Hoàng Khương

1. Những hạn chế của bản vẽ 2D

• Sự bùng nổ của công nghệ di động và công nghệ 3D khiến việc hiển thị 3D (3D Visualization) trở thành xu hướng chủ đạo
• Bản vẽ 2D được tạo ra từ mô hình 3D. Việc làm này tốn nhiều thời gian và đôi khi là vô ích.
• Tự bản thân bản vẽ 2D không đủ để thể hiện hết những ý tưởng người thiết kế đưa vào sản phẩm. Do đó một thiết kế toàn diện bắt buộc phải lưu trữ trên nhiều nguồn dữ liệu khác nhau và không liên kết được với bản vẽ 2D
• Bản vẽ 2D không phù hợp khi sự hợp tác diễn ra trên diện rộng và vượt qua những rào cản địa lí
• Bản vẽ 2D có thể bị hiểu nhầm dẫn đến thiết kế không phù hợp và dữ liệu không chính xác
• Kỹ sư trẻ ngày hôm nay không giống với kỹ sư trẻ ngày xưa. Đối với họ, tạo bản vẽ 2D giống như một bước thụt lùi bởi họ “suy nghĩ, thấy và làm trên 3D”.

2. MBD là gì ?

Thật khó để tìm kiếm một định nghĩa chính xác cho thuật ngữ này. Wikipedia đưa ra khái niệm Model-Based Definition - MBD hay định nghĩa sản phẩm số (digital product definition) là việc dùng mô hình 3D (mô hình khối, 3D PMI và dữ liệu liên kết) trong phần mềm CAD 3D để định nghĩa (cung cấp thông tin) cho từng đối tượng riêng biệt hoặc mô hình lắp ráp. Thông tin ở đây bao gồm kích thước và dung sai GD&T, vật liệu, thông tin BOM, thông số kỹ thuật, ý đồ thiết kế. Khái niệm này đưa ra để cho thấy sự tương phản với bản vẽ kỹ thuật 2D, một phương pháp khác được dùng rất lâu để thể hiện những thông tin nói trên [1]

Hãng PTC đưa ra một khái niệm khá thận trọng. Theo đó, MBD liên quan đến việc tạo, tổ chức và quản lí mô hình 3D thật chi tiết chứa đựng trong đó ý đồ thiết kế và sử dụng nó vào các quá trình sản xuất, kiểm soát chất lượng, dịch vụ, marketing, cung cấp và những mục đích khác. Hãng cũng khẳng định MND không phải là công nghệ sản xuất không giấy (Paperless Engineering) [2]

Như vậy, hiểu một cách đơn giản thì Model-based Definition (MBD) là việc thể hiện toàn bộ kích thước, dung sai, YCKT ngay trên mô hình 3D thay vì thể hiện chúng trên bản vẽ 2D. Theo quan điểm của tôi, việc này rất hợp lí bởi lẽ chính người thiết kế sẽ quyết định kích thước, độ chính xác và những yêu cầu khác ngay khi anh ta thiết kế chứ không phải để người trình bày bản vẽ 2D bổ sung trong quá trình xuất bản vẽ 2D.

3. Các cấp độ của Model-Based [2]

Cấp 0: Drawing Centric - Bản vẽ 2D là trung tâm

Cấp độ này hoàn toàn dựa vào bản vẽ 2D, các mô hình 3D hoàn toàn không được thẩm định và bản vẽ 2D là phương tiện chính để trao đổi dữ liệu trong và ngoài tổ chức.

Cấp 1: Model Centric - Mô hình 3D là trung tâm

Mô hình 3D được thẩm định và có thể kiểm soát được. Tuy nhiên bản vẽ 2D vẫn rất quan trọng.

Cấp 2: Model-Based Definition - Định nghĩa dựa trên mô hình

Ý đồ thiết kế được tập hợp trong mô hình 3D có thể kiểm soát được. Thông tin kỹ thuật (TDP) tạo ra trong mô hình 3D được sử dụng hạn chế.

Cấp 3: Model-Based Enterprise - Doanh nghiệp dựa trên mô hình

Toàn bộ thông tin liên quan đến sản phẩm được liên kết với mô hình 3D. Cấu hình quản lí,TDP và quá trình lưu trữ được tạo ra tại chỗ. TDP được mọi người dùng sử dụng.

4. Những rào cản khi triển khai MBD

• Bản vẽ 2D vẫn đảm nhiệm tốt vai trò ngôn ngữ kỹ thuật của mình. Với lịch sử hơn trăm năm và đã phát triển từ giấy (paper) đến số (digital), bản vẽ 2D đã chứng minh sức mạnh của mình trong tất cả các quá trình kỹ thuật từ thiết kế đến lập kế hoạch sản xuất, gia công, đo kiểm, vận hành, bảo trì … Một khi bản vẽ 2D đủ tốt thì không có nhiều động lực để chuyển sang một phương pháp khác.
• Các công cụ hỗ trợ MBD vẫn chưa thực sự hoàn thiện và việc triển khai nó mang lại những rủi ro nhất định khiến nhiều tổ chức e ngại. Ngoài ra, chi phí để đầu tư cho hạ tầng và đào tạo nhân lực cũng là một yếu tố khiến nhiều tổ chức phải cân nhắc.
• MBD chưa thật sự phổ biến dẫn đến việc nó vấp phải sự phản đối của khách hàng, nhà cung cấp và các bên liên quan khác.
• Văn hóa và thói quen làm việc với bản vẽ 2D đã ăn sâu vào tâm thức nhiều người và không dễ dàng thay đổi trong thời gian ngắn.

5. Năm bước để triển khai MBD [3]

Theo PTC, bạn nên triển khai dự án MBD theo các bước như sau

1. Đánh giá sự sẵn sàng của bạn đối với MBD

• Xác định ai đang dùng bản vẽ và bản vẽ được dùng như thế nào trong tổ chức của bạn
• Nhận diện mô hình hoạt động hiện đang lấy bản vẽ làm trung tâm
• Đánh giá sự sẵn sàng của bạn so với lĩnh vực hoạt động và các bên có liên quan

2. Xây dựng kế hoạch MBD thật cẩn thận

• Xây dựng kế hoạch MBD cho tổ chức
• Ghi nhận cách làm việc hiện tại, phương thức trao đổi dữ liệu và sự sẵn sàng về kỹ thuật của tổ chức
• Thí điểm: triển khai trên một dự án nhỏ và gắn kết với các bên có cùng lợi ích khi áp dụng MBD

3. Tạo ra những thiết kế với MBD

• Định nghĩa và triển khai những tiêu chuẩn dựng hình, phương pháp thực hành MBD tốt nhất và nội dung dữ liệu kỹ thuật để trao đổi thông tin với các bên có liên quan
• Tái cấu trúc quá trình hoạt động để làm việc với mô hình 3D và các dữ liệu đầu ra phái sinh
• Thu thập ý định thiết kế trong mô hình 3D dưới dạng dữ liệu PMI thông minh. Chuyển giao dữ liệu TDP đã được phê chuẩn cho những nhu cầu công việc tiếp theo

4. Theo dõi quá trình MBD

• Đánh giá khả năng sử dụng thông tin có trong TDP của tổ chức
• Theo dõi và cập nhật các tiêu chuẩn dựng hình, sự thay đổi của trong phương thức hoạt động và phương thức triển khai MBD

5. Tính toán hệ số ROI cho MBD

• Đo lường hệ số ROI đối với đội ngũ thiết kế
• Đo lường hệ số ROI đối với các bên liên quan

6. Kết luận

MBD sẽ thay thế hoàn toàn bản vẽ 2D như cách đĩa CD thay thế băng cassette hay giống như in 3D là một phương pháp gia công tồn tại song song với gia công cắt gọt ? Hãy còn quá sớm để nhận định khi mà trên thế giới vẫn còn rất nhiều tranh luận để ủng hộ hay phản đối nó. Tuy nhiên điều thú vị ở đây là chúng ta có thể trải nghiệm MBD mà không cần phải có một “độ trễ” nhất định theo kiểu đợi máy móc, công nghệ ở nước ngoài có sẵn và hoàn thiện rồi nhập về dùng. Các doanh nghiệp Việt Nam đang dùng phần mềm CAD 3D hoàn toàn có thể thử sử dụng MBD để đánh giá xem nó có đáng để thay đổi phương thức sản xuất hiện tại dựa trên bản vẽ 2D hay không. Khi mà các công cụ trong phần mềm ngày càng hoàn thiện và các tiêu chuẩn ủng hộ MBD đã ra đời (ASME Y14.41-2012 và ISO-16792:2006) thì vấn đề còn lại chỉ là tu duy và quyết tâm của các lãnh đạo doanh nghiệp. Biết đâu chừng trong tương lai gần sẽ có một câu chuyện thành công về MBD được viết bởi các doanh nghiệp Việt Nam.

Hoàng Khương

Tham khảo

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Model-based_definition
2. PTC - Model-Based Definition (MBD)
3. PTC - 5 Steps to get you started with Model-Based Definition