CN111400822B - 一种用于spd系统的三维作业指导书自动生成系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于SPD系统的三维作业指导书自动生成系统和方法，所述系统包括：三维模型转换模块，所述三维模型转换模块与所述SPD系统连接，所述三维模型转换模块用来根据船体和舾装两个专业的模型在SPD系统中定义规则的不同特点，将SPD系统中的船体结构模型和舾装结构模型转换输出成预定生成的三维作业指导书所需要的三维模型；三维标注生成模块，所述三维标注生成模块与所述SPD系统连接，所述三维标注生成模块将基于所述SPD系统自动生成的关于船体结构模型和舾装结构模型的二维标注转换输出成三维标注；工艺信息提取与仿真模块。本发明能够基于SPD系统自动生成三维作业指导书，实现作业指导书的无纸化和数字化，提高作业人员的生产效率。
Description
技术领域
本发明属于智能制造领域，具体涉及一种用于SPD系统的三维作业指导书自动生成系统和方法。
背景技术
船舶产品设计(Ship Product Design，SPD)系统是提高我国船舶设计、建造的创新能力的一种具有自主知识产权的设计软件系统。该系统基于OpenGL开发具有自主知识产权的三维CAD图形平台，具有船体结构设计、管系设计、风管设计、电气设计、铁舾件设计和涂装生产设计等功能。通过实体和参数化建模技术为建立具有完整拓扑关系的船舶产品模型提供了有力手段，并通过与其他系统的数据接口实现异构CAD的数据和信息集成，为厂、所协同设计创造技术条件等。
在船舶领域，船舶制造过程中的装配环节一般需要作业指导书作为参考，作业指导书是机械制造生产过程中不可或缺的文件之一。考虑到SPD系统广泛用于我国船舶制造行业的设计制造过程中，所以适用于SPD系统的高效作业指导书自动生成方法对于船舶生产制造具有很大的意义。
与工艺纸质文件不同的是，作业指导书应该具有较好的指导性，并应该简洁明了、通俗易懂。传统的二维作业指导书多以文字叙述为主，可能会辅以二维图样或者实际生产过程中拍摄的照片，其主要思路是以产品的结构为导向，引导操作者进行操作。目前看来，这种模式存在一定的局限性，操作者无法快速准确地获得信息，从而降低了工作效率。随着计算机技术的深入发展，纸质工艺文件逐步被数字化三维作业指导书所取代，三维作业指导书是一种数字化的工艺文件，其内容应包括产品设计信息、制造资源信息、工艺设计信息及工艺仿真动画。
经对现有技术的文献检索发现，刘详博等在《面向船舶建造的三维作业指示设计技术研究》一文中提出了新型的工艺表达模式的三维作业指示方法，将三维作业指示用于船舶建造行业，重点研究了三维作业的形式和内容。然而该文也存在一些技术缺陷和不足：(1)辅助文字过多，使得操作人员可能无法有效关注到重点信息；(2)缺少必要的动画引导。
经对现有技术的文献检索发现，郭具涛等在《基于3DVIA Composer的三维装配作业指导书编制技术研究》一文中提出了用于船舶装配作业过程的指导书，此指导书可以很好的显示装配体工艺信息，并配以动画的形式展示装配动画。然而该文的方法也存在一些技术缺陷和不足：此类指导书的生成基于国外CAD软件，并需要中间经过软件3DVIAComposer进行工艺编辑后才能生成可嵌入到3D PDF的作业指导信息，过程复杂。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于SPD系统的三维作业指导书自动生成系统和方法，本发明的部分实施例能够快速生成指示信息更全面的三维作业指导书，保证作业指导书生成的高效率和高质量。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于SPD系统的三维作业指导书自动生成系统，所述系统包括：三维模型转换模块，所述三维模型转换模块与所述SPD系统连接，所述三维模型转换模块用来根据船体和舾装两个专业的模型在SPD系统中定义规则的不同特点，将SPD系统中的船体结构模型和舾装结构模型转换输出成预定生成的三维作业指导书所需要的三维模型；三维标注生成模块，所述三维标注生成模块与所述SPD系统连接，所述三维标注生成模块将基于所述SPD系统自动生成的关于船体结构模型和舾装结构模型的二维标注转换输出成三维标注；工艺信息提取与仿真模块，所述三维标注生成模块与所述SPD系统连接，所述三维标注生成模块自所述SPD系统中提取相关工艺信息，进行结构化组织，并通过将相关零部件模型导入到仿真软件中生成工艺仿真动画；三维作业指导书模板模块，所述三维作业指导书模板模块与所述三维模型转换模块、三维标注生成模块、工艺信息提取与仿真模块均连接，所述三维作业指导书模板模块按照预定生成的三维作业指导书搭建布局结构；以及
三维作业指导书生成模块，所述三维作业指导书生成模块与所述三维作业指导书模板模块连接，所述三维作业指导书生成模块用来将所述三维模型、三维标注、工艺信息与仿真动画加载至所述布局结构，生成三维作业指导书。
一种用于SPD系统的三维作业指导书自动生成方法，所述方法包括：a、根据船体和舾装两个专业的模型在SPD系统中定义规则的不同特点，将SPD系统中的船体结构模型和舾装结构模型转换输出成预定生成的三维作业指导书所需要的三维模型；b、将基于所述SPD系统自动生成的关于船体结构模型和舾装结构模型的二维标注转换输出成三维标注；c、自所述SPD系统中提取相关工艺信息，进行结构化组织，并通过将相关零部件模型导入到仿真软件中生成工艺仿真动画；d、按照预定生成的三维作业指导书搭建布局结构；e、将所述三维模型、三维标注、工艺信息与仿真动画加载至所述布局结构，生成三维作业指导书。
优选地，所述a中包括：在获取SPD模型数据后，对模型专业类别进行判断：若是舾装模型，按照模型的对应的实体类别直接输出实体定义数据；若是船体模型，对模型的直线圆弧样条边界进行轻量化划分化后输出三角面片数据。
优选地，所述对模型的直线圆弧样条边界进行轻量化划分化后输出三角面片数据包括：获取船体结构模型边界的直线圆弧样条定义数据；根据划分需求设置圆弧段拱高阈值σ；判断AB段圆弧拱高H是否大于拱高阈值σ；若H大于σ,则AB段圆弧需要划分，开始计算AB段圆弧的划分角度，并继续后续步骤；若H不大于σ,则AB段圆弧不再需要划分；根据划分角度计算AB段圆弧的划分分段数量；计算AB圆弧段内部的系列划分节点P；输出结构模型的系列三角面片节点数据。
优选地，所述b包括：获取SPD图纸上二维视图中的二维标注数据；提取二维标注的标注平面法矢、标注基点、标注内容以及所在的视图坐标系；获取对应模型的三维局部坐标系；根据获取的两个坐标系，由二维标注的标注平面法矢转换计算出三维标注的标注平面法矢，由二维标注的标注基点转换计算出三维标注的标注基点；通过三维标注平面法矢、三维标注基点、保持不变的标注内容构建三维标注数据；按照特定格式输出三维标注数据的Json文件。
优选地，所述由二维标注的标注平面法矢转换计算出三维标注的标注平面法矢包括：获取二维标注平面的法矢W；使用三维模型的局部坐标系构建矩阵，对法矢W进行转换计算，获取三维标注平面的法矢W＇。
优选地，所述由二维标注的标注基点转换计算出三维标注的标注基点包括计算船体结构三维标注基点、计算舾装结构三维标注基点，所述计算船体结构三维标注基点包括：获取二维标注基点P(UP,VP,0)；使用三维模型的局部坐标系构建矩阵，对基点P进行转换计算，获取对应的初始三维点P＇(XP＇,YP＇,ZP＇)；三维点P＇与三维标注平面的法矢W＇确定一空间直线L，直线L与三维模型实体相交产生一系列交点(P1、P2、P3……)，其中在W＇方向上距离初始P＇点距离最远的交点，即作为二维标注基点对应的最终三维标注基点P＇；所述计算舾装结构三维标注基点包括：获取二维标注基点P(UP,VP,0)；使用三维模型的局部坐标系构建矩阵，对基点P进行转换计算，获取对应的初始三维点P＇(XP＇,YP＇,ZP＇)；三维点P＇与三维标注平面的法矢W＇确定一空间直线L，求取距离直线L最近的三维舾装(管子、风管等)模型节点Node，并作为最终的三维标注基点P＇。
优选地，所述c包括：获取三维模型；若是舾装结构模型，则通过模型读取舾装部件信息，并将模型导入到Delmia仿真软件中；若是船体结构模型，则通过模型读取船体零部件信息，并将模型导入到Delmia仿真软件中；通过模型的零部件信息计算生成工艺信息xml文件，通过在Delmia中对模型进行动画编辑生成仿真动画视频。
优选地，所述布局结构包括：表头区域：位于指导书顶部，用于对当前三维作业指导书的名称、作业人员、主技术概况信息进行集中展示；工艺结构树区域：位于指导书左侧，通过使用结构树对需要渲染的信息进行结构化组织和展示，展示当前零件中各部分部件的工艺顺序，支持各种结构树的基本操作，以及与模型交互窗口中模型的关联互动；三维模型区域：位于指导书中间，用于展示三维模型、三维标注，支持三维空间中旋转、移动、缩放、透明、隐藏的模型交互功能；工艺属性列表区域：位于指导书右侧，通过使用数据列表对零部件的部件属性信息进行条目化展示，并支持与模型交互窗口中模型的关联互动；功能按钮区域：包含导入数据、结构树、属性列表、基本视图、工艺指导等功能按钮，其中，导入数据功能用以导入所述的三维模型、三维标注、工艺信息、仿真动画；结构树和属性列表功能用以调出和隐藏工艺结构树和属性列表；基本视图功能包含了前视图、后视图、左视图、右视图、俯视图、仰视图的正向视图选择功能，方便用户以特定视图方向展示并查看当前零部件；工艺指导功能能够加载并播放当前零部件的生产工艺仿真动画视频，用以对零部件的工艺过程进行动态演示，并辅以必要的作业质量要求的文字说明，辅助操作人员的观看与操作。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明解决了三维模型转换输出、三维标注自动生成等关键问题，实现了从CAD系统到自定义三维作业指导平台的直接数据对接，提高了三维作业指导书生成的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明方法的流程示意图。
图2为三维模型转换技术路线示意图。
图3为SPD舾装结构模型的实体转换技术路线图。
图4为SPD船体结构模型的边界直线圆弧样条示意图。
图5为SPD船体结构模型的轻量化技术路线图。
图6为三维标注生成技术路线示意图。
图7为三维标注平面法矢计算示意图。
图8为SPD船体结构的三维标注基点计算示意图。
图9为SPD舾装结构的三维标注基点计算示意图。
图10为工艺信息提取与仿真动画技术路线示意图。
图11为三维作业指导书模板示意图。
图12为三维作业指导书生成技术路线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本实施例提供一种用于SPD系统的三维作业指导书自动生成系统，参见图1所示，包括：三维模型转换模块、三维标注生成模块、工艺信息提取与仿真模块、三维作业指导书模板模块和三维作业指导书生成模块，其中：三维模型转换模块对SPD系统的模型进行转换输出用于表达；三维标注生成模块是基于SPD模型的二维标注生成三维标注；工艺信息提取与仿真模块对船舶制造零部件的制造工艺信息进行提取与仿真；三维作业指导书模板模块对上述三维作业指导信息进行结构化组织与布局的模块；三维作业指导书生成模块是基于三维作业指导书模板，对上述三维模型、三维标注、工艺信息进行集成展示，并发布用于指导现场生产的电子版三维作业指导书的部分。
(一)本实施案例中首先是三维模型转换模块，该模块功能是将SPD系统中建立的船舶各专业零部件模型转换为三维作业指导书可以使用的数字化三维模型数据。在SPD系统中，舾装结构模型使用的实体类别有15种，船体结构模型使用SPD特有的直线圆弧样条曲线进行表达。船体结构模型数据量在总模型数据量中占比较大，对船体结构模型进行轻量化，可以大幅压缩中间模型数据交换文件，降低对三维作业指导终端的计算机资源的要求，满足制造现场快速浏览三维模型的需求。
如图2所示，本模块采用如下实施步骤：
(1)在获取SPD模型数据后，对模型专业类别进行判断；
(2)若是舾装模型，按照模型的对应的实体类别直接输出实体定义数据；
(3)若是船体模型，对模型的直线圆弧样条边界进行轻量化划分化后输出三角面片数据；
(4)对于上述获得的模型数据，按照特定格式输出为模型Json文件，供三维作业指导平台使用。
如图3所示，SPD使用15种实体类型来构建舾装结构的模型，对舾装结构的模型进行定义输出的实施步骤为：
(1)获取舾装结构的模型实体数据；
(2)根据所属的具体实体类别，输出与其实体类别相对应的定义数据。
如图4所示，SPD系统使用直线圆弧样条曲线ABC对船体模型边界进行描述，其描述格式为(A点坐标，AB段圆弧的半径R，B点的坐标，BC段直线的半径(为0)，C点坐标)。对曲线ABC的划分，就是将AB段圆弧用一系列数量有限且首尾相接的直线段进行近似拟合，进而将曲线ABC全部转换为直线段。对曲线ABC的轻量化控制，就是根据需求将圆弧段AB划分得到的直线段数量控制在有限范围内。
如图5所示，对边界直线圆弧样条曲线ABC的轻量化划分实施步骤为：
(1)获取船体结构模型边界的直线圆弧样条定义数据；
(2)根据划分需求设置圆弧段拱高阈值σ；
(3)判断AB段圆弧拱高H是否大于拱高阈值σ；
(4)若H大于σ,则AB段圆弧需要划分，开始计算AB段圆弧的划分角度，并继续后续步骤；若H不大于σ,则AB段圆弧不再需要划分；
(5)根据划分角度计算AB段圆弧的划分分段数量；
(6)计算AB圆弧段内部的系列划分节点P；
(7)输出结构模型的系列三角面片节点数据。
(二)本实施案例中的三维标注生成模块，该模块功能是基于SPD系统自动生成的二维标注直接转换生成可供三维作业指导平台使用的三维标注。
SPD系统自动生成二维标注的逻辑是：在三维模型空间中，每一个三维模型均对应一个三维局部坐标系O-XYZ，O-XYZ非标准坐标系。在这个O-XYZ三维局部非标准坐标系中，按照一个特定方向对三维模型进行投影即可获得在二维图纸视图上展示的二维图形，二维图纸上的视图坐标系为O’-UVW，O’-UVW为标准坐标系(U(1,0,0),V(0,1,0),W(0,0,1))，W向垂直于二维图纸向上，模型的二维图形与二维标注均绘制于UOV平面上。二维工程图纸上的二维视图图形与三维设计模型一一对应，视图坐标系O’-UVW与三维局部坐标系O-XYZ一一对应。
由二维标注生成三维标注，关键在于根据二维标注的数据，通过两个坐标系反向转换计算出三维标注在三维空间中的标注基点和标注平面法矢，标注的内容则保持不变。
如图6所示，由二维标注转换生成三维标注的实施步骤为：
(1)获取SPD图纸上二维视图中的二维标注数据；
(2)提取二维标注的标注平面法矢、标注基点、标注内容以及所在的视图坐标系；
(3)获取对应模型的三维局部坐标系；
(4)根据获取的两个坐标系，由二维标注的标注平面法矢转换计算出三维标注的标注平面法矢，由二维标注的标注基点转换计算出三维标注的标注基点；
(5)通过三维标注平面法矢、三维标注基点、保持不变的标注内容构建三维标注数据；
(6)按照特定格式输出三维标注数据的Json文件。
如图7所示，计算三维标注平面法矢的实施步骤为：
(1)获取二维标注平面的法矢W；
(2)使用三维模型的局部坐标系构建矩阵，对法矢W进行转换计算，获取三维标注平面的法矢W＇。
如图8所示，计算船体结构三维标注基点的实施步骤为：
(1)获取二维标注基点P(UP,VP,0)；
(2)使用三维模型的局部坐标系构建矩阵，对基点P进行转换计算，获取对应的初始三维点P＇(XP＇,YP＇,ZP＇)，方法与上述转换计算三维标注平面法矢一样；
(3)三维点P＇与三维标注平面的法矢W＇确定一空间直线L，直线L与三维模型实体相交产生一系列交点(P1、P2、P3……)，其中在W＇方向上距离初始P＇点距离最远的交点，
即作为二维标注基点对应的最终三维标注基点P＇。
如图9所示，计算舾装结构三维标注基点的实施步骤为：
(1)获取二维标注基点P(UP,VP,0)；
(2)使用三维模型的局部坐标系构建矩阵，对基点P进行转换计算，获取对应的初始三维点P＇(XP＇,YP＇,ZP＇)，方法与上述转换计算三维标注平面法矢一样；
(3)三维点P＇与三维标注平面的法矢W＇确定一空间直线L，求取距离直线L最近的三维舾装(管子、风管等)模型节点Node，并作为最终的三维标注基点P＇。
(三)本实施案例中的工艺信息提取与仿真模块，该模块的功能是提取零部件的生产工艺数据，并生成相应的工艺指导仿真动画。SPD系统中的模型均关联有部件属性，部件属性是计算制造属性信息的基础。而工艺仿真动画对生产工艺过程中的每一步骤都有相应的动画以及相关信息指示，实现对整个工艺过程的逐步细致的动态指导。
如图10所示，实现工艺信息提取与仿真的实施步骤为：
(1)获取三维模型；
(2)若是舾装结构模型，则通过模型读取舾装部件信息，并将模型导入到Delmia仿真软件中；
(3)若是船体结构模型，则通过模型读取船体零部件信息，并将模型导入到Delmia仿真软件中；
(4)通过模型的零部件信息计算生成工艺信息xml文件，通过在Delmia中对模型进行动画编辑生成仿真动画视频。
(四)本实施案例中的三维作业指导模板模块，该模块的功能是通过结合作业现场所需，在分析三维作业指导书具体内容的基础上，对指导书进行结构化的整体布局，使得三维作业指导书能形式合理，贴合生产实际，满足生产所需。
如图11所示，三维作业指导模板包括如下几部分：
(1)表头区域：该区域位于指导书顶部，用于对当前三维作业指导书的名称、作业人员、主技术等概况信息进行集中展示；
(2)工艺结构树区域：该区域位于指导书左侧，在该窗口中通过使用结构树对三维模型、三维标注等需要渲染的信息进行结构化组织和展示，展示当前零件中各部分部件的工艺顺序，支持各种结构树的基本操作，以及与模型交互窗口中模型的关联互动；
(3)三维模型区域：该区域位于指导书中间，用于展示三维模型、三维标注等三维信息，支持旋转、移动、缩放、透明、隐藏等各种三维空间中的模型交互功能；
(4)工艺属性列表区域：该区域位于指导书右侧，在该区域中通过使用数据列表对零部件的部件属性信息等进行条目化展示，并支持与模型交互窗口中模型的关联互动；
(5)功能按钮区域：该区域主要包含导入数据、结构树、属性列表、基本视图、工艺指导等功能按钮。其中，导入数据功能用以导入转换得到的SPD模型、标注、工艺信息、仿真动画等三维作业指导数据；结构树和属性列表功能主要用以调出和隐藏工艺结构树和属性列表；基本视图功能主要包含了前视图、后视图、左视图、右视图、俯视图、仰视图等正向视图选择功能，方便用户以特定视图方向展示并查看当前零部件；工艺指导功能可以加载并播放当前零部件的生产工艺仿真动画视频，用以对零部件的工艺过程进行动态演示，并辅以必要的作业质量要求等文字说明，辅助操作人员的观看与操作。
(五)本实施案例中的三维作业指导书生成模块，该模块可依据三维作业指导模板的结构化布局，对三维作业指导数据进行快速组织，快速生成供现场生成使用的三维作业指导书，三维作业指导书包括了三维模型、三维标注、零部件属性信息、工艺仿真动画等部分。
如图12所示，实现三维作业指导书生成的具体实施步骤如下：
(1)导入从SPD系统转换得到的三维作业指导数据文件，包括模型Json文件、标注Json文件、制造属性Xml文件、工艺仿真动画视频等；
(2)通过模型ID对三维模型、三维标注、零部件属性等信息进行关联集成，使得三者之间可以通过模型ID做到数据层的关联查询；
(3)通过三维渲染，将三维模型和三维标注直接显示在三维模型交互区域中，支持对三维模型与三维标注进行三维交互操作(显示、隐藏、高亮、透明)；
(4)通过结构化组织，将零部件三维模型映射成结构树，显示在工艺结构树区域中，点击结构树的模型节点，三维模型交互区域中相应的三维模型会跟随高亮；
(5)通过按序展示，将零部件的属性信息展示在右侧的属性列表区域中，点击列表中的部件属性条目，三维模型交互区域中相应的三维模型会跟随高亮；
(6)通过自动加载，将零部件相应的工艺仿真动画加载在三维作业指导书模板的仿真动画播放窗口中，可实现对当前零部件制造工艺过程的仿真引导。
(7)对整个模型的所有设计信息以及工艺信息集成，将集成的数据显示在界面中，最后生成三维作业指导书，通过三维作业指导书可以查看当前操作的工艺信息，也可以通过键盘上下键查看不同工步的操作信息。
本发明能够基于SPD系统自动生成三维作业指导书，实现作业指导书的无纸化和数字化，提高作业人员的生产效率。
尽管上述实施例已对本发明作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本发明的精神以及范围之内。
Claims (9)
1.一种用于SPD系统的三维作业指导书自动生成系统，其特征在于，所述系统包括：
三维模型转换模块，所述三维模型转换模块与所述SPD系统连接，所述三维模型转换模块用来根据船体和舾装两个专业的模型在SPD系统中定义规则的不同特点，将SPD系统中的船体结构模型和舾装结构模型转换输出成预定生成的三维作业指导书所需要的三维模型；
三维标注生成模块，所述三维标注生成模块与所述SPD系统连接，所述三维标注生成模块将基于所述SPD系统自动生成的关于船体结构模型和舾装结构模型的二维标注转换输出成三维标注；
工艺信息提取与仿真模块，所述三维标注生成模块与所述SPD系统连接，所述三维标注生成模块自所述SPD系统中提取相关工艺信息，进行结构化组织，并通过将相关零部件模型导入到仿真软件中生成工艺仿真动画；
三维作业指导书模板模块，所述三维作业指导书模板模块与所述三维模型转换模块、三维标注生成模块、工艺信息提取与仿真模块均连接，所述三维作业指导书模板模块按照预定生成的三维作业指导书搭建布局结构；以及
三维作业指导书生成模块，所述三维作业指导书生成模块与所述三维作业指导书模板模块连接，所述三维作业指导书生成模块用来将所述三维模型、三维标注、工艺信息与仿真动画加载至所述布局结构，生成三维作业指导书。
2.一种用于SPD系统的三维作业指导书自动生成方法，其特征在于，所述方法包括：
a、根据船体和舾装两个专业的模型在SPD系统中定义规则的不同特点，将SPD系统中的船体结构模型和舾装结构模型转换输出成预定生成的三维作业指导书所需要的三维模型；
b、将基于所述SPD系统自动生成的关于船体结构模型和舾装结构模型的二维标注转换输出成三维标注；
c、自所述SPD系统中提取相关工艺信息，进行结构化组织，并通过将相关零部件模型导入到仿真软件中生成工艺仿真动画；
d、按照预定生成的三维作业指导书搭建布局结构；
e、将所述三维模型、三维标注、工艺信息与仿真动画加载至所述布局结构，生成三维作业指导书。
3.根据权利要求2所述的用于SPD系统的三维作业指导书自动生成方法，其特征在于，所述a中包括：
在获取SPD模型数据后，对模型专业类别进行判断：若是舾装模型，按照模型的对应的实体类别直接输出实体定义数据；若是船体模型，对模型的直线圆弧样条边界进行轻量化划分化后输出三角面片数据。
4.根据权利要求3所述的用于SPD系统的三维作业指导书自动生成方法，SPD系统使用直线圆弧样条曲线ABC对船体模型边界进行描述，其描述格式为(A点坐标，AB段圆弧的半径R，B点的坐标，BC段直线的半径，C点坐标)，其特征在于，所述对模型的直线圆弧样条边界进行轻量化划分化后输出三角面片数据包括：
获取船体结构模型边界的直线圆弧样条定义数据；
根据划分需求设置圆弧段拱高阈值σ；
判断AB段圆弧拱高H是否大于拱高阈值σ；
若H大于σ,则AB段圆弧需要划分，开始计算AB段圆弧的划分角度，并继续后续步骤；若H不大于σ,则AB段圆弧不再需要划分；
根据划分角度计算AB段圆弧的划分分段数量；
计算AB圆弧段内部的系列划分节点P；
输出结构模型的系列三角面片节点数据。
5.根据权利要求2所述的用于SPD系统的三维作业指导书自动生成方法，其特征在于，所述b包括：
获取SPD图纸上二维视图中的二维标注数据；
提取二维标注的标注平面法矢、标注基点、标注内容以及所在的视图坐标系；
获取对应模型的三维局部坐标系；
根据获取的两个坐标系，由二维标注的标注平面法矢转换计算出三维标注的标注平面法矢，由二维标注的标注基点转换计算出三维标注的标注基点；
通过三维标注平面法矢、三维标注基点、保持不变的标注内容构建三维标注数据；
按照特定格式输出三维标注数据的Json文件。
6.根据权利要求5所述的用于SPD系统的三维作业指导书自动生成方法，其特征在于，所述由二维标注的标注平面法矢转换计算出三维标注的标注平面法矢包括：
获取二维标注平面的法矢W；
使用三维模型的局部坐标系构建矩阵，对法矢W进行转换计算，获取三维标注平面的法矢W＇。
7.根据权利要求5所述的用于SPD系统的三维作业指导书自动生成方法，其特征在于，所述由二维标注的标注基点转换计算出三维标注的标注基点包括计算船体结构三维标注基点、计算舾装结构三维标注基点，所述计算船体结构三维标注基点包括：
获取二维标注基点P(UP,VP,0)；
使用三维模型的局部坐标系构建矩阵，对基点P进行转换计算，获取对应的初始三维点P＇(XP＇,YP＇,ZP＇)；
三维点P＇与三维标注平面的法矢W＇确定一空间直线L，直线L与三维模型实体相交产生一系列交点(P1、P2、P3……)，其中在W＇方向上距离初始P＇点距离最远的交点，即作为二维标注基点对应的最终三维标注基点P＇；
所述计算舾装结构三维标注基点包括：
获取二维标注基点P(UP,VP,0)；
使用三维模型的局部坐标系构建矩阵，对基点P进行转换计算，获取对应的初始三维点P＇(XP＇,YP＇,ZP＇)；
三维点P＇与三维标注平面的法矢W＇确定一空间直线L，求取距离直线L最近的三维舾装(管子、风管等)模型节点Node，并作为新的三维标注基点P＇。
8.根据权利要求2所述的用于SPD系统的三维作业指导书自动生成方法，其特征在于，所述c包括：
获取三维模型；
若是舾装结构模型，则通过模型读取舾装部件信息，并将模型导入到Delmia仿真软件中；
若是船体结构模型，则通过模型读取船体零部件信息，并将模型导入到Delmia仿真软件中；
通过模型的零部件信息计算生成工艺信息xml文件，通过在Delmia中对模型进行动画编辑生成仿真动画视频。
9.根据权利要求2所述的用于SPD系统的三维作业指导书自动生成方法，其特征在于，所述布局结构包括：
表头区域：位于指导书顶部，用于对当前三维作业指导书的名称、作业人员、主技术概况信息进行集中展示；
工艺结构树区域：位于指导书左侧，通过使用结构树对需要渲染的信息进行结构化组织和展示，展示当前零件中各部分部件的工艺顺序，支持各种结构树的基本操作，以及与模型交互窗口中模型的关联互动；
三维模型区域：位于指导书中间，用于展示三维模型、三维标注，支持三维空间中旋转、移动、缩放、透明、隐藏的模型交互功能；
工艺属性列表区域：位于指导书右侧，通过使用数据列表对零部件的部件属性信息进行条目化展示，并支持与三维模型区域中模型的关联互动；
功能按钮区域：包含导入数据、结构树、属性列表、基本视图、工艺指导等功能按钮，其中，导入数据功能用以导入所述的三维模型、三维标注、工艺信息、仿真动画；结构树和属性列表功能用以调出和隐藏工艺结构树和属性列表；基本视图功能包含了前视图、后视图、左视图、右视图、俯视图、仰视图的正向视图选择功能，方便用户以特定视图方向展示并查看当前零部件；工艺指导功能能够加载并播放当前零部件的生产工艺仿真动画视频，用以对零部件的工艺过程进行动态演示，并辅以必要的作业质量要求的文字说明，辅助操作人员的观看与操作。
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