CN107766677A - 一种基于jt的舱室模型自动提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于JT的舱室模型自动提取方法，该方法通过对PDM系统中JT对象类型、编码以及舱室模型组成进行分析，基于舱室包围盒坐标、JT模型编码以及舱室与建造总段、区域的对照关系，提出了舱室JT模型自动提取方法，主要由类型过滤、编码过滤和坐标过滤等组成。本发明方法与人工提取方式、基于属性的提取方式相比，本发明在提取效率和准确率方面具有非常显著的优势，本发明方法对于不同CAD系统和PDM系统均具有普适性，可直接进行推广应用。

Description

一种基于JT的舱室模型自动提取方法

技术领域

本发明涉及舰船数字化设计技术，尤其涉及一种基于JT的舱室模型自动提取方法。

背景技术

大型舰船施工设计阶段，设计师经常需要从整船三维模型中提取一个区域(Zone)、一个系统(System)或一个舱室(Cabin)的模型，用于布置协调、干涉检查等。实际应用中，整船三维模型通常以某种形式在三维设计软件后台数据库中或是PDM系统中管理，如将整船三维模型以零件为最小单元转换为国际标准格式——JT轻量化模型，并将其上传到PDM系统中进行产品结构重构和基于BOM(Bill Of Materials)的管理。在此过程中，PDM系统中会产生大量的JT零件对象以及BOM节点对象。该结构中，叶子节点为JT零件对象，而其他节点均为BOM节点对象。如何从PDM系统中高效完整地提取用户所需的三维模型，如舱室内所有模型，是实际工程应用中面临的一个技术难题。

现有技术条件下，主要有两种方式从PDM系统中提取舱室三维模型。(1)用户手工从PDM系统某产品的BOM结构中选取所需的三维模型，并将其下载至本地。(2)利用PDM系统提供的按照模型属性(区域、系统编号)或舱室包围盒坐标来从整船模型中过滤出舱室所有的三维模型，并下载至本地。上述两种方式都存在一定的不足。第一种方式下，用户需要在BOM结构中选择舱室所在的建造总段、区域、系统，然后选择总段或区域下相关的结构、基座、水管、风管、设备等模型，自动化水平低，完全依靠人工参与，容易出现错选和漏选。第二种方式自动化程度有所提升，但一次只能提取一个舱室的三维模型，效率较低。通过软件性能测试，两种方式效率较低，不能满足工程应用需要，需要提高模型提取的自动化水平。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于JT的舱室模型自动提取方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于JT的舱室模型自动提取方法，包括以下步骤：

步骤1)设置各舱室的配置参数，包括：舱室所属产品代号、舱室与区域、舱室与总段的对照关系；以上参数在舱室自动提取工号中，需要用户预先配置；

步骤2)JT模型对象的名称与其产品代号ItemID相同，根据产品代号ItemID过滤PDM系统中的JT模型对象；所述JT模型在上传至PDM系统前已对其编码进行了规范化处理，JT模型编码包括：产品代号、模型类型标识码、分段号或区域号/系统号、顺序号；JT模型上传至PDM系统时，根据JT模型的名称以及BOM配置信息，PDM系统自动创建更高级的BOM节点对象以及JT模型对象，并自动搭建相应的BOM结构，每种JT模型对象具有唯一的类型ObjType和标识(ItemID)；

步骤3)根据JT模型对象的类型过滤出JT模型对象，即通过JT模型对象的类型，在PDM系统中排除BOM节点对象；

步骤4)根据舱室与区域、总段对照关系，利用ItemID号，对JT模型作进一步过滤；具体如下：

当JT模型对象的ItemID包含构成舱室模型的结构和基座所对应的标识码以及舱室所在的建造总段号时，或者ItemID包含有构成舱室模型的其他部件所对应的标识码以及舱室所属区域号时，则将该JT模型对象标记为舱室候选模型；

步骤5)根据舱室轴向包围盒AABB(Axis-Aligned Bounding Boxes)坐标及JT模型AABB坐标，对JT模型作进一步过滤；

根据用户事先设置的待提取舱室的AABB坐标以及JT模型AABB坐标，当候选JT模型位于待提取舱室包围盒内或与待提取舱室包围盒相交时，则认为该JT模型属于待提取舱室；否则，认为该JT模型不属于待提取舱室；

步骤6)将待提取舱室中过滤出来的所有的JT模型对象合并，生成待提取舱室的JT模型文件，该JT模型文件对应的JT模型具有与整船BOM结构相一致的装配结构，最后，将待提取舱室的JT模型文件导入到PDM系统中，导入完成后，在PDM系统中将看到生成的舱室新版本的三维模型。

本发明产生的有益效果是：本发明通过对PDM系统中JT对象类型、编码以及舱室模型组成进行分析，基于舱室包围盒坐标、JT模型编码以及舱室与建造总段、区域的对照关系，提出了舱室JT模型自动提取方法，提取效率与现有国内外流行的技术相比，具有显著优势。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的方法流程图；

图2是本发明实施例的一种自定义的船舶产品BOM结构；

图3是本发明实施例的舱室基本信息配置表示意图；

图4是本发明实施例的PDM系统中生成的舱室对象及JT三维模型示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明针对如何从PDM系统所管理的整船三维模型(JT格式)中提取舱室所有三维模型的问题，提供一种自动、批量提取方法。

JT模型在上传至PDM系统前已对其编码进行了规范化处理。模型编码通常由产品代号、模型类型标识码、分段号或区域号/系统号、顺序号组成，编码形式有字母、数字、连字符和空格。JT模型上传至PDM系统时，根据JT模型的名称以及BOM配置信息，自动创建更高级的BOM节点对象以及JT模型对象，并自动搭建相应的BOM结构，每种对象具有唯一的类型(ObjType)和标识(ItemID)，见表1和表2。因此，PDM中管理的对象有BOM节点对象、JT模型对象等。JT模型对象的名称与其ItemID号相同，包含有产品号、区域/系统或分段号。

表1 PDM中BOM节点对象的类型及唯一标识符

表2 PDM中JT模型对象的类型及唯一标识符

大型船舶舱室模型构成具体如下特点。从模型类型来看，包含了结构(S)、基座(AS)、设备(E)等7大类模型。从空间布置来看，舱室通常在一个区域内或跨多个区域，且其结构、基座模型属于一个或多个分段。因此，舱室模型是一定空间范围内所有类型的模型集合，这些模型均属于一个产品，并分别对应一个或多个区域(设备、管路、风管、管路支架、电缆通道)，以及一个或多个分段(结构、基座)。这个范围即舱室包围盒，当模型与舱室包围盒相交或被包含时，认为该模型属于该舱室。

进一步对JT模型对象和BOM节点对象的类型(ObjType)和唯一标识符(ItemID)进行分析，发现BOM节点对象的ItemID也包含了产品号、分段、区域/系统等信息，仅从ItemID难以过滤出JT模型对象。为此，需要结合对象类型，首先从系统中排除BOM节点对象，即图2所示的模块、区域、系统、分段节点对象。从设计师的角度而言，舱室与系统、分段Block的对应关系较难描述，而舱室所属产品、舱室所在区域以及舱室中结构、基座模型对应的建造总段信息较易获得。由于结构和基座类模型的分段Block号中前2位即为结构、基座模型所对应的建造总段号。因此，可以将舱室所属产品、所在的建造总段编号以及区域编号作为JT模型过滤的一个条件。而舱室与建造总段、区域的关系存在多对多的情形，有必要通过更为精确的舱室坐标信息来过滤零部件。由于JT模型带有包围盒坐标这一信息，同时设计师通过测量总布置图容易获得舱室包围盒坐标。因此，可以将舱室包围盒坐标作为JT模型过滤的另一个条件。

基于上述分析，确定将PDM系统中对象类型、JT模型名称包含的产品号、区域号或分段号以及JT模型蕴含的包围盒坐标作为JT模型过滤的条件。

(1)通过对象类型，可以排除BOM节点对象，过滤条件如下：

当对象类型ObjType＝＝U2_Struct||U2_AuxStr||

U2_CableTray||U2_Duct||U2_Pipe||U2_Support||U2_Equipment时，则该对象为JT模型对象(||表示逻辑或运算)。

(2)通过JT模型名称中的区域号或分段号，可以对(1)中过滤出的JT模型作进一步过滤，过滤的条件为：

当对象的ItemID包含字母S||AS以及舱室所在的建造总段号时，或者ItemID包含有字母E||P||SP||CT||D以及舱室所属区域号时，则该JT模型对象标记为舱室候选模型。

(3)通过舱室轴向包围盒AABB(Axis-Aligned Bounding Boxes)坐标可对舱室候选模型作精确过滤。根据用户事先设置的舱室A的AABB坐标以及JT模型AABB坐标，当候选JT模型位于舱室A包围盒内或与舱室A包围盒相交时，则认为该JT模型属于舱室A；否则，不属于舱室A。

轴向包围盒AABB的空间位置可由最小及最大坐标值定义。假设绿色大长方体为舱室包围盒，其他小长方体为不同JT模型的包围盒，假设JT模型的包围盒坐标表示为：P_min＝(P_{x_min}，P_{y_min}，P_{z_min})，P_max＝(P_{x_max}，P_{y_max}，P_{z_max})，舱室包围盒坐标表示为：C_min＝(C_{x_min}，C_{y_min}，C_{z_min})，C_max＝(C_{x_max}，C_{y_max}，C_{z_max})。则JT模型属于舱室的判断条件为(&&为并且)：

(P_{x_min}>＝C_{x_min}&&P_{x_max}<＝C_{x_max})&&

(P_{y_min}>＝C_{y_min}&&P_{y_max}<＝C_{y_max})&&

(P_{z_min}>＝C_{z_min}&&P_{z_max}<＝C_{z_max})

(4)将待提取舱室中过滤出来的所有的JT模型对象，进行合并，生成待提取舱室的JT模型文件，该JT模型文件对应的JT模型具有与整船BOM结构相一致的装配结构，最后，将待提取舱室的JT模型文件导入到PDM系统中，导入完成后，在PDM系统中将看到生成的舱室新版本的三维模型。

基于上述过滤方法，结合PDM系统提供的应用编程接口，研发了基于JT的舱室模型自动提取工具，具体实施方式如下。

考虑到PDM系统中管理多个产品的JT三维模型，同时每个产品的舱室数量大，舱室模型提取任务多，为减轻PDM服务器计算压力，将舱室JT模型自动提取过程分为模型过滤、下载、合并和回传四个基本阶段。模型过滤(类型过滤、名称过滤和坐标过滤)操作在服务器端完成，过滤出来的JT模型均下载到本地，在本地完成舱室JT模型合并后，再将舱室JT模型上传至服务器端PDM系统中进行管理，完整的实现流程如图1所示。

利用该工具从PDM系统中自动提取舱室三维模型具体方式如下。

步骤1：启动舱室模型自动提取工具。填写用户名、密码、舱室所在产品的产品代号。

步骤2：配置舱室基本信息。打开Excel格式的配置文件，该Excel包括两个sheet页，如图5所示，其中“coordinate”用于填写舱室与区域的对照关系以及在该区域中的包围盒坐标，“mapping”用于填写舱室所在的总段号。根据需要，可一次设置多个舱室的配置参数。

在图3(a)中配置了舱室151000、151100与区域1507、1508的对照关系，其中151000跨1507、1508这2个区域，最小及最大X、Y、Z坐标即为舱室在该区域中的空间范围。在图3(b)中配置了舱室151000、151100与建造总段05、06的对照关系。

步骤3：运行舱室模型提取功能。完成舱室的配置后，可开始进行舱室构建。首先，在PDM系统中依次按照类型过滤、名称过滤和坐标过滤，将舱室151000和151100中所有的结构、基座、设备等7大类型的模型过滤出来，并下载到本地。然后，该工具在本地对151000和151100中的JT模型分别进行合并，生成151000和151100舱室的JT模型文件，该JT模型具有与整船BOM结构相一致的装配结构。最后，将上述两个舱室的JT模型导入到PDM系统中。导入完成后，在PDM系统中将看到生成的舱室新版本的三维模型，如图4所示为舱室151000多次提取的三维模型。

本发明具有如下特点。

(1)用户配置好舱室与区域、建造总段对照关系后，可自动、批量提取一个或多个舱室的三维模型，且配置信息可重用。

(2)与人工提取方式、基于属性的提取方式相比，本发明中的方法在提取效率和准确率方面具有非常显著的优势。

(3)该方法中涉及的模型编码方法及模型自动提取方法，对于不同CAD系统和PDM系统均具有普适性，可直接进行推广应用。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于JT的舱室模型自动提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)设置各舱室的配置参数，包括：舱室所属产品代号、舱室与区域、舱室与总段的对照关系；

步骤2)JT模型对象的名称与其产品代号ItemID相同，根据产品代号ItemID过滤PDM系统中的JT模型对象；所述JT模型在上传至PDM系统前已对其编码进行了规范化处理，JT模型编码包括：产品代号、模型类型标识码、分段号或区域号/系统号、顺序号；JT模型上传至PDM系统时，根据JT模型的名称以及BOM配置信息，PDM系统自动创建更高级的BOM节点对象以及JT模型对象，并自动搭建相应的BOM结构，每种JT模型对象具有唯一的类型ObjType和标识；

步骤3)根据JT模型对象的类型过滤出JT模型对象，即通过JT模型对象的类型，在PDM系统中排除BOM节点对象；

步骤4)根据舱室与区域、总段对照关系，利用ItemID号，对JT模型作进一步过滤；具体如下：

当JT模型对象的ItemID包含构成舱室模型的结构和基座所对应的标识码以及舱室所在的建造总段号时，或者ItemID包含有构成舱室模型的其他部件所对应的标识码以及舱室所属区域号时，则将该JT模型对象标记为舱室候选模型；

步骤5)根据舱室轴向包围盒AABB坐标及JT模型AABB坐标，对JT模型作进一步过滤；

根据用户事先设置的待提取舱室的AABB坐标以及JT模型AABB坐标，当候选JT模型位于待提取舱室包围盒内或与待提取舱室包围盒相交时，则认为该JT模型属于待提取舱室；否则，认为该JT模型不属于待提取舱室；

步骤6)将待提取舱室中过滤出来的所有的JT模型对象合并，生成待提取舱室的JT模型文件，该JT模型文件对应的JT模型具有与整船BOM结构相一致的装配结构，最后，将待提取舱室的JT模型文件导入到PDM系统中，导入完成后，在PDM系统中将看到生成的舱室新版本的三维模型。