GB/T 42869-2023 機械產品三維模型簡化與輕量化要求（正式版）

機械產品三維模型簡化與輕量化要求國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會GB/T42869—2023 I 1 13術語和定義 14縮略語 1 25.1通用要求 25.2零件建模中的簡化要求 25.3面向裝配模型應用的簡化要求 25.4有限元建模中的簡化要求 25.5面向發(fā)放應用的簡化要求 36三維模型輕量化要求 36.1通用要求 36.2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 6.5面向三維電子交互式發(fā)布物的輕量化要求 46.6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面向裝配模型應用的簡化 5 6 6附錄B(資料性)三維模型輕量化示例 7IGB/T42869—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由全國技術產品文件標準化技術委員會(SAC/TC146)提出并歸口。本文件起草單位：中國電子科技集團公司第三十八研究所、中機生產力促進中心有限公司、常熟中科世紀生物科技有限公司、藍思系統(tǒng)集成有限公司、亞龍智能裝備集團股份有限公司、徐工集團工程機械股份有限公司、濟南森峰激光科技股份有限公司、杭州新迪數字工程系統(tǒng)有限公司、中車戚墅堰機車鼎業(yè)機械設備有限公司、浙江捷創(chuàng)智能技術有限公司、中國五洲工程設計集團有限公司、深圳市今天國際物流技術股份有限公司、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、橙色云互聯網設計有限公司、臺州德爾曼智能裝備有限公司、鄭州市磐鋒精密技術有限公司。1GB/T42869—2023機械產品三維模型簡化與輕量化要求本文件規(guī)定了機械產品三維模型的簡化要求和輕量化要求。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T24734.11技術產品文件數字化產品定義數據通則第11部分：模型幾何細節(jié)層級GB/T26099.1機械產品三維建模通用規(guī)則第1部分：通用要求GB/T26099.2機械產品三維建模通用規(guī)則第2部分：零件建模GB/T26099.3機械產品三維建模通用規(guī)則第3部分：裝配建模GB/T26100機械產品數字樣機通用要求GB/T26099.1、GB/T26099.2、GB/T26099.3、GB/T26100界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1模型構建或處理方法。刪除或部分刪除非幾何信息的模型處理方法。4縮略語AR:增強現實(AugmentedReality)LOD:多細節(jié)層次(LevelofDetail)MR:混合現實(MixedReality)NURBS:非均勻有理B樣條(Non-UniformRationalB-Splines)VR:虛擬現實(VirtualReality)2GB/T42869—20235三維模型簡化要求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，應符合以下要求：a)對建模對象特征或需要進行簡化處理的三維模型進行分析，并根據零件建模、裝配體模型應用、有限元建模和模型發(fā)放等不同應用場景的使用要求，對模型進行簡化；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生理解的多義性；e)模型簡化不影響自身功能表達；f)按照GB/T26099.1的規(guī)定對簡化后的模型文件進行命名，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)不應對模型的外部接口進行簡化，不應影響其裝配；b)與制造有關的一些特征，如內螺紋、外螺紋、在用于投影生成二維工程圖時，應滿足機械制圖的相關規(guī)定；c)若干直徑相同且成一定規(guī)律分布的孔組，可只構建一個特征，其他相同特征可采用中心線簡化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面向裝配模型應用的簡化要求5.3.1面向裝配模型應用的三維模型簡化符合以下要求。a)當裝配模型用于可視化展示時，如在數字化工廠或數字化生產線可視化展示應用中，對于生產些外部細微特征不影響展示效果時，可采用簡單形體(圓柱體、立方體等)來代替復雜形體的簡化方法。不可見的裝配單元，采用不裝配的簡化方法。c)當裝配模型用于生成特定零部件工程圖的背景視圖時，裝配模型中對應的零部件可不裝配，只需標注位置。5.3.2面向裝配模型應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構建有限元模型時，應根據仿真要求、計算機計算能力以及模型幾何特征等因素對模型進行簡化，主要方法包括去除對結構特性(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。3GB/T42869—20235.5面向發(fā)放應用的簡化要求5.5.1模型發(fā)放用于客戶交付、產品展示、產品使用或維修培訓時，可通過包絡或封閉方法將三維模型的內部細節(jié)進行移除，以保護知識產權不被泄露。5.5.2面向發(fā)放應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)應根據協(xié)同研發(fā)、裝配仿真、三維工藝、三維電子交互式發(fā)布物、可視化展示等應用場景的需求，對模型進行輕量化，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a)中不同應用場景業(yè)務需求，選擇保留、部分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云模型，宜通過網格曲面轉換成NURBS曲面或其他參數表e)對于大量重復零部件，可只記錄一個零部件的幾何數據，但應保存所有零部件的位置信息，從而減小數據量，同時在可視化過程中應通過記錄的零部件幾何數據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按照GB/T26099.1的規(guī)定進行，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)應用中的三維模型輕量化符合以下要求：a)應根據協(xié)同研發(fā)應用中產品數據共享和交換、瀏覽和圈閱等需求，確定輕量化模型文件格b)輕量化模型文件格式、單位制和比例等應一致，模型精度應滿足協(xié)同研發(fā)各方的要求；c)應包含原始模型中的裝配結構信息；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用的三維模型輕量化應符合以下要求：a)根據裝配仿真應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b)包含原始模型中的裝配結構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符合以下要求：a)根據三維工藝可視化發(fā)布應用中工藝模型可視化顯示和人機交互需求，確定輕量化模型文件4GB/T42869—20236.5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符合以下要求：a)根據三維電子交互式發(fā)布物應用中基于模型的產品安裝、使用、維修、保養(yǎng)交互需求以及交互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符合以下要求：a)根據可視化展示用途，如產品制造前的概念展示、產品制造后的宣傳展示和操作/維修等培訓展示，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)根據可視化展示內容，選擇保留或去除原始模型中的裝配結構、標注、屬性、視圖、顏色等信息，如在產品概念展示和宣傳時去除上述非幾何信息，而在操作和維修等培訓時則保留。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行簡化a)簡化前b)簡化后圖A.1零件建模中的簡化A.2面向裝配模型應用的簡化圖A.2為面向裝配模型應用的簡化案例。圖A.2a)為簡化前原始模型，通過不裝配其右邊內部的a)簡化前b)簡化后圖A.2面向裝配模型應用的簡化6GB/T42869—2023A.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)放應用的簡化圖A.4為面向發(fā)放應用的簡化案例。圖A.4a)為簡化前模型，通過包絡處理即形成簡化后的三維a)簡化前