CAD操作风格，增强了用户良好体验感。

（2）三维加工特征识别技术

采用先进的制造特征自动识别技术，利用三维数模的几何数据、拓扑数据（BRep数据）以及PMI信息进行特征识别，通过对制造特征的几何形状、拓扑信息和产品注释信息（如尺寸标注、形位公差、表面粗糙度等）的匹配进行特征识别，摆脱了特征识别对建模顺序和建模历史的依赖，避免了建模顺序对特征识别的影响，提高了制造特征识别的准确性、可靠性、适应性。

（3）可扩展的可加工性知识表达技术

根据零件可加工性知识的特点，提出了可加工性知识表达模型，设计了一个开放的可制造性分析规则库，基于特征识别后开放的特征参数、关联参数以及知识表达模型，通过编辑语言实现对规则的定义及扩充，方便不同企业不同需求的自定义，实现企业内规则知识的标准化以及知识共享

2.系统优势

3DDFM系统的技术优势主要体现在专业、高效、开放三个方面。

（1）专业性

3DDFM系统规则来源专业、覆盖面广、规则解释体系化。3DDFM系统支持国家标准、行业标准和企业标准，结合行业或企业专家的设计或工艺经验，形成一套通用的特征识别与判断规则。系统内嵌国标常用手册数据，内嵌规则数量1000条以上，支持机加、钣金、注塑、装配、铸造、弯管、焊接等专业的可制造性审查。规则参数设置专业、配置方式灵活；问题改进建议专业、合理。

（2）高效性

3DDFM系统采用先进的制造特征自动识别技术，利用三维数模的几何数据、拓扑数据（BRep数据）以及PMI信息进行特征识别，通过对制造特征的几何形状、拓扑信息和产品注释信息（如尺寸标注、形位公差、表面粗糙度等）的匹配进行特征识别，摆脱了特征识别对建模顺序和建模历史的依赖，避免了建模顺序对特征识别的影响，提高了制造特征识别的准确性、可靠性、适应性。这使得产品专业设计工艺性审查更加高效。

（3）开放性

规则可扩展性、开放性是DFM系统能否应用推广的关键技术指标。KM3DDFM支持分层构架，特征识别层和规则审核层分离，通过统一的三维CAD集成接口层实现与各三维CAD的无缝集成。这种构架确保了在不同的三维CAD（CATIA、NX、CREO、SolidWorks）中产品界面和功能逻辑的一致性,不仅降低了计算机资源的占用量，而且促进了设计过程和工艺分析过程在CAD模型设计阶段的融合。同时也为规则的可扩展性提供了技术保证。另外，3DDFM规则管理模块支持基于制造特征及其关联特征参数开放技术的规则扩展，企业用户可以根据需要批量扩展规则，满足高端装备制造业复杂的业务需求。这使得3DDFM具有良好的开放性，易于推广应用。