GBT 42869-2023 机械产品三维模型简化与轻量化要求

机械产品三维模型简化与轻量化要求2023-08-06发布国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会GB/T42869—2023 I 2规范性引用文件 3术语和定义 4缩略语 5三维模型简化要求 25.1通用要求 5.2零件建模中的简化要求 25.3面向装配模型应用的简化要求 25.4有限元建模中的简化要求 25.5面向发放应用的简化要求 36三维模型轻量化要求 36.1通用要求 6.2面向协同研发的轻量化要求 36.3面向装配仿真的轻量化要求 36.4面向三维工艺的轻量化要求 36.5面向三维电子交互式发布物的轻量化要求 6.6面向可视化展示的轻量化要求 4附录A(资料性)三维模型简化示例 5A.1零件建模中的简化 5A.2面向装配模型应用的简化 5A.3有限元建模中的简化 A.4面向发放应用的简化 附录B(资料性)三维模型轻量化示例 I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国技术产品文件标准化技术委员会(SAC/TC146)提出并归口。本文件起草单位：中国电子科技集团公司第三十八研究所、中机生产力促进中心有限公司、常熟中科世纪生物科技有限公司、蓝思系统集成有限公司、亚龙智能装备集团股份有限公司、徐工集团工程机械股份有限公司、济南森峰激光科技股份有限公司、杭州新迪数字工程系统有限公司、中车戚墅堰机车有限公司、上海辉策信息科技有限公司、苏州迈艾木软件科技有限公司、厦门卡伦特科技有限公司、浙江鼎业机械设备有限公司、浙江捷创智能技术有限公司、中国五洲工程设计集团有限公司、深圳市今天国际物流技术股份有限公司、江苏长虹智能装备股份有限公司、山东山大华天软件有限公司、苏州华兴源创科技股份有限公司、橙色云互联网设计有限公司、台州德尔曼智能装备有限公司、郑州市磐锋精密技术有限公司。1机械产品三维模型简化与轻量化要求本文件规定了机械产品三维模型的简化要求和轻量化要求。本文件适用于机械产品三维模型构建以及在仿真、可视化、数据共享和交换等应用场景下的简化与轻量化处理。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T24734.11技术产品文件数字化产品定义数据通则第11部分：模型几何细节层级GB/T26099.1机械产品三维建模通用规则第1部分：通用要求GB/T26099.2机械产品三维建模通用规则第2部分：零件建模GB/T26099.3机械产品三维建模通用规则第3部分：装配建模GB/T26100机械产品数字样机通用要求3术语和定义GB/T26099.1、GB/T26099.2、GB/T26099.3、GB/T26100界定的以及下列术语和定义适用于本文件。允许某些特征不构建、某些零件或部件不装配、以简单形体替代、包络等使模型减少复杂度的三维模型构建或处理方法。轻量化lightweight采用面片化、参数化、图元合并等方法对三维模型几何数据部分进行压缩处理，并视情况保留、全部删除或部分删除非几何信息的模型处理方法。下列缩略语适用于本文件。LOD:多细节层次(LevelofDetail)MR:混合现实(MixedReality)NURBS:非均匀有理B样条(Non-UniformRationalB-Splines)VR:虚拟现实(VirtualReality)25三维模型简化要求5.1通用要求三维模型简化主要是对模型几何和辅助几何的简化，应符合以下要求：a)对建模对象特征或需要进行简化处理的三维模型进行分析，并根据零件建模、装配体模型应用、有限元建模和模型发放等不同应用场景的使用要求，对模型进行简化；b)按照GB/T24734.11的规定，确定简化层级表示和需简化的特征要素；c)模型简化便于识别；d)模型简化不引起误解或不产生理解的多义性；e)模型简化不影响自身功能表达；f)按照GB/T26099.1的规定对简化后的模型文件进行命名，并考虑与原模型名称的继承性。5.2零件建模中的简化要求5.2.1零件建模中的三维模型简化符合以下要求：a)不应对模型的外部接口进行简化，不应影响其装配；b)与制造有关的一些特征，如内螺纹、外螺纹、退刀槽等，允许省略或简化表达，但简化后的模型在用于投影生成二维工程图时，应满足机械制图的相关规定；c)若干直径相同且成一定规律分布的孔组，可只构建一个特征，其他相同特征可采用中心线简化表示；d)印字、刻字、滚花等特征允许采用贴图形式简化表达，必要时，亦可配合注释说明；e)对标准件、外购件建模时，允许对与安装无关的内部结构进行简化，但应包含最大几何轮廓、安装接口、极限位置、质量属性等影响模型装配设计的基本信息；f)在满足使用要求的条件下，可使用低阶曲面代替高阶曲面。5.2.2零件建模中的简化示例参见附录A中的图A.1。5.3面向装配模型应用的简化要求5.3.1面向装配模型应用的三维模型简化符合以下要求。a)当装配模型用于可视化展示时，如在数字化工厂或数字化生产线可视化展示应用中，对于生产线体、机床、物流等设备的装配模型，若其内部细节无需展示，可采用不装配的简化方法；若某些外部细微特征不影响展示效果时，可采用简单形体(圆柱体、立方体等)来代替复杂形体的简化方法。b)当装配模型用于装配仿真分析时，如总装过程仿真、部装过程仿真、装配干涉仿真等，分析其中不可见的装配单元，采用不装配的简化方法。c)当装配模型用于生成特定零部件工程图的背景视图时，装配模型中对应的零部件可不装配，只需标注位置。5.3.2面向装配模型应用的简化示例参见图A.2。5.4有限元建模中的简化要求5.4.1构建有限元模型时，应根据仿真要求、计算机计算能力以及模型几何特征等因素对模型进行简化，主要方法包括去除对结构特性(主要是刚度)没有太大影响的小孔(通孔、填料槽等)、小圆角、小边5.4.2有限元建模中的简化示例参见图A.3。35.5面向发放应用的简化要求5.5.1模型发放用于客户交付、产品展示、产品使用或维修培训时，可通过包络或封闭方法将三维模型的内部细节进行移除，以保护知识产权不被泄露。5.5.2面向发放应用的简化示例参见图A.4。6三维模型轻量化要求6.1通用要求三维模型轻量化主要涉及几何模型、标注和属性等的轻量化处理，三维模型轻量化符合以下要求；a)应根据协同研发、装配仿真、三维工艺、三维电子交互式发布物、可视化展示等应用场景的需求，对模型进行轻量化，三维模型轻量化示例参见附录B中的图B.1;b)一般宜去除原始模型中的建模历史信息，并根据a)中不同应用场景业务需求，选择保留、部分c)经过面片化处理形成的轻量化模型，可通过减面、图元合并、不可见面删除、孔洞修补或删除等处理手段减小模型文件大小，以满足可视化软硬件系统要求；d)对于采用逆向工程手段获得的点云模型，宜通过网格曲面转换成NURBS曲面或其他参数表达方式，以减小模型文件大小；e)对于大量重复零部件，可只记录一个零部件的几何数据，但应保存所有零部件的位置信息，从而减小数据量，同时在可视化过程中应通过记录的零部件几何数据信息以及所有零部件位置信息来重建所有零部件并正确定位；f)宜提供多个LOD层级表示，以满足可视化和精度要求；g)轻量化后的模型文件命名应按照GB/T26099.1的规定进行，并考虑与原模型名称的继承性。6.2面向协同研发的轻量化要求协同研发应用中的三维模型轻量化符合以下要求：a)应根据协同研发应用中产品数据共享和交换、浏览和圈阅等需求，确定轻量化模型文件格式，选择轻量化处理工具；b)轻量化模型文件格式、单位制和比例等应一致，模型精度应满足协同研发各方的要求；c)应包含原始模型中的装配结构信息；d)批注和圈阅信息宜保存在轻量化模型文件中。6.3面向装配仿真的轻量化要求面向装配仿真应用的三维模型轻量化应符合以下要求：a)根据装配仿真应用中的装配过程仿真，以及零部件、零部件与工装之间的干涉检查和仿真需求，确定轻量化模型文件格式，选择轻量化处理工具；b)包含原始模型中的装配结构和装配相对位置信息。6.4面向三维工艺的轻量化要求面向三维工艺的三维模型轻量化应符合以下要求：a)根据三维工艺可视化发布应用中工艺模型可视化显示和人机交互需求，确定轻量化模型文件46.5面向三维电子交互式发布物的轻量化要求面向三维电子交互式发布物的三维模型轻量化应符合以下要求：a)根据三维电子交互式发布物应用中基于模型的产品安装、使用、维修、保养交互需求以及交互展示平台类型，确定轻量化模型文件格式，选择轻量化处理工具；6.6面向可视化展示的轻量化要求面向可视化展示的三维模型轻量化应符合以下要求：a)根据可视化展示用途，如产品制造前的概念展示、产品制造后的宣传展示和操作/维修等培训展示，以及用于可视化展示的软硬件系统能力(如对于VR/AR/MR软硬件系统而言，包括能够加载的模型文件大小、面片数量等),确定轻量化模型文件格式，选择轻量化处理工具；b)根据可视化展示内容，选择保留或去除原始模型中的装配结构、标注、属性、视图、颜色等信息，如在产品概念展示和宣传时去除上述非几何信息，而在操作和维修等培训时则保留。5(资料性)三维模型简化示例A.1零件建模中的简化图A.1为零件建模中的简化案例。图A.1a)为简化前原始模型，通过对其右边螺纹特征进行简化图A.1零件建模中的简化A.2面向装配模型应用的简化图A.2为面向装配模型应用的简化案例。图A.2a)为简化前原始模型，通过不装配其右边内部的装配单元，即形成简化后的三维模型，见图A.2b)。图A.2面向装配模型应用的简化6A.3有限元建模中的简化图A.3为有限元建模中的简化案例。图A.3a)为简化前模型，通过去除倒圆角特征进行简化，即形成简化后的三维模型，见图A.3b)。a)简化前b)简化后图A.3有限元建模中的简化A.4面向发放应用的简化图A.4为面向发放应用的简化案例。图A.4