1. 引言

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

同時，大型裝備產(chǎn)品越來越復(fù)雜的結(jié)構(gòu)導(dǎo)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(shù)文檔讓工程技術(shù)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(shù)文檔，來提高工程技術(shù)人員對安裝、維修圖紙理解的效率，降低工程技術(shù)人員使用的門檻，避免對圖紙理解的偏差。而且，復(fù)雜裝備產(chǎn)品因其小批量定制特性而變更頻繁，如何保證在頻繁的產(chǎn)品變更過程中技術(shù)文檔與原始三維模型的一致性和準確性也是企業(yè)關(guān)注的關(guān)鍵問題。復(fù)雜裝備產(chǎn)品的裝配三維模型文件多（十萬以上量級）、數(shù)據(jù)量龐大（GB以上量級），這對快速利用巨量CAD數(shù)模對技術(shù)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(shù)團隊利用自身多年在圖形技術(shù)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(jù)發(fā)布、Web大模型顯示等一系列技術(shù)難題，成功研發(fā)了基于輕量化模型的三維交互式技術(shù)文檔解決方案，可支持10萬+以上零件交互式技術(shù)文檔的快速編制和Web化瀏覽，已在國內(nèi)某大型水輪發(fā)電機裝備企業(yè)得到了應(yīng)用驗證。

2. 基于輕量化模型的交互式技術(shù)文檔解決方案

天喻軟件基于輕量化模型的交互式技術(shù)文檔解決方案直接利用現(xiàn)有的三維CAD設(shè)計模型，通過對模型輕量化和簡化處理，利用天喻三維技術(shù)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(shù)文檔。其中二維交互式技術(shù)文檔為網(wǎng)頁端交互式矢量文件格式SVG文件，三維交互式技術(shù)文檔為3DHtml文件，兩種數(shù)據(jù)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(jù)格式文件中均自帶關(guān)聯(lián)互動功能，確保技術(shù)文檔中的信息能被準確無誤地快速傳遞，降低了技術(shù)文檔的使用門檻。

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

圖1 天喻基于輕量化模型的交互式技術(shù)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(wǎng)絡(luò)傳輸效率、降低程序?qū)?nèi)存的消耗、提高技術(shù)文檔編制效率。針對復(fù)雜裝備產(chǎn)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(chǔ)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(jù)，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(shù)文檔編制所需的數(shù)據(jù)，確保輕量化數(shù)據(jù)與原始CAD數(shù)據(jù)一致，也避免了后續(xù)文檔制作過程中數(shù)據(jù)重復(fù)輸入。

通常在頻繁的設(shè)計變更過程中，蘊含在三維設(shè)計模型中的BOM數(shù)據(jù)與管理系統(tǒng)中的BOM數(shù)據(jù)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(jù)，通過將三維設(shè)計數(shù)模BOM與管理系統(tǒng)BOM數(shù)據(jù)比對，確保三維模型數(shù)據(jù)與BOM數(shù)據(jù)完全一致，從而保證后續(xù)所制作的技術(shù)文檔內(nèi)容的正確性和一致性。

• 三維交互技術(shù)文檔編輯

三維交互式技術(shù)文檔編輯就是將原來二維紙質(zhì)技術(shù)文檔內(nèi)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(shè)備把所查閱內(nèi)容展現(xiàn)給工程技術(shù)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(shù)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(chǎn)品供應(yīng)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(chǎn)品的裝配過程以動畫、圖文結(jié)合的方式來描述產(chǎn)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(jù)如工裝、夾具、資源等以及裝配要求、裝配質(zhì)量檢驗方法等文字信息融為一體，形成一份交互式技術(shù)文檔用于指導(dǎo)現(xiàn)場技術(shù)人員的安裝調(diào)試，確保產(chǎn)品安裝質(zhì)量。

在完成三維模型數(shù)據(jù)準備之后，系統(tǒng)提供了豐富的技術(shù)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(shù)要求等，以及磁力線、快速對齊、屬性格式刷等工具，用戶根據(jù)需要可高效編制這兩種類型的技術(shù)文檔，并可按照裝配步驟來組織文檔數(shù)據(jù)。在編制過程中系統(tǒng)自動獲取模型中已有的屬性數(shù)據(jù)，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(guān)聯(lián)關(guān)系，實現(xiàn)表現(xiàn)數(shù)據(jù)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(shù)文檔發(fā)布

在技術(shù)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(shù)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(jù)、交互式腳本、技術(shù)文檔中各種動畫、描述信息以及各對象之間的關(guān)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(zhuǎn)、平移、縮放、爆炸、顯示隱藏，且在文件中的文本數(shù)據(jù)對象和三維模型對象是雙向關(guān)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(chǎn)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(yīng)用程序，系統(tǒng)可支持手機、平板、PC等各類硬件設(shè)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(yīng)用。交互式技術(shù)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(yīng)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(jù)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(shù)文檔的編制；
• 軟件易學(xué)易用，操作簡便，使用人員無需CAD技術(shù)知識；
• 發(fā)布數(shù)據(jù)采用3DHtml文件格式賦予企業(yè)便攜應(yīng)用的能力，可在手機、平板、PC上便捷瀏覽；
• Web化數(shù)據(jù)格式，技術(shù)文檔既可獨立發(fā)布，也可與各類B/S架構(gòu)應(yīng)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(fù)；
• 3D數(shù)模、BOM數(shù)據(jù)均來自設(shè)計數(shù)據(jù)并多次校驗，保證數(shù)據(jù)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(jù)；
• 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(shù)文檔解決方案已在國內(nèi)十多家大型企業(yè)成功應(yīng)用。以國內(nèi)某大型設(shè)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(shù)文檔制作，不僅工具繁多，文檔制作效率低，且最終結(jié)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(shù)文檔解決方案，在統(tǒng)一工具平臺上完成技術(shù)文檔編制和發(fā)布，最后能夠生成3D交互式技術(shù)文檔。該企業(yè)在考察國內(nèi)外多個軟件產(chǎn)品之后，通過技術(shù)比對，最終選擇了天喻軟件三維交互式技術(shù)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(shù)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(dǎo)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(shù)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(shù)文檔在網(wǎng)頁端顯示效果如圖2所示。

圖2 某設(shè)備三維裝配文件

圖3 某設(shè)備三維交互式電子圖冊