1. 引言

三維設計軟件的應用越來越廣泛，但基于三維的系統(tǒng)應用卻大多集中在產品研發(fā)階段，在產品銷售和后期服務、維修維護階段的應用相對較少，設計階段構建的三維模型被限制在企業(yè)業(yè)務流程的前端，未將三維模型的價值最大化。直接利用設計的三維模型構建售后、安裝、維修的三維交互式技術文檔，已成為企業(yè)三維推廣應用的現(xiàn)實需求。

同時，大型裝備產品越來越復雜的結構導致安裝維修的工藝過程更加繁瑣，基于現(xiàn)有的二維裝配技術文檔讓工程技術人員的理解和掌握愈加困難，迫切需要提供一種更易理解、更易交互的技術文檔，來提高工程技術人員對安裝、維修圖紙理解的效率，降低工程技術人員使用的門檻，避免對圖紙理解的偏差。而且，復雜裝備產品因其小批量定制特性而變更頻繁，如何保證在頻繁的產品變更過程中技術文檔與原始三維模型的一致性和準確性也是企業(yè)關注的關鍵問題。復雜裝備產品的裝配三維模型文件多（十萬以上量級）、數(shù)據量龐大（GB以上量級），這對快速利用巨量CAD數(shù)模對技術文檔編制的工具提出了更高的要求，已有的解決方案如C3D在處理這些模型時存在模型無法打開或者效率低下等突出問題，難以滿足企業(yè)的實際需求。

為此，天喻軟件的技術團隊利用自身多年在圖形技術方面的沉淀和實力，攻克了超大規(guī)模三維模型顯示、操作、編輯、Web數(shù)據發(fā)布、Web大模型顯示等一系列技術難題，成功研發(fā)了基于輕量化模型的三維交互式技術文檔解決方案，可支持10萬+以上零件交互式技術文檔的快速編制和Web化瀏覽，已在國內某大型水輪發(fā)電機裝備企業(yè)得到了應用驗證。

2. 基于輕量化模型的交互式技術文檔解決方案

天喻軟件基于輕量化模型的交互式技術文檔解決方案直接利用現(xiàn)有的三維CAD設計模型，通過對模型輕量化和簡化處理，利用天喻三維技術文檔編輯工具Inte3D進行編輯制作，最后發(fā)布成二維或三維交互式技術文檔。其中二維交互式技術文檔為網頁端交互式矢量文件格式SVG文件，三維交互式技術文檔為3DHtml文件，兩種數(shù)據格式均可直接在瀏覽器中查看，不需要安裝任何三維或二維軟件，且兩種數(shù)據格式文件中均自帶關聯(lián)互動功能，確保技術文檔中的信息能被準確無誤地快速傳遞，降低了技術文檔的使用門檻。

解決方案包括三維模型處理、技術文檔編輯、技術文檔發(fā)布三部分內容，如圖1所示。

圖1 天喻基于輕量化模型的交互式技術文檔解決方案

• 三維模型處理

三維模型處理主要是針對CAD模型進行輕量化處理，模型輕量化之后文件大小為原始文件的1/10~1/50，可提高文件網絡傳輸效率、降低程序對內存的消耗、提高技術文檔編制效率。針對復雜裝備產品的超大模型特點，系統(tǒng)還提供了多粒度模型簡化、掏空等模型簡化能力，在保持模型外觀不變的基礎上，進一步減少模型中三角面片的數(shù)量和文件大小，提升模型使用效率。在模型輕量化過程中，不僅保留了模型幾何外形數(shù)據，還保留精確的Brep信息、屬性信息（編碼、名稱、材料、物料等）等后續(xù)技術文檔編制所需的數(shù)據，確保輕量化數(shù)據與原始CAD數(shù)據一致，也避免了后續(xù)文檔制作過程中數(shù)據重復輸入。

通常在頻繁的設計變更過程中，蘊含在三維設計模型中的BOM數(shù)據與管理系統(tǒng)中的BOM數(shù)據并不完全一致，在模型輕量化處理之后，系統(tǒng)可接受來自管理系統(tǒng)的BOM數(shù)據，通過將三維設計數(shù)模BOM與管理系統(tǒng)BOM數(shù)據比對，確保三維模型數(shù)據與BOM數(shù)據完全一致，從而保證后續(xù)所制作的技術文檔內容的正確性和一致性。

• 三維交互技術文檔編輯

三維交互式技術文檔編輯就是將原來二維紙質技術文檔內容數(shù)字化，將文字、表格、圖像、工程圖形、動畫等多種信息融入到一個電子文件中。該文檔可以交互方式供人查閱，通過計算機等設備把所查閱內容展現(xiàn)給工程技術人員或系統(tǒng)操作人員，提高信息傳遞效率。

目前常用的交互式技術文檔包括兩類，一類是交互式的圖解零部件目錄或備件圖（IPC），這類文檔主要用于產品供應商和客戶之間交流，避免備件訂購時出現(xiàn)訂單和發(fā)貨錯誤，如汽車4S店所用的備件圖系統(tǒng)所用的交互式圖形系統(tǒng)；另一類是交互式維修、維護、操作手冊，按照產品的裝配過程以動畫、圖文結合的方式來描述產品的維修或裝配過程，并將裝配過程中所用其它三維數(shù)據如工裝、夾具、資源等以及裝配要求、裝配質量檢驗方法等文字信息融為一體，形成一份交互式技術文檔用于指導現(xiàn)場技術人員的安裝調試，確保產品安裝質量。

在完成三維模型數(shù)據準備之后，系統(tǒng)提供了豐富的技術文檔編輯功能，包括自動爆炸、自動序號、一鍵生成BOM表格、快速生成動畫、自動標簽、技術要求等，以及磁力線、快速對齊、屬性格式刷等工具，用戶根據需要可高效編制這兩種類型的技術文檔，并可按照裝配步驟來組織文檔數(shù)據。在編制過程中系統(tǒng)自動獲取模型中已有的屬性數(shù)據，用于模型標注，標注名稱等，自動提供各種對象之間、對象與屬性之間的關聯(lián)關系，實現(xiàn)表現(xiàn)數(shù)據自動隨幾何對象移動而重新定位，自動隨零件對象屬性變化改變文字，使用戶只需專注文檔制作。

• 交互式技術文檔發(fā)布

在技術文檔編輯完成之后，系統(tǒng)可以一鍵發(fā)布成安裝現(xiàn)場所需的技術文檔，文檔可以3DHtml和SVG方式呈現(xiàn)，兩種文件格式都是在一個Html文件中，包含了二維或三維模型數(shù)據、交互式腳本、技術文檔中各種動畫、描述信息以及各對象之間的關聯(lián)信息。因其自帶交互腳本和三維模型，可用Google Chrome、Firefox、360等瀏覽器直接打開，在瀏覽器中對三維模型進行旋轉、平移、縮放、爆炸、顯示隱藏，且在文件中的文本數(shù)據對象和三維模型對象是雙向關聯(lián)的，在查看過程中可雙向互動，確保查看圖形快速準確無誤。同時也可按裝配順序播放產品的安裝動畫，以動畫形式呈現(xiàn)裝配或維修的過程。

由于3DHtml文件可在支持Html5的瀏覽器中直接查看，不需要額外安裝其它應用程序，系統(tǒng)可支持手機、平板、PC等各類硬件設備，以及Windows、Linux、HMS、IOS等各類操作系統(tǒng)，真正實現(xiàn)了跨平臺、跨系統(tǒng)應用。交互式技術文檔以獨立文件方式存在，可方便分享，從而使企業(yè)的三維應用無處不在。

3. 天喻解決方案特色

• 兼容常用的三維CAD數(shù)據格式以及中間文件格式，如UG、ProE、CATIA、Solidworks、Invetnor、Solidedge、x_t、sat、jt、iges、fbx、glb等，直接進行技術文檔的編制；
• 軟件易學易用，操作簡便，使用人員無需CAD技術知識；
• 發(fā)布數(shù)據采用3DHtml文件格式賦予企業(yè)便攜應用的能力，可在手機、平板、PC上便捷瀏覽；
• Web化數(shù)據格式，技術文檔既可獨立發(fā)布，也可與各類B/S架構應用程序集成；
• 高度安全性，輕量化數(shù)模只保存原始數(shù)模的外形，不可逆向恢復；
• 3D數(shù)模、BOM數(shù)據均來自設計數(shù)據并多次校驗，保證數(shù)據的穩(wěn)定和一致性；
• 輕量化數(shù)模，支持超大規(guī)模三維模型數(shù)據；
• 對硬件環(huán)境要求低，節(jié)省企業(yè)硬件投入。

4. 典型用戶案例

天喻三維交互式技術文檔解決方案已在國內十多家大型企業(yè)成功應用。以國內某大型設備企業(yè)為例，該企業(yè)以前主要用Ug、3Dmax、AI等多種工具進行技術文檔制作，不僅工具繁多，文檔制作效率低，且最終結果只能以視屏方式呈現(xiàn)，無法滿足用戶現(xiàn)場安裝文檔需求，因此希望通過引入一個完整的技術文檔解決方案，在統(tǒng)一工具平臺上完成技術文檔編制和發(fā)布，最后能夠生成3D交互式技術文檔。該企業(yè)在考察國內外多個軟件產品之后，通過技術比對，最終選擇了天喻軟件三維交互式技術文檔解決方案。

 該企業(yè)的三維CAD系統(tǒng)為Ug，整個機組模型文件大小約10G+，其中零件數(shù)量12+萬，通過模型輕量化處理，在系統(tǒng)中利用動畫、標注、爆炸等功能進行技術文檔編制，最終發(fā)布成3DHtml裝配文件和3DHtml備件圖文件，用于指導現(xiàn)場機組安裝和實施，完成了多個機組、幾十套模塊的技術文檔制作，交付給業(yè)主方后，獲得了業(yè)主方的高度贊賞，大幅提升了現(xiàn)場安裝效率。

發(fā)布的3D技術文檔在網頁端顯示效果如圖2所示。

圖2 某設備三維裝配文件

圖3 某設備三維交互式電子圖冊