場景一：某鐵路企業(yè)，在PDM系統(tǒng)中在線瀏覽一個(gè)由2萬個(gè)零件組成的三維模型裝配圖，但打開該模型需花費(fèi)1個(gè)多小時(shí)。
場景二：某航天企業(yè)，對擁有8萬個(gè)零部件的12G火箭整箭數(shù)模進(jìn)行瀏覽，通過三維CAD軟件打開需要1.5小時(shí)，通過國內(nèi)某三維輕量化瀏覽器打開僅需10分鐘，并可實(shí)現(xiàn)15幀以上高性能瀏覽。
場景三：某模具企業(yè)，已在其鉗工車間廣泛應(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)行簡單的測量，大大提高了鉗工的工作效率。
近年來，隨著三維CAD軟件的普及應(yīng)用，越來越多的制造企業(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)延遲甚至無法上傳以及所傳文件幾何信息缺失，或打開文件需要花費(fèi)較長時(shí)間等情況（如場景一）。
另外，除了設(shè)計(jì)部門，工藝、生產(chǎn)、銷售等部門也不需要對三維模型進(jìn)行編輯修改，只是瀏覽批注即可，因此也沒有必要去打開三維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的問題（如場景三）。
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，模型無法打開，導(dǎo)致數(shù)據(jù)交流與共享困難。盡管為了解決CAD系統(tǒng)的兼容問題，國際上出具了一系列有代表性的數(shù)據(jù)交換格式，如美國的IGES，德國的VDAIS、VDAFS，法國的SET等，但仍然會(huì)出現(xiàn)三維系統(tǒng)打開文件時(shí)間長，模型特征及標(biāo)注信息在轉(zhuǎn)制換過程信息丟失，不同系統(tǒng)生成的中性文件格式不能在其他系統(tǒng)中正確打開等問題。
因此，如何對大規(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軟件無關(guān)，一度成為了制造企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)問題。這其中涉及到對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瀏覽器軟件或其它方式實(shí)現(xiàn)對原始產(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讀取三維CAD格式文件來對產(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。
盤點(diǎn)相關(guān)解決方案
當(dāng)前，無論是針對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450種不同格式的文件。當(dāng)前大部分的國產(chǎn)PDM產(chǎn)品里都通過集成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，還有一部分廠商推出了輕量級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，并且可以通過瀏覽器軟件對輕量化的文件格式實(shí)現(xiàn)流暢瀏覽與操作。
輕量級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Adobe Reader（PDF瀏覽器）來打開和使用這些文件，實(shí)現(xiàn)對3D圖形進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、縮放、斷面等相對復(fù)雜的處理。
西門子的輕量化可視解決方案可將三維CAD模型，通過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、測量、標(biāo)注甚至打印。
此外，達(dá)索、Autodesk、PTC也推出了各自專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。
各廠商推出的輕量級三維可視化解決方案
輕量級三維可視化技術(shù)的應(yīng)用
盡管輕量級三維可視化解決方案只是大部分廠商產(chǎn)品線中很小的一部分，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、銷售等部門可在瀏覽設(shè)計(jì)模型后將自己的評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)問題解決問題，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，銷售部門可以更快的將客戶需求反映到設(shè)計(jì)文檔中，對于提高客戶滿意度、產(chǎn)品競爭力具有重要的意義。
（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，有效提高了審簽的速度。
（3）在三維干涉檢查方面，能夠檢查不同專業(yè)之間的三維模型是否存在干涉，通過圖示化的方式展現(xiàn)裝配存在問題的地方，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)品中存在的問題。
（1）在協(xié)同設(shè)計(jì)方面，企業(yè)管理人員、工藝、制造、銷售等部門可在瀏覽設(shè)計(jì)模型后將自己的評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)問題解決問題，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，銷售部門可以更快的將客戶需求反映到設(shè)計(jì)文檔中，對于提高客戶滿意度、產(chǎn)品競爭力具有重要的意義。
（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，有效提高了審簽的速度。
（3）在三維干涉檢查方面，能夠檢查不同專業(yè)之間的三維模型是否存在干涉，通過圖示化的方式展現(xiàn)裝配存在問題的地方，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)畫等下發(fā)給車間，生產(chǎn)人員在車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
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)維修部門以及供應(yīng)商、客戶等，并通過可視化的工具實(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：不可忽視的輕量級三維可視化技術(shù)
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