場(chǎng)景一：某鐵路企業(yè)，在PDM系統(tǒng)中在線(xiàn)瀏覽一個(gè)由2萬(wàn)個(gè)零件組成的三維模型裝配圖，但打開(kāi)該模型需花費(fèi)1個(gè)多小時(shí)。
場(chǎng)景二：某航天企業(yè)，對(duì)擁有8萬(wàn)個(gè)零部件的12G火箭整箭數(shù)模進(jìn)行瀏覽，通過(guò)三維CAD軟件打開(kāi)需要1.5小時(shí)，通過(guò)國(guó)內(nèi)某三維輕量化瀏覽器打開(kāi)僅需10分鐘，并可實(shí)現(xiàn)15幀以上高性能瀏覽。
場(chǎng)景三：某模具企業(yè)，已在其鉗工車(chē)間廣泛應(yīng)用三維輕量化瀏覽器，鉗工可以在電腦上直接瀏覽含有注釋的三維數(shù)據(jù)及技術(shù)指導(dǎo)，確定各個(gè)組件之間的三維位置關(guān)系，直觀(guān)區(qū)分加工面、非加工面，加工精度不同的面，并主動(dòng)在數(shù)模上進(jìn)行簡(jiǎn)單的測(cè)量，大大提高了鉗工的工作效率。
近年來(lái)，隨著三維CAD軟件的普及應(yīng)用，越來(lái)越多的制造企業(yè)以3D模型為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，作為設(shè)計(jì)、工藝、制造、售后與管理人員以及供應(yīng)商、合作伙伴或客戶(hù)等企業(yè)內(nèi)外的溝通與交流媒介。
但是，三維模型源數(shù)據(jù)復(fù)雜程度高、數(shù)據(jù)規(guī)模龐大，受限于本地網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，在上傳數(shù)據(jù)或者進(jìn)行瀏覽的時(shí)候，不可避免的會(huì)出現(xiàn)延遲甚至無(wú)法上傳以及所傳文件幾何信息缺失，或打開(kāi)文件需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間等情況（如場(chǎng)景一）。
另外，除了設(shè)計(jì)部門(mén)，工藝、生產(chǎn)、銷(xiāo)售等部門(mén)也不需要對(duì)三維模型進(jìn)行編輯修改，只是瀏覽批注即可，因此也沒(méi)有必要去打開(kāi)三維CAD/PDM軟件或占用一個(gè)軟件的許可證。也許僅僅一個(gè)三維瀏覽器，便可以解決三維下廠(chǎng)的問(wèn)題（如場(chǎng)景三）。
最后，不同企業(yè)往往根據(jù)自身需求選用不同的三維設(shè)計(jì)平臺(tái)，甚至部分企業(yè)內(nèi)部也會(huì)選用不同三維設(shè)計(jì)軟件。但是CAD軟件所生成的產(chǎn)品三維模型文件各不相同，數(shù)據(jù)不能兼容，模型無(wú)法打開(kāi)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)交流與共享困難。盡管為了解決CAD系統(tǒng)的兼容問(wèn)題，國(guó)際上出具了一系列有代表性的數(shù)據(jù)交換格式，如美國(guó)的IGES，德國(guó)的VDAIS、VDAFS，法國(guó)的SET等，但仍然會(huì)出現(xiàn)三維系統(tǒng)打開(kāi)文件時(shí)間長(zhǎng)，模型特征及標(biāo)注信息在轉(zhuǎn)制換過(guò)程信息丟失，不同系統(tǒng)生成的中性文件格式不能在其他系統(tǒng)中正確打開(kāi)等問(wèn)題。
因此，如何對(duì)大規(guī)模的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行高性能的瀏覽、傳輸、共享，并使三維模型的可視化與三維CAD軟件無(wú)關(guān)，一度成為了制造企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。這其中涉及到對(duì)三維模型的輕量化處理和可視化的瀏覽兩方面的技術(shù)。
何謂三維模型輕量化技術(shù)？
三維模型輕量化是指通過(guò)去除三維模型的非幾何信息，僅保留產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和幾何拓?fù)潢P(guān)系，以大量減少三維文件所占用的存儲(chǔ)空間，輕量化后的文件可以通過(guò)瀏覽器軟件或其它方式實(shí)現(xiàn)對(duì)原始產(chǎn)品三維造型圖形進(jìn)行查看、添加標(biāo)注和注釋等便利性交互操作。
從CAD模型到輕量化模型(來(lái)源于網(wǎng)絡(luò))
何謂三維可視化技術(shù)？
三維可視化主要是指通過(guò)讀取三維CAD格式文件來(lái)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型進(jìn)行查看。這里的三維CAD格式文件分為兩種，一種是原始CAD軟件生成的數(shù)據(jù)格式，另一種就是輕量化文件格式。
盤(pán)點(diǎn)相關(guān)解決方案
當(dāng)前，無(wú)論是針對(duì)三維可視化還是三維模型的輕量化方面，都有相關(guān)的解決方案。例如，應(yīng)用得比較廣泛的企業(yè)級(jí)可視化解決方案AutoVue，這一款由Oracle推出的產(chǎn)品，最大的特點(diǎn)是能夠讀取超過(guò)450種不同格式的文件。當(dāng)前大部分的國(guó)產(chǎn)PDM產(chǎn)品里都通過(guò)集成AutoVue瀏覽器，以幫助企業(yè)可以在PDM系統(tǒng)里不調(diào)用三維CAD軟件的情況下，直接查看零件或裝配的三維模型。
另外，還有一部分廠(chǎng)商推出了輕量級(jí)的三維可視化解決方案，包括輕量化格式和可視化的方案。即能夠在保留三維模型基本信息前提下，將原始的三維模型文件進(jìn)行壓縮，變?yōu)橹挥性袷?/10~1/70大小的文件格式，并且可以通過(guò)瀏覽器軟件對(duì)輕量化的文件格式實(shí)現(xiàn)流暢瀏覽與操作。
輕量級(jí)三維可視化解決方案的思路
如：山大華天軟件的三維輕量化瀏覽器Sview，不僅可以直接讀取主流三維CAD數(shù)據(jù)，并將這些3D格式的模型文件轉(zhuǎn)換成輕量化的SVL模型；而且提供三維模型的輕量化瀏覽、輕量化裝配、虛擬漫游、協(xié)同會(huì)議、3D批注及注釋、3D裝配工藝仿真、CAVE（沉浸式仿真）、交互式電子技術(shù)手冊(cè)制作（IETM）等功能；同時(shí)還支持Windows、安卓和iOS等平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)化的應(yīng)用。
通過(guò)Sview進(jìn)行三維模型標(biāo)注
Adobe 公司推出的Acrobat 3D能夠從word、excel和PowERPoint等工具中導(dǎo)入各種主流CAD文件，轉(zhuǎn)換成U3D格式，并可以通過(guò)Adobe Reader（PDF瀏覽器）來(lái)打開(kāi)和使用這些文件，實(shí)現(xiàn)對(duì)3D圖形進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、縮放、斷面等相對(duì)復(fù)雜的處理。
西門(mén)子的輕量化可視解決方案可將三維CAD模型，通過(guò)Teamcenter或三維軟件的接口直接保存為輕量化的JT文件， 并應(yīng)用JT瀏覽器JT2GO實(shí)現(xiàn)任意非編輯操作，例如瀏覽、放大縮小、旋轉(zhuǎn)、剖切、測(cè)量、標(biāo)注甚至打印。
此外，達(dá)索、Autodesk、PTC也推出了各自專(zhuān)屬的三維輕量化格式，以及Web瀏覽器或其方式進(jìn)行瀏覽。
與Adobe、華天軟件等一樣，也支持多數(shù)據(jù)格式讀取還包括Solidworks和天喻軟件，Solidworks是將格式統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為eDrawings格式（一種極度壓縮的、可通過(guò)電子郵件發(fā)送的、自行解壓和瀏覽的特殊文件）；天喻的 InteVue是將三維模型輕量化成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)瀏覽。
各廠(chǎng)商推出的輕量級(jí)三維可視化解決方案
輕量級(jí)三維可視化技術(shù)的應(yīng)用
盡管輕量級(jí)三維可視化解決方案只是大部分廠(chǎng)商產(chǎn)品線(xiàn)中很小的一部分，基本上是三維CAD或PDM產(chǎn)品的一個(gè)免費(fèi)附屬程序或插件，但是對(duì)制造企業(yè)的作用卻不言而喻。
（1）在協(xié)同設(shè)計(jì)方面，企業(yè)管理人員、工藝、制造、銷(xiāo)售等部門(mén)可在瀏覽設(shè)計(jì)模型后將自己的評(píng)論或建議以文本或圖形的方式放在設(shè)計(jì)文檔中，讓設(shè)計(jì)人員在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題，縮短研發(fā)周期，提高產(chǎn)品品質(zhì)。特別是當(dāng)今已是需求為王的時(shí)代，銷(xiāo)售部門(mén)可以更快的將客戶(hù)需求反映到設(shè)計(jì)文檔中，對(duì)于提高客戶(hù)滿(mǎn)意度、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的意義。
（2）在變更管理和流程審簽方面，相關(guān)審批人員可快速瀏覽產(chǎn)品BOM、結(jié)構(gòu)、裝配等，并使用3D注釋添加意見(jiàn)，有效提高了審簽的速度。
（3）在三維干涉檢查方面，能夠檢查不同專(zhuān)業(yè)之間的三維模型是否存在干涉，通過(guò)圖示化的方式展現(xiàn)裝配存在問(wèn)題的地方，并由相關(guān)的設(shè)計(jì)人員最終確定模型之間是否發(fā)生干涉，及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中存在的問(wèn)題。
（1）在協(xié)同設(shè)計(jì)方面，企業(yè)管理人員、工藝、制造、銷(xiāo)售等部門(mén)可在瀏覽設(shè)計(jì)模型后將自己的評(píng)論或建議以文本或圖形的方式放在設(shè)計(jì)文檔中，讓設(shè)計(jì)人員在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題，縮短研發(fā)周期，提高產(chǎn)品品質(zhì)。特別是當(dāng)今已是需求為王的時(shí)代，銷(xiāo)售部門(mén)可以更快的將客戶(hù)需求反映到設(shè)計(jì)文檔中，對(duì)于提高客戶(hù)滿(mǎn)意度、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的意義。
（2）在變更管理和流程審簽方面，相關(guān)審批人員可快速瀏覽產(chǎn)品BOM、結(jié)構(gòu)、裝配等，并使用3D注釋添加意見(jiàn)，有效提高了審簽的速度。
（3）在三維干涉檢查方面，能夠檢查不同專(zhuān)業(yè)之間的三維模型是否存在干涉，通過(guò)圖示化的方式展現(xiàn)裝配存在問(wèn)題的地方，并由相關(guān)的設(shè)計(jì)人員最終確定模型之間是否發(fā)生干涉，及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中存在的問(wèn)題。
基于InteVue 的輕量化模型的干涉檢查
（4）在提導(dǎo)三維裝配方面，將含有注釋和PMI數(shù)據(jù)的模型、產(chǎn)品的裝配動(dòng)畫(huà)等下發(fā)給車(chē)間，生產(chǎn)人員在車(chē)間的電腦上用可視化瀏覽器即可查看三維數(shù)據(jù)，有指導(dǎo)性地完成安裝調(diào)試。
當(dāng)然，以上只在輕量級(jí)的三維可視化技術(shù)的部分功能應(yīng)用，其還被應(yīng)用于產(chǎn)品銷(xiāo)售展示、維修維護(hù)、異構(gòu)系統(tǒng)的輕量化裝配、企業(yè)間工程圖紙和3D模型的信息傳遞等多個(gè)方面。
結(jié)語(yǔ)
由于部分三維可視化解決方案只支持少量的三維CAD格式，大部分廠(chǎng)商只支持自己特有文件格式，以及與PDM/PLM、ERP等系統(tǒng)的集成性差等因素，在一定程度上阻礙了輕量級(jí)三維可視化技術(shù)更廣泛的應(yīng)用。
但是，全三維設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)等已成為主流，輕量級(jí)的三維可視化技術(shù)可幫助制造企業(yè)直接將輕量化三維模型下發(fā)到工藝、制造、檢驗(yàn)和維護(hù)維修部門(mén)以及供應(yīng)商、客戶(hù)等，并通過(guò)可視化的工具實(shí)現(xiàn)更好的溝通交流、數(shù)據(jù)共享。筆者相信，隨著輕量級(jí)可視化解決方案功能的不斷完善與加強(qiáng)，特別是輕量化格式的統(tǒng)一性及瀏覽器開(kāi)放性的改善，它必將成為制造企業(yè)協(xié)同共享的重要工具，實(shí)現(xiàn)全三維的必要支撐。
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淺談西門(mén)子的三維可視化解決方案之特點(diǎn)
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本文標(biāo)題：不可忽視的輕量級(jí)三維可視化技術(shù)
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