GBT 42869-2023 機(jī)械產(chǎn)品三維模型簡化與輕量化要求

機(jī)械產(chǎn)品三維模型簡化與輕量化要求2023-08-06發(fā)布國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會GB/T42869—2023 I 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4縮略語 5三維模型簡化要求 25.1通用要求 5.2零件建模中的簡化要求 25.3面向裝配模型應(yīng)用的簡化要求 25.4有限元建模中的簡化要求 25.5面向發(fā)放應(yīng)用的簡化要求 36三維模型輕量化要求 36.1通用要求 6.2面向協(xié)同研發(fā)的輕量化要求 36.3面向裝配仿真的輕量化要求 36.4面向三維工藝的輕量化要求 36.5面向三維電子交互式發(fā)布物的輕量化要求 6.6面向可視化展示的輕量化要求 4附錄A(資料性)三維模型簡化示例 5A.1零件建模中的簡化 5A.2面向裝配模型應(yīng)用的簡化 5A.3有限元建模中的簡化 A.4面向發(fā)放應(yīng)用的簡化 附錄B(資料性)三維模型輕量化示例 I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由全國技術(shù)產(chǎn)品文件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC146)提出并歸口。本文件起草單位：中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所、中機(jī)生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司、常熟中科世紀(jì)生物科技有限公司、藍(lán)思系統(tǒng)集成有限公司、亞龍智能裝備集團(tuán)股份有限公司、徐工集團(tuán)工程機(jī)械股份有限公司、濟(jì)南森峰激光科技股份有限公司、杭州新迪數(shù)字工程系統(tǒng)有限公司、中車戚墅堰機(jī)車有限公司、上海輝策信息科技有限公司、蘇州邁艾木軟件科技有限公司、廈門卡倫特科技有限公司、浙江鼎業(yè)機(jī)械設(shè)備有限公司、浙江捷創(chuàng)智能技術(shù)有限公司、中國五洲工程設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司、深圳市今天國際物流技術(shù)股份有限公司、江蘇長虹智能裝備股份有限公司、山東山大華天軟件有限公司、蘇州華興源創(chuàng)科技股份有限公司、橙色云互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)有限公司、臺州德爾曼智能裝備有限公司、鄭州市磐鋒精密技術(shù)有限公司。1機(jī)械產(chǎn)品三維模型簡化與輕量化要求本文件規(guī)定了機(jī)械產(chǎn)品三維模型的簡化要求和輕量化要求。本文件適用于機(jī)械產(chǎn)品三維模型構(gòu)建以及在仿真、可視化、數(shù)據(jù)共享和交換等應(yīng)用場景下的簡化與輕量化處理。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T24734.11技術(shù)產(chǎn)品文件數(shù)字化產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)通則第11部分：模型幾何細(xì)節(jié)層級GB/T26099.1機(jī)械產(chǎn)品三維建模通用規(guī)則第1部分：通用要求GB/T26099.2機(jī)械產(chǎn)品三維建模通用規(guī)則第2部分：零件建模GB/T26099.3機(jī)械產(chǎn)品三維建模通用規(guī)則第3部分：裝配建模GB/T26100機(jī)械產(chǎn)品數(shù)字樣機(jī)通用要求3術(shù)語和定義GB/T26099.1、GB/T26099.2、GB/T26099.3、GB/T26100界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。允許某些特征不構(gòu)建、某些零件或部件不裝配、以簡單形體替代、包絡(luò)等使模型減少復(fù)雜度的三維模型構(gòu)建或處理方法。輕量化lightweight采用面片化、參數(shù)化、圖元合并等方法對三維模型幾何數(shù)據(jù)部分進(jìn)行壓縮處理，并視情況保留、全部刪除或部分刪除非幾何信息的模型處理方法。下列縮略語適用于本文件。LOD:多細(xì)節(jié)層次(LevelofDetail)MR:混合現(xiàn)實(shí)(MixedReality)NURBS:非均勻有理B樣條(Non-UniformRationalB-Splines)VR:虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality)25三維模型簡化要求5.1通用要求三維模型簡化主要是對模型幾何和輔助幾何的簡化，應(yīng)符合以下要求：a)對建模對象特征或需要進(jìn)行簡化處理的三維模型進(jìn)行分析，并根據(jù)零件建模、裝配體模型應(yīng)用、有限元建模和模型發(fā)放等不同應(yīng)用場景的使用要求，對模型進(jìn)行簡化；b)按照GB/T24734.11的規(guī)定，確定簡化層級表示和需簡化的特征要素；c)模型簡化便于識別；d)模型簡化不引起誤解或不產(chǎn)生理解的多義性；e)模型簡化不影響自身功能表達(dá)；f)按照GB/T26099.1的規(guī)定對簡化后的模型文件進(jìn)行命名，并考慮與原模型名稱的繼承性。5.2零件建模中的簡化要求5.2.1零件建模中的三維模型簡化符合以下要求：a)不應(yīng)對模型的外部接口進(jìn)行簡化，不應(yīng)影響其裝配；b)與制造有關(guān)的一些特征，如內(nèi)螺紋、外螺紋、退刀槽等，允許省略或簡化表達(dá)，但簡化后的模型在用于投影生成二維工程圖時(shí)，應(yīng)滿足機(jī)械制圖的相關(guān)規(guī)定；c)若干直徑相同且成一定規(guī)律分布的孔組，可只構(gòu)建一個(gè)特征，其他相同特征可采用中心線簡化表示；d)印字、刻字、滾花等特征允許采用貼圖形式簡化表達(dá)，必要時(shí)，亦可配合注釋說明；e)對標(biāo)準(zhǔn)件、外購件建模時(shí)，允許對與安裝無關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化，但應(yīng)包含最大幾何輪廓、安裝接口、極限位置、質(zhì)量屬性等影響模型裝配設(shè)計(jì)的基本信息；f)在滿足使用要求的條件下，可使用低階曲面代替高階曲面。5.2.2零件建模中的簡化示例參見附錄A中的圖A.1。5.3面向裝配模型應(yīng)用的簡化要求5.3.1面向裝配模型應(yīng)用的三維模型簡化符合以下要求。a)當(dāng)裝配模型用于可視化展示時(shí)，如在數(shù)字化工廠或數(shù)字化生產(chǎn)線可視化展示應(yīng)用中，對于生產(chǎn)線體、機(jī)床、物流等設(shè)備的裝配模型，若其內(nèi)部細(xì)節(jié)無需展示，可采用不裝配的簡化方法；若某些外部細(xì)微特征不影響展示效果時(shí)，可采用簡單形體(圓柱體、立方體等)來代替復(fù)雜形體的簡化方法。b)當(dāng)裝配模型用于裝配仿真分析時(shí)，如總裝過程仿真、部裝過程仿真、裝配干涉仿真等，分析其中不可見的裝配單元，采用不裝配的簡化方法。c)當(dāng)裝配模型用于生成特定零部件工程圖的背景視圖時(shí)，裝配模型中對應(yīng)的零部件可不裝配，只需標(biāo)注位置。5.3.2面向裝配模型應(yīng)用的簡化示例參見圖A.2。5.4有限元建模中的簡化要求5.4.1構(gòu)建有限元模型時(shí)，應(yīng)根據(jù)仿真要求、計(jì)算機(jī)計(jì)算能力以及模型幾何特征等因素對模型進(jìn)行簡化，主要方法包括去除對結(jié)構(gòu)特性(主要是剛度)沒有太大影響的小孔(通孔、填料槽等)、小圓角、小邊5.4.2有限元建模中的簡化示例參見圖A.3。35.5面向發(fā)放應(yīng)用的簡化要求5.5.1模型發(fā)放用于客戶交付、產(chǎn)品展示、產(chǎn)品使用或維修培訓(xùn)時(shí)，可通過包絡(luò)或封閉方法將三維模型的內(nèi)部細(xì)節(jié)進(jìn)行移除，以保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)不被泄露。5.5.2面向發(fā)放應(yīng)用的簡化示例參見圖A.4。6三維模型輕量化要求6.1通用要求三維模型輕量化主要涉及幾何模型、標(biāo)注和屬性等的輕量化處理，三維模型輕量化符合以下要求；a)應(yīng)根據(jù)協(xié)同研發(fā)、裝配仿真、三維工藝、三維電子交互式發(fā)布物、可視化展示等應(yīng)用場景的需求，對模型進(jìn)行輕量化，三維模型輕量化示例參見附錄B中的圖B.1;b)一般宜去除原始模型中的建模歷史信息，并根據(jù)a)中不同應(yīng)用場景業(yè)務(wù)需求，選擇保留、部分c)經(jīng)過面片化處理形成的輕量化模型，可通過減面、圖元合并、不可見面刪除、孔洞修補(bǔ)或刪除等處理手段減小模型文件大小，以滿足可視化軟硬件系統(tǒng)要求；d)對于采用逆向工程手段獲得的點(diǎn)云模型，宜通過網(wǎng)格曲面轉(zhuǎn)換成NURBS曲面或其他參數(shù)表達(dá)方式，以減小模型文件大小；e)對于大量重復(fù)零部件，可只記錄一個(gè)零部件的幾何數(shù)據(jù)，但應(yīng)保存所有零部件的位置信息，從而減小數(shù)據(jù)量，同時(shí)在可視化過程中應(yīng)通過記錄的零部件幾何數(shù)據(jù)信息以及所有零部件位置信息來重建所有零部件并正確定位；f)宜提供多個(gè)LOD層級表示，以滿足可視化和精度要求；g)輕量化后的模型文件命名應(yīng)按照GB/T26099.1的規(guī)定進(jìn)行，并考慮與原模型名稱的繼承性。6.2面向協(xié)同研發(fā)的輕量化要求協(xié)同研發(fā)應(yīng)用中的三維模型輕量化符合以下要求：a)應(yīng)根據(jù)協(xié)同研發(fā)應(yīng)用中產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享和交換、瀏覽和圈閱等需求，確定輕量化模型文件格式，選擇輕量化處理工具；b)輕量化模型文件格式、單位制和比例等應(yīng)一致，模型精度應(yīng)滿足協(xié)同研發(fā)各方的要求；c)應(yīng)包含原始模型中的裝配結(jié)構(gòu)信息；d)批注和圈閱信息宜保存在輕量化模型文件中。6.3面向裝配仿真的輕量化要求面向裝配仿真應(yīng)用的三維模型輕量化應(yīng)符合以下要求：a)根據(jù)裝配仿真應(yīng)用中的裝配過程仿真，以及零部件、零部件與工裝之間的干涉檢查和仿真需求，確定輕量化模型文件格式，選擇輕量化處理工具；b)包含原始模型中的裝配結(jié)構(gòu)和裝配相對位置信息。6.4面向三維工藝的輕量化要求面向三維工藝的三維模型輕量化應(yīng)符合以下要求：a)根據(jù)三維工藝可視化發(fā)布應(yīng)用中工藝模型可視化顯示和人機(jī)交互需求，確定輕量化模型文件46.5面向三維電子交互式發(fā)布物的輕量化要求面向三維電子交互式發(fā)布物的三維模型輕量化應(yīng)符合以下要求：a)根據(jù)三維電子交互式發(fā)布物應(yīng)用中基于模型的產(chǎn)品安裝、使用、維修、保養(yǎng)交互需求以及交互展示平臺類型，確定輕量化模型文件格式，選擇輕量化處理工具；6.6面向可視化展示的輕量化要求面向可視化展示的三維模型輕量化應(yīng)符合以下要求：a)根據(jù)可視化展示用途，如產(chǎn)品制造前的概念展示、產(chǎn)品制造后的宣傳展示和操作/維修等培訓(xùn)展示，以及用于可視化展示的軟硬件系統(tǒng)能力(如對于VR/AR/MR軟硬件系統(tǒng)而言，包括能夠加載的模型文件大小、面片數(shù)量等),確定輕量化模型文件格式，選擇輕量化處理工具；b)根據(jù)可視化展示內(nèi)容，選擇保留或去除原始模型中的裝配結(jié)構(gòu)、標(biāo)注、屬性、視圖、顏色等信息，如在產(chǎn)品概念展示和宣傳時(shí)去除上述非幾何信息，而在操作和維修等培訓(xùn)時(shí)則保留。5(資料性)三維模型簡化示例A.1零件建模中的簡化圖A.1為零件建模中的簡化案例。圖A.1a)為簡化前原始模型，通過對其右邊螺紋特征進(jìn)行簡化圖A.1零件建模中的簡化A.2面向裝配模型應(yīng)用的簡化圖A.2為面向裝配模型應(yīng)用的簡化案例。圖A.2a)為簡化前原始模型，通過不裝配其右邊內(nèi)部的裝配單元，即形成簡化后的三維模型，見圖A.2b)。圖A.2面向裝配模型應(yīng)用的簡化6A.3有限元建模中的簡化圖A.3為有限元建模中的簡化案例。圖A.3a)為簡化前模型，通過去除倒圓角特征進(jìn)行簡化，即形成簡化后的三維模型，見圖A.3b)。a)簡化前b)簡化后圖A.3有限元建模中的簡化A.4面向發(fā)放應(yīng)用的簡化圖A.4為面向發(fā)放應(yīng)用的簡化案例。圖A.4