圜晖科技基于可视化模型的三维模型归档解决方案（上）
背景
背景
三维模型的归档及管理，是目前档案管理部门面临的新挑战，三维模型作为企业的核心资产，必须进行管理与利用，且对于飞机等大型装备的产品生命周期而言，产品的技术资料存档期限往往要求 30 年以上，甚至更长。三维模型不同于普通的文件、图片档案，需要依赖专业的软硬件设备、以及需要具备专业素质的人员才可以进行查看及利用，否则对于档案管理人员来说，三维模型无异于“死档”，存在无法打开查看、不确定内容完备性等问题。其次，伴随着计算机软、硬件平台会经历多次更新换代，原始存档数据是否还能重用也是困扰档案管理人员的问题。
三维模型管理现状
三维模型管理现状
国际上，各知名企业开展了三维模型的标准化数据表达方式、交换格式和语言等方面的研究。如欧洲空中客车、MUT等公司，为实现产品数据的长期归档，进行了以基于STEP中性格式转化的长期归档和检索项目研究。
现阶段， 国内各大设计单位、主机所对三维模型的管理方式可归纳为两种，一种是将三维模型及相关信息以数据包（如zip压缩包）的形式按照传统电子文件的管理方式进行管理。但零部件数据信息脱离了其赖以生成利用的软硬件环境，不能展现产品组成、装配件关系、设计过程及特征信息，三维模型的使用仍需借助专用软件。另一种是将三维模型暂时存储在其原生成利用的系统环境中，但由于三维模型的生成利用的系统环境更新换代较快， 如一般的CAD软件每年均会更新一个大版本，每季度一些小版本的更新，软件跨代周期约10年（如CATIA V4升级为V5），计算机操作系统的使用寿命是18个月，而三维模型作为关键的技术资料，档案一般要求存储周期为30年，甚至永久，那如何保证三维模型的后续可用性，将是一个非常关键的问题。
三维模型归档难点
三维模型归档难点
存储过程中的属性信息提取
在档案存储过程中，需要对被存档物体进行“深入剖析”，在档案系统中标明存储的档案文件的各类属性信息，包括时间、人员、部门、使用方向、内容简介等，但由于档案系统中无法对原始文件进行解析，因此过程中的这些属性信息无法实现较为方便的获取。
软件依赖性强
由于三维模型是一种专业数据格式，具有很强的软件的依赖性，必须依赖原始的设计软件以及对应的版本才可解析正确，因此为保证长周期存储，部分档案部门除了三维模型归档外，同时备份了一套系统及软件环境，保证后续的可查阅性。
档案利用过程繁琐
档案的数据讲究“用”，而不是仅作为文件存储即可，而三维模型又需要依赖专业工具才可查阅使用，如何更为方便的使用，将成为档案利用过程中大的障碍。由于目前三维模型的为原始格式或以zip压缩包进行储存，因此需要走档案申请流程并下载到本地查阅确认，且极有可能数模打开后发现与需求不匹配，造成了时间、人员的浪费。
三维模型归档标准
三维模型归档标准
OAIS模型框架
OAIS，即开放档案信息系统（Open Archival Information System）的简称，一项旨在为基于长期保存目的的信息系统建立一个参考模型和基本概念框架，以维护信息系统中数字信息的长期保护和可存取。OAIS是由美国空间数据系统咨询委员会（CCSDS）制定的标准，2003年最终作为ISO的标准（ISO 14721:2003）颁发。
图 OAIS参考模型的框架结构
IS014721最重要的成果是规定了信息包（Information Package）的概念并开发了一个具有广泛影响的开放档案信息系统模型（OAIS）。该标准将信息包定义为一个容器，其中保存了内容信息（ContentInformation ） 和描述信息（ Preservation Description Information）。该标准将信息包具体地分为三种：报送信息包（Submission Information Package，SIP）、档案信息包（Archival Information Package ， AIP ） 和发布信息包（ Dissemination Information Package，DIP）。OAIS 功能模型详细地描述了电子文件从提交归档（SIP）、档案管理（AIP）到提供利用（DIP）的过程，为开发独立于业务信息系统之外的档案管理信息系统提供了理论支撑。
LOTAR标准
LOTAR（Long Term Archiving and Retrieval）是国际上一个著名的与航空工业相关的归档项目，该项目参与者包括重要的航空工业企业（空客、波音、达索航空、洛克希德马丁、BAE 等）、监管机构（FAA、JAA 等）和政府机构（NASA、ESA、NIST 等）。LOTAR 项目的目标是归档3DCAD 和PDM 信息，并遵从监管、法律和业务上的需求。该项目基于2 个不断改进的标准：长期归档系统框架OAIS，实际的产品定义数据标准STEP（即ISO10303）。
LOTAR项目由欧洲航空工业协会于2002年组织开展，目标是为产品数据的长期归档和恢复开发统一的标准，该项目采用STEP作为三维模型长期存档的格式，其目的是保证在产品全生命周期中，都可以读取并重复使用这些数据。
采用STEP标准体系或基于STEP的标准体系作为中性格式是公认较好的三维模型长期存档解决方案。但STEP标准体系目前还没有完善，相关的转换工具开发滞后，已有应用协议还不能完全覆盖型号研制的所有产品信息。
国家标准GB/T 18894-2016 电子文件归档与电子档案管理规范
GB/T 18894-2016，替代GB/T 18894-2002，作为电子文件归档与管理的现行国家标准，明确界定了电子文件、元数据、迁移等关键性术语的概念，规定了电子文件的归档管理流程以及电子文件的存储载体和存储格式。在8.3.4节中，对于三维及二维模型的规定要求在档案系统中存储STEP格式，如下图所示。
图 GB/T 18894-2016中三维模型文件归档的规定
DA/T 88-2021产品数据管理(PDM) 系统电子文件归档与电子档案管理规范
2021年5月，国家档案局发布行标，1.1 DA/T 88-2021产品数据管理(PDM) 系统电子文件归档与电子档案管理规范，描述了企业产品数据管理(PDM)系统形成的电子文件归档和归档后电子档案管理的方法。在5.3.3.1节中，描述“三维数模文件以原始格式和STEP、PDF/E等中性格式同时归档”。
图 DA/T 88-2021中三维模型文件归档的规定
小结
以上各个标准综合来看，在归档数据中，要归三维原始模型和STEP数据，以保证档案长周期存储的要求，在2022年度国家档案局科技项目获奖成果中，“卫星三维模型归档关键技术研究”科技项目课题的描述如下：“形成面向长期存档的三 维模型归档3种格式文件：原生格式、中性格式和轻量化格式，其中原生格式和中性格式可以最大限度地确保模型数据的再现和重新利用，而轻量化格式主要用于模型浏览。”
档案系统讲究“收管存用”，对于三维模型不仅是管，更要用，而且是好用、易用，因此本方案在三维模型归档时，除了原始模型和STEP模型外，提供了三维可视化模型的归档方案，解决了三维模型在档案系统中的利用问题。
未完待续......
