三维模型轻量化技术在复杂装备全生命周期的应用
金航数码，《倍思》杂志，圜晖科技发表，“三维模型轻量化技术在复杂装备全生命周期的应用”。
正文文字版如下：
由于装备的高度复杂性及精密性要求，其三维模型几何表达极为复杂，模型文件存储量不断变大；普通的三维模型在浏览查看时必须使用工作站以及同型号CAD软件，使协同设计工作受到较大制约，导致三维模型局限于设计研发的深闺，阻碍了三维模型在整个产品全生命周期中更广泛、更便捷的应用。因此，在装备数字化研制中追切需要引入三维模型轻量化技术。
三维模型轻量化技术，其主要技术核心在于对原始三维模型进行几何简化处理后将其转化为中性的轻量化模型文件，在保持足够几何精度的同时，大幅度减小模型文件体积三维模型轻量化技术扩展了三维模型的应用场景，可满足协同设计、三维模型下车间、三维模型交付、运维、归档等应用需求，为设计师提供了更为便捷、高效的工作方式。实现三维模型轻量化技术在复杂装备全生命周期的应用成为业界关注的重点之一。
基于三维轻量化模型的协同工作
目前，三维数字化设计是复杂装备数字化研制的关键技术手段。但由于数字化设计对软硬件环境要求高、从服务器下载 速度慢、复杂模型显示加载速度慢、显示不流畅等原因，使协同设计工作受到较大制约。三维轻量化模型的突出特性可为复杂产品的设计提供更便捷、高效的协同设计工作环境。基于三维轻量化模型的协同设计有以下应用方向。
1.支持构建轻量化模型的协同平台
将轻量化技术集成到PDM系统中，在存储三维模型时同步进行轻量化转换，将三维轻量化模型实时同步至PDM平台，并建立其链接关系。任何人均可通过此平台，在PDM客户端的浏览器上实时查看和修改三维模型，无需额外安装或下载软件。管理人员可快速呈现当前设计进展实现对设计过程的协同和整体进展的监控；设计人员可查看其他人负责的零件轻量化模型，进行设计的一致性协调：工艺人员可查看轻量化模型进行初步的工艺预审查和工艺设计工作准备。由于可直接在WEB浏览器上进行查看，降低了对软硬件的要求，查看速度更快，协同更加便捷、灵活、高效。
2.基于轻量化数字样机的多专业协同工作
加载一个飞机部件的数字样机，从下载到数字样机显示，往往需要几十分钟甚至几个小时。而加载一个同样部件的数字样机轻量化模型仅需要很短时间，从而快速形成数字样机协同工作环境。相关专业设计人员可基于此轻量化的数字样机，进行干涉检查、测量、标注、圈阅等工作，进行多专业设计协调，提高设计协同工作效率。
3.基于三维轻量化模型的审批与意见回传
三维轻量化模型通过与PDM系统集成，在进行零件审签时，设计师和签审人员可以直接在PDM系统内浏览三维模型，无需额外安装或下载软件。同时，三维轻量化模型还支持添加批注和审阅信息，实现审阅信息的结构化记录和回传使审批过程更加透明和高效。这种集成方式提高了审批效率，降低了操作难度
基于三维轻量化模型+OFD的三维工艺手册
产品制造的装配环节是确保产品从蓝图走向实体的关键。在传统的装配作业中，纸质打印版和二维PDF作为主要的指导书形式，虽然在一定程度上满足了生产需求，但在面对复杂产品或精密装配时，其局限性便显现出来。纸质文档不易于修改、携带和保存，而二维PDF虽然提供了电子化的便利，但仍旧无法直观展示产品的三维结构和装配过程。
三维轻量化模型的出现，为装配作业带来了革命性改变。它不仅支持模型的再次编辑，确保数据的实时性和准确性：更可以实现装配过程的三维动画呈现，通过直观展示每一个装配步骤便操作人员能够快速且准确地理解并执行装配任务，大大提高了装配的效率和准确性。
以某商业航天领军企业为例，其在总装总测环节采用3DOFD（OpenFixed-layout Document，开放版式文档）承载的三维作业指导手册，实现了装配环节的信息全面承载和步骤精准关联。这种数字化的作业指导书不仅避免了纸质图纸易泄露、质量难控制的风险，还能够自动回填现场操作和要求记录，如力矩要求、过程照片视频、签名等内容，保证了文件的质量管控通过结构化管理，这些数据可以接入系统进行统一管理和归档，进一步提升了总装效率。
基于三维轻量化模型的交互式维修辅助系统
为更好的应用现代化、信息化维修实训手段，可将三维轻量化模型与传统的交互式电子手册（IETM）结合，形成交互式三维可视化维修辅助系统。通过对重点设备的三维模型数据、内部结构、工作原理、相关属性信息等进行处理，充分结合三维轻量化模型与交互式电子手册的优点形成“3DIETM”，实现在立体显示设备上真三维立体成像、可进行交互式辅助维修实训的交互式三维可视化维修辅助系统维修工艺的可视化、结构化和三维化，使得维修人员能够更加直观地了解维修步骤和操作技巧，从而提高维修效率和准确性。此外，通过实现隐性知识的显性化，还能激活设备维修知识管理，促进设备知识培训，增强维修作业的指导性，最终提升整个维修的工作效率和管理水平维修辅助系统除在传统的PC电脑呈现外还支持在PAD、AR/VR等可移动终端上呈现大大增加了使用场景和范围。
基于三维轻量化模型的可视化档案系统
随着企业信息化建设的不断深入，三维模型作为核心资产，需在设计冻结后归档至档案管理系统。然而，三维模型具有复杂的数据结构和格式，需依赖专业的软硬件设备和人员：随着时间推移，原始存档数据可能无法在新平台上正常打开和使用，需对计算机软、硬件平台进行更新换代。如何确保三维模型的长期可用性和安全性，是档案管理部门必须解决的问题针对上述问题，提出基于三维轻量化模型的归档方法。归档时同步保存三维轻量化模型，并基于该模型提取BOM、参数等结构化数据，使档案管理部门可以更灵活地处理和利用三维模型数据，实现对档案利用的快速检索、快速浏览满足不同应用需求，提高档案管理效率，降低对专业软件和人员的依赖。同时，归档的三维轻量化模型需符合相关要求，比如，其格式应符合国家标准《三维工业产品数据可视化应用格式规范》等。
结语
三维产品数据轻量化技术在复杂装备全生命周期中扮演着重要作用。三维轻量化模型作为三维设计模型向下游流转的媒介和载体，所承载的不仅是模型本身，更是贯穿了装备全生命周期的链条，成为了企业数字化的载体，可实现上游数据向下游的顺畅流转下游意见向上游的快速反馈，缩短装备研发周期，加速企业数字化转型！
