典型MBE技术发展蓝图的比较分析

以产品研制全生命周期集成乃至新一步扩展为数字孪生为目的，目前发展的基于模型的定义（MBD）、数字主线（DTh）、基于模型的系统功能（MBSE）和基于模型的企业（MBE）等均有自身的发展历程，在内涵具有一定程度的重合，并且在不同的技术发展蓝图计划中具有不同的侧重目标。

（1）典型MBE技术发展蓝图的比较分析

目前关于MBE的技术发展蓝图主要有美国“下一代制造技术计划”（NGMTI）将MBE划分为4个阶段，美国国家技术和标准研究院按路径选择以及需要的能力将MBE 分为Level0－Level6共计7个等级。两个技术发展蓝图从技术路线角度均以信息交换的形式、内容和作用作为主线，但在阶段上存在不同的差别。两个技术发展蓝图虽然路径各异，但涵盖了模型在设计、制造、工艺的仿真运用以及多环节的集成，并最终演变为对供应链的集成与协同。两者相结合，基本实现从工艺和管理两个方面的集成协同，其要义是实现模型驱动贯穿系统生命周期的各个方面和领域，一次创建并为制造、服务等所有下游重用。

（2）MBD关注模型本身的信息完整准确，MBE强调模型的全生命周期集成

MBD 更关注产品的几何信息，包括工艺描述信息、制造属性信息、管理属性信息，把三维模型作为生产制造的唯一依据。未来MBE 更关注MBD 数据在整个生命周期的充分利用，并从几何层面上升到系统层面；另一方面在企业内部以及企业外部供应链之间建立集成和协同的环境，开展基于模型的交换，在数字空间进行反复迭代，以减少物理空间的质量问题和时间成本问题，目的是提高复杂大系统的设计质量、缩减交付时间、减少工程更改、减少产品缺陷和提高首次交付质量。从某种程度上来说，MBD是基础支撑，MBE是面向全生命周期的集成与协同。

（3）MBSE强调产品研发集成技术层次的理念，MBE更强调综合企业运行效能的贯彻

MBSE虽然强调技术与管理两个方面以及对全生命周期的模型构建及其互操作集成等的重视，但在实际操作过程中，核心仍然是聚焦于产品研制的多领域模型集成仿真以及向工艺和制造延伸的仿真分析的技术层面，注重产品为主线的技术与管理组织。MBE在强调模型的运用以及全生命周期集成的基础上，存在向向前端应用到需求开发、功能和逻辑设计，向后端应用到更广泛的智能制造以及综合保障等各个环节的发展趋势。但最值得关注的是，MBE尤其强调全生命周期集成与协同下的企业研制效能指标的贯彻。两者具有互补的关系，在多领域模型融合与互操作方面MBSE具有优势，但在业务流程与效能目标驱动下的产品模型和过程模型定义、执行、控制、管理企业的全部业务以及实现业务之间的无缝集成和与战略略管理对接等方面，MBE具有一定的优势。未来MBSE与MBE的融合将是可能的发展趋势，但MBE的模型内涵除了产品生命周期各阶段以及跨阶段的可见模型之外，还存在企业运行效能模型和业务流转控制模型等内涵，即MBE中的模型概念更为宽泛，在体系上相对来说更加完整。另外，从某种程度上来说，美国倡导的MBE与德国在工业4．0所主张的横向集成、纵向集成、端到端集成的综合内涵方面，具有内在的一致性。

（4）DTh聚焦于数据－模型－信息的规范化交互与集成，对MBSE／MBE提供数据流转与控制方面的支持

数字主线技术偏重于数据－模型－信息的规范化交互与集成，包括正向的数据流转控制以及数据－模型－信息变更下的协调，一般以标准规范的形式定义数据－模型－信息的形式和内容。而MBSE偏重于数字主线中模型相关内容，MBE则对数字主线中的数据－模型－信息具有全面的要求。

作者信息：王爱民，北京理工大学数字化制造研究所所长，长期从事MES、APS等技术研究、系统开发与实施应用。