Was ist Model-Based Definition (MBD)? Warum sollte man sie einführen?

Die Produktdefinition stützt sich traditionell auf 2D-Zeichnungen, um Maße, Toleranzen, Annotationen und Fertigungsanforderungen zu kommunizieren. Doch je digitaler CAD-Workflows werden und je effizienter Produktdaten zwischen Konstruktion, Fertigung, Lieferanten und Qualitätsprüfung fließen müssen, desto mehr gilt: Separat gepflegte Zeichnungsdokumentation kann zu Doppelarbeit und Problemen bei der Revisionskontrolle führen.

Model-Based Definition (MBD), auch modellbasierte Definition genannt, löst dieses Problem, indem maßgebliche Produkt- und Fertigungsinformationen (PMI) direkt in das 3D-CAD-Modell eingebettet werden. Richtig umgesetzt und gesteuert, kann das Modell als Single Source of Truth der Produktdefinition dienen: Alle Teams arbeiten in den nachgelagerten Prozessen mit denselben Geometrien, Maßen, Toleranzen, Annotationen und PMI.

Das Wichtigste in Kürze:

• Model-Based Definition (MBD) nutzt das 3D-CAD-Modell als maßgebliche Quelle der Produktdefinition. Durch die direkte Einbettung von Produkt- und Fertigungsinformationen (PMI) in das Modell werden separate 2D-Zeichnungen reduziert oder überflüssig.
• Das direkte Annotieren von PMI in 3D kann schneller sein als das Erstellen und Pflegen entsprechender 2D-Zeichnungen. Diese Effizienz bei der Annotation ist ein zentraler Treiber für die Einführung von MBD.
• Die Konstruktionsabsicht lässt sich leichter visualisieren und interpretieren, wenn Toleranzen und Annotationen im Kontext am 3D-Modell angezeigt werden, statt über mehrere 2D-Zeichnungsblätter verteilt zu sein.
• MBD unterscheidet sich vom Model-Based Enterprise (MBE): MBD nutzt das 3D-Modell, um die maßgebliche Produktdefinition und PMI zu tragen. MBE erweitert modellbasierte Informationen und Prozesse auf den gesamten Produktlebenszyklus, einschließlich Fertigung, Lieferanten, Werkzeugbau, Montage und Prüfung.
• In einem MBD-Workflow lassen sich Revisionsinformationen direkt mit dem 3D-Modell und den zugehörigen Daten verwalten, was Synchronisationsprobleme zwischen CAD-Modellen und separaten 2D-Zeichnungen reduziert.

Die DCS-Reihe zur Model-Based Definition (MBD)

Im zweiten Teil der DCS-Reihe zur Model-Based Definition (MBD) spricht Norm Crawford, Experte für die Einführung von MBD, über MBD-Workflows, ihre Auswirkungen auf die Produktentwicklung und Erkenntnisse aus realen Projekten, mit ihren Erfolgen und Herausforderungen.

Weitere Artikel der Reihe (auf Englisch):

1. Model-Based Definition verstehen: Gespräch mit einem GD&T-Experten
2. Was ist Model-Based Definition (MBD)? Warum sollte man sie einführen? (aktueller Artikel)
3. Die größte Hürde und häufige Fehler bei der Einführung von MBD
4. GD&T einführen: Erste Schritte mit GD&T in der MBD
5. Akademischer und generationsbedingter Einfluss auf die Einführung von MBD

Was ist Model-Based Definition (MBD)?

Model-Based Definition (MBD) ist ein Ansatz, bei dem das 3D-CAD-Modell die maßgebliche Produktdefinition trägt: Geometrie, Maße, Toleranzen, Annotationen sowie Produkt- und Fertigungsinformationen (PMI), die traditionell über 2D-Zeichnungen kommuniziert werden.

• Klassische 2D-Zeichnungen kommunizieren Bauteilgeometrie, Maße, Toleranzen, GD&T, Hinweise und weitere Anforderungen der Produktdefinition.
• MBD bettet diese Informationen als PMI direkt in das 3D-CAD-Modell ein und reduziert so den Bedarf an separaten 2D-Zeichnungen oder macht sie in manchen Workflows ganz überflüssig.
• Model-Based Enterprise (MBE) erweitert modellbasierte Informationen und Prozesse über die Produktdefinition hinaus auf Fertigung, Lieferanten, Werkzeugbau, Montage, Prüfung und weitere nachgelagerte Phasen des Lebenszyklus.

MBD konzentriert sich in erster Linie darauf, die maßgebliche Produktdefinition und PMI im 3D-Modell abzubilden, einschließlich Geometrie, Maßen, Toleranzen, GD&T, Annotationen und zugehöriger Fertigungsinformationen. In einem MBD-Workflow wird dieses annotierte 3D-Modell zur primären Referenz, um die Konstruktionsabsicht an die nachgelagerten Fertigungs- und Prüfprozesse zu übermitteln.

MBD vs. MBE: Was ist der Unterschied?

Model-Based Definition (MBD) betrifft die Produktdefinition selbst: Das 3D-CAD-Modell enthält Geometrie, Maße, Toleranzen, Annotationen sowie Produkt- und Fertigungsinformationen (PMI).

Model-Based Enterprise (MBE) erweitert diesen modellbasierten Ansatz über die Produktdefinition hinaus auf die nachgelagerten Prozesse im Produktlebenszyklus, darunter Fertigung, Lieferanten, Werkzeugbau, Montage und Prüfung.

Kurz gesagt: MBD definiert das Produkt im 3D-Modell; MBE verbindet diese modellbasierten Informationen mit dem gesamten Unternehmen.

Warum Model-Based Definition einführen? Die wichtigsten Vorteile von MBD

Richtig umgesetzt kann MBD die Workflows der Produktentwicklung verbessern: weniger doppelte Dokumentation, einfachere Annotation, besserer Zugriff auf PMI im Kontext, höhere Produktqualität und eine konsistentere Zusammenarbeit zwischen Konstruktion, Fertigung, Prüfung, Lieferanten und weiteren nachgelagerten Teams.

Für Teams, die MBD einführen, liegt einer der unmittelbarsten Vorteile darin, PMI, Annotationen, Toleranzen und geometrische Definitionen direkt in der 3D-CAD-Umgebung zu erstellen, statt dieselben Informationen in einer separaten 2D-Zeichnung zu wiederholen. Das reduziert Doppelarbeit und macht die Konstruktionsabsicht im Kontext leichter sichtbar und verständlich.

MBD kann separate Schnitt- und Detailansichten reduzieren, da Anwender das 3D-Modell dynamisch untersuchen und PMI direkt an den betreffenden Merkmalen anzeigen können. Viele CAD-Systeme erlauben zudem, Schnittansichten, Annotationen und andere Darstellungszustände ein- und auszublenden. So werden komplexe Geometrien verständlicher, ohne zusätzliche Zeichnungsblätter anzulegen.

Warum führen Unternehmen MBD in der Produktentwicklung ein?

Unternehmen setzen MBD mit konkreten Zielen ein, etwa um die Bauteildefinition effizienter zu gestalten, doppelte Annotationsarbeit zu vermeiden oder Entwicklungszyklen und Zusammenarbeit zu beschleunigen. Pilotprojekte zeigen anschließend, ob das direkte Annotieren in 3D den Aufwand für Erstellung und Pflege der finalen Produktdefinition im Vergleich zu einem zeichnungsbasierten Workflow senkt.

Ob diese Vorteile tatsächlich eintreten, hängt stark von der Einführungsstrategie, der Prozess-Governance, der Werkzeugkonfiguration und der Abstimmung aller Beteiligten ab.

Wie MBD CAD-Workflows und Revisionskontrolle verbessert

MBD kann das Revisionsmanagement vereinfachen, indem Produktdefinition und PMI direkt mit dem 3D-Modell verknüpft bleiben. Das verringert das Risiko, dass separate Zeichnungen nicht mehr zur aktuellen Modellrevision passen.

Wird das 3D-CAD-Modell innerhalb eines geeigneten CAD/PDM/PLM-Workflows als maßgebliche Produktdefinition verwaltet, bleiben Revisionsinformationen enger mit der beschriebenen Geometrie und den PMI abgestimmt. Die Konsistenz zwischen CAD-Modellen, Zeichnungen und Revisionen erforderte bisher eigene Datenmanagementprozesse, unterstützt durch PDM- und PLM-Systeme.

In einer MBD-Umgebung bleiben PMI direkt mit dem 3D-Modell verknüpft, statt in einem separaten Zeichnungsdokument gepflegt zu werden. Mit geeigneten CAD- und Datenmanagementsystemen lässt sich so leichter feststellen, welche Geometrien, Annotationen und Toleranzen zu einer bestimmten Revision gehören. Eine eigenständige 2D-Zeichnung oder ein PDF erfordert dagegen oft zusätzliche Prüfungen, um sicherzustellen, dass sie dem aktuellen CAD-Modell entspricht.

In zeichnungszentrierten Workflows können CAD-Modell und zugehörige Zeichnung auseinanderlaufen, wenn Revisionen nicht konsequent in beiden Dateien nachgeführt werden. Separate 2D-Zeichnungen bedeuten daher ein weiteres Dokument, das kontrolliert und mit dem Modell synchronisiert werden muss.

Revisionsrückverfolgbarkeit in einem MBD-Workflow sicherstellen

Werden MBD-Daten über integrierte CAD-, PDM- und PLM-Systeme sowie nachgelagerte Fertigungs- oder Prüfsysteme verwaltet, lassen sich Revisionsinformationen in Berichte und andere Ergebnisse übernehmen. Das verbessert die Rückverfolgbarkeit: Lieferanten, Fertigungsteams, Prüfteams und KMG-Bediener erkennen, welche Produktdefinition zu einer bestimmten Revision gehört.

Werden modellbasierte Verfahren zu einer umfassenderen MBE-Strategie ausgebaut, lassen sich außerdem manuelle Mehrfacheingaben reduzieren und nachgelagerte Fertigungs- und Prüf-Workflows automatisieren, da sie direkter mit der Produktdefinition verbunden sind.

Ein Vorteil eines MBD-Workflows besteht darin, dass Änderungen an der Produktdefinition direkt im 3D-Modell erfolgen, statt gleichwertige Aktualisierungen in Modell und separater Zeichnung zu erfordern. In zeichnungsbasierten Workflows können Modelländerungen veraltete Ansichten, Maße oder Annotationen erzeugen, die separat geprüft und aktualisiert werden müssen.

Auch PMI in einem MBD-Modell können veralten, wenn sich die Geometrie ändert. Moderne CAD-Systeme bieten teilweise Assoziativitätsprüfungen oder Warnungen, um betroffene Annotationen zu erkennen, die Anwender dann in derselben Modellumgebung prüfen und aktualisieren. Das senkt den Synchronisationsaufwand, der mit getrennten Modell- und Zeichnungsdateien verbunden ist.

Von MBD zur Toleranzanalyse und Prüfung

Sobald die PMI im 3D-Modell liegen, können sie nachgelagert wiederverwendet werden, statt neu eingegeben zu werden. 3DCS Variation Analyst liest GD&T aus dem CAD (CATIA FTA, NX PMI, Creo PMI), um Toleranzanalysemodelle aufzubauen, und Planner nutzt dieselben modellbasierten Daten, um digitale Prüfpläne für die KMG-Programmierung vorzubereiten.

Weiterführende Artikel (auf Englisch):

• Den Mehrwert von GD&T in der Model-Based Definition nutzen
• MBD mit digitalem GD&T einführen: ein hybrider Ansatz
• Was ist der QIF-Standard für MBD?

Fordern Sie eine Demo an und erfahren Sie, wie Ihre MBD-Daten Toleranzanalyse und Prüfung steuern können.

Häufige Fragen zur Model-Based Definition (MBD)

Was ist MBD in der Fertigung?

Model-Based Definition (MBD) ist ein Ansatz, bei dem das 3D-CAD-Modell die maßgebliche Produktdefinition trägt, einschließlich Geometrie, Maßen, Toleranzen, Annotationen sowie Produkt- und Fertigungsinformationen (PMI). MBD reduziert oder ersetzt separate 2D-Zeichnungen und bietet Fertigungs-, Prüf- und Lieferantenteams eine gemeinsame modellbasierte Referenz.

Was ist der Unterschied zwischen MBD und MBE?

MBD nutzt das 3D-Modell, um die maßgebliche Produktdefinition und PMI zu tragen. Model-Based Enterprise (MBE) erweitert modellbasierte Informationen und Workflows auf den gesamten Produktlebenszyklus: Fertigungsprozesse, Lieferanten, Werkzeugbau, Montagelinien und Prüfpläne.

Wie verbessert MBD die Zusammenarbeit mit Lieferanten?

Haben Lieferanten Zugriff auf den freigegebenen MBD-Datensatz, arbeiten sie mit derselben Produktdefinition wie die internen Konstruktions- und Fertigungsteams. Das verringert das Risiko, dass sich Lieferanten auf eigenständige 2D-Dokumente stützen, die nicht mehr zum aktuellen CAD-Modell passen. Werden Revisionsinformationen in allen relevanten Systemen und Ergebnissen konsistent verwaltet, verbessert MBD die Rückverfolgbarkeit und Abstimmung entlang der gesamten Lieferkette.

Wofür wird MBD in der Produktentwicklung eingesetzt?

MBD dient dazu, die Produktdefinition zu straffen, doppelte Dokumentation zu reduzieren und die Konstruktionsabsicht während der Produktentwicklung besser zu kommunizieren. Durch die direkte Einbettung von GD&T (Geometric Dimensioning and Tolerancing) und weiteren PMI in das 3D-Modell können Teams Anforderungen im Kontext interpretieren und eine direktere Übergabe an Fertigung und Prüfung schaffen.