一次搞懂 PMI：產品製造資訊，讓 3D 模型說話的關鍵技術
- support02097
- 10月14日
- 讀畢需時 6 分鐘
想像一下，你正在設計一個手機外殼。除了要畫出外觀與結構，還得清楚告訴工廠——哪裡要精準到 0.01 毫米？哪個面需要鏡面拋光？哪些孔位有特殊公差要求？
過去這些資訊都要靠 2D 圖紙標註，一不小心就可能遺漏、誤解，導致製造錯誤。
而 PMI（Product Manufacturing Information，產品製造資訊）的出現，正是為了解決這個長久的痛點。
本文會帶你一步步了解：PMI 是什麼、為什麼重要、帶來哪些好處、實施的挑戰，以及怎麼開始用。
一、什麼是 PMI？——從 2D 圖紙到 3D 溝通的進化
簡單來說，PMI（Product Manufacturing Information）是指：
在 3D CAD 模型中，直接攜帶設計、製造、品質等製造所需的數據與標註。
PMI是嵌入在 3D CAD 模型 中的各種製造指示。它不是獨立的圖紙，而是直接「附加」在模型上的資訊層，包含尺寸、公差、幾何關係、表面處理、材料規格等。換句話說，PMI 讓 3D 模型本身就能「說話」——設計師標註的內容會隨模型旋轉、放大縮小而清晰呈現，任何人打開檔案都能即時理解。
PMI 的核心理念是 MBD（Model-Based Definition，以模型為基礎的定義），也就是以 3D 模型作為唯一的「真實資料來源」（single source of truth）。在這樣的流程下，不再需要額外的 2D 圖紙，設計、模擬、製造、檢驗全都圍繞同一份模型進行——這正是現代數位製造浪潮下，企業追求轉型成 MBE（Model-Based Enterprise, 基於模型的企業）的關鍵基礎。
二、PMI 包含哪些資訊？——模型上的「智慧標註」
PMI 不是單一的標註，而是一組完整的製造說明，涵蓋從尺寸到材質的各種細節：
尺寸與公差（Dimensions & Tolerances）
除了長、寬、高這些基本尺寸，PMI 還能標示允許誤差範圍。例如：孔徑 10mm ±0.05mm，代表實際製造可落在 9.95–10.05mm 之間，確保組裝精準不鬆動。
幾何尺寸與形位公差（GD&T, Geometric Dimensioning and Tolerancing）
這是 PMI 的核心之一。它不只管「多大」，還管「怎麼放」——包括平行度、垂直度、位置度、同心度等。以飛機零件為例，即使尺寸正確，如果孔位偏差 0.1mm，整個組裝都可能失準。GD&T 的符號（依 ASME Y14.5 或 ISO 1101 標準）讓這些要求精確無誤地傳達。
表面粗糙度與材質註解（Surface Finish & Material Notes）
表面粗糙度用 Ra 值表示，例如 Ra 0.8μm 代表極為光滑的表面。
材質註解則指定材料、熱處理方式或塗層需求，例如「SUS304 不鏽鋼，熱處理 HRC 35」。
其他註釋與基準（Annotations & Datums）
包含焊接符號、螺紋規格、裝配指令、安全警語等。「基準（Datum）」則是測量與定位的參考點，通常以 A、B、C 表示，是形位公差判定的基礎。
三、PMI 為什麼重要？——從錯誤減少到全流程自動化
當產品資訊以 機器可讀（semantic / machine-readable）的形式存在時，就能支援跨部門協作與自動化流程。
因此，PMI 不只是把圖面「搬進模型裡」，而是從根本上改變製造的運作方式，讓設計、製造與品質管理之間真正實現數位連貫。
減少錯誤與重工
傳統的 2D 圖紙如同手繪地圖，不僅許多細節需要人工從 2D 圖面讀取，然後再手動輸入到 CMM、CAM或檢測軟體，還容易在傳遞過程中被誤讀或遺漏細節。PMI 模型則像精準的導航地圖，資訊清晰、標註一致。根據產業研究，導入 MBD／PMI 的企業可減少多達 80% 的設計誤解與返工問題，顯著提升溝通效率與產品正確率。
提升效率，縮短設計到製造週期
不再需要花時間生成、審核、轉換 2D 圖紙。製造與檢測部門能直接使用 3D 模型模擬加工與量測，從設計到交付的時間顯著縮短。
降低成本與環境負擔
有了 PMI，設計師與製造人員不再需要來回轉換或審核 2D 圖紙。
製造與檢測部門能直接使用 3D 模型模擬加工與量測，從設計到交付的流程大幅簡化，產品上市時間明顯縮短。長期下來，能為企業節省可觀的生產成本，同時邁向更永續的「無紙化製造」。
支援自動化與智慧製造
由於 PMI 屬於結構化數據，數控機床（CNC）、三坐標量測機（CMM），甚至 3D 列印機都能直接讀取 PMI 資訊。
這意味著生產與品質檢測可全自動化進行，真正落實智慧製造（Smart Manufacturing）的核心精神。
資料與分析的價值
在製造與檢測過程中產生的大量數據，若僅用於判定「合格／不合格」，其實是一種浪費。結合 PMI、IoT、人工智慧（AI）與機器學習技術，這些數據可被回饋至設計端，用於 持續優化製程與品質，實現閉環式管理。
財務與成本效益
實務案例與公開研究皆指出，導入 MBD + PMI 可顯著降低工時與成本。例如，註釋與檢測流程工時可縮減 約 80%，CMM 檢測時間也可減少 高達 81%。部分企業在FAI/PPAP、工程變更（ECO）與 CAD 轉換校驗等環節中，更節省了 50–90% 的時間與成本。整體而言，採用數位轉型的製造公司品質可提高 35%，成本可降低 20-30%。
這些成果說明，PMI 不僅是設計工具的升級，更是企業邁向高效率、低風險數位製造的關鍵里程碑。
四、PMI 如何實作？——從軟體到應用現場
目前主流 CAD 軟體如 SolidWorks、CATIA、PTC Creo、Siemens NX 等都支援 PMI。設計師可在模型中直接建立標註，輸出標準化的檔案格式（如 STEP AP242 或 QIF），確保跨軟體互通。
實施 PMI 的挑戰：從轉型陣痛到長期收益
導入 PMI 雖然帶來長期效益，但在過渡期也會遇到一些阻礙，需要有策略來克服：
挑戰 | 說明 |
前期投入更高 | 從 2D 圖紙轉向 3D 模型化作業初期，設計工程師在建模與標註上需要投入更多時間與心力，約為原有流程的 1.3 至 1.5 倍。雖然這段「學習曲線期」會讓人覺得負擔加重，但隨著下游製造、檢測與維護流程的自動化與整合，長期回報將遠高於傳統流程。 |
新技能需求 | 在 2D 圖紙時代，標註往往仰賴工程師的經驗判斷與自由詮釋；而在 PMI 模型中，所有幾何尺寸與公差（GD&T）必須以機器可讀（machine-readable）的語義形式表達，不能有模糊空間。 這意味著工程師不僅要熟悉 3D CAD 工具，還需精通國際標準（如 ASME Y14.5、Y14.41），才能準確建立語意化的製造資訊。 |
企業文化與流程轉變 | 製造業長期強調「穩定性」與「重複性」，這是品質控制的黃金準則。然而，在產品生命週期不斷縮短、創新速度與成本壓力不斷上升的當下，企業若僅停留在既有流程，就像是在「造更快的馬」，而不是「發明汽車」。 導入 PMI 不只是技術升級，更是企業文化的轉型——它要求跨部門協作、流程數位化、決策資料化，才能真正實現智慧製造的潛能。 |
根據 全球知名企業 Capvidia 的整理與實務觀察，導入 PMI 的效益可歸納為「21 個關鍵理由」，從人員、流程到產品，全方位提升設計與製造的效率與價值。
人員（People）
節省工時：與以圖紙為中心的流程相比，可節省高達 80% 的時間。
釋放工程師時間，用於改進設計與產品。
清晰傳達設計師的設計意圖。
培養以 3D 為核心思維的新世代工程師。
提升工程師技能，學習並應用新知。
流程（Process）
建立單一真實來源（Single Source of Truth）與資料權威性。
減少因手動輸入或解讀錯誤造成的人為失誤。
消除重複標註。
內嵌即時資訊，便於更新與修訂。
提供可被機器讀取的 3D CAD 與 PMI，實現自動化流程。
消除「中介層」或傳統工程圖紙的依賴。
提供更豐富的資料內容，為最終使用者帶來更完善的指引。
促進更多設計迭代與流程創新突破。
藉由量測最佳化演算法提升檢測品質。
將可重複使用的資訊集中於單一來源，跨越多個生命週期與流程應用。
改善雙向溝通，促進利害關係人之間的協作。
產品（Product）
作為 MBD（Model-Based Definition，模型導向定義）流程的一環，帶來更優質的產品、更具競爭力的價格與更高利潤。
縮短產品開發週期，加速產品上市。
建立全球通用的軟體層級互通標準。
啟動 MBE（Model-Based Enterprise，模型導向企業）轉型，保持競爭力並取得先行者優勢。
可擴展實施，從單一零件、單一部門，到整廠甚至企業級應用。
五、小結
PMI並不是華而不實的概念，而是讓 3D 模型真正「具備智慧」的關鍵。透過它，設計、製造、品質、檢測可以在同一模型上協作、共享、機器讀取，擺脫傳統 2D 圖面所造成的摩擦與誤差。
儘管導入過程會有挑戰，但只要以試點專案為切入，以培訓與標準為支撐，就可能一步步在整體產品開發流程中植入 PMI 核心能力。這正是未來製造業、航太／軍工、精密機械領域追求的方向。
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