初探图形搜索技术的发展和应用

初探图形搜索技术的发展和应用关键字：PLM综合应用，几何相似性搜索，几何搜索，零部件缩减，相似件缩减北京翎瑞鸿翔科技李浩[摘要]：本文从图形搜索技术的广义定义出发，引入基于PLM系统的几何和图形搜索技术的探讨。着重介绍了图形搜索的基本原理是基于三维模型的扫描，同时提出几何相似性搜索(GeoSearch)的概念，及其在企业信息化领域的应用。最后本文分别以企业不同部门应用图形搜索技术进行零部件检索、缩减和重用的基本概念。图形搜索的定义图形搜索，在狭义上，针对PLM而言，是指以CAD数模作为搜索项在指定存储域进行的相似性检索，因此也被称为几何搜索。本文所说的CAD数模包含基于某种格式的CAD原始数据，中性交换格式，以及组成CAD数模的基本元素，如草图和特征等。成熟的，基于PLM信息化系统的图形可以上述一种或多种高元素作为搜索项。在此基础上，图形搜索应达到的目的是，排列出在指定域下与搜索项完全相同或足够相似的模型，同时列表中应表达相似性程度，并可根据需要进行排序。此外，相似性程度可被量化处理，并可由使用者进行设置和干预。图形搜索的基本原理图形搜索的基本原理是对数模（或特征等）进行扫描，在笛卡尔坐标系下形成以特征线描述的模型基本元素和构造函数，量化了的模型特征之间的对比形成了相似度排序。在量化比对过程中，将两个自由度方向上的绝对相似视为重点。如图1所示，左侧为示例螺栓数模。同一型号不同规格的螺栓模型在扫描过程中被视为在X/Y两个自由度方向的绝对相似，而由于规格不同造成公称长度的不同则可被忽略，当然忽略与否取决于用户对图形搜索参数的设置。在中间的扫描图线中，三个数模被认为波形相似，继而被列表为相似度较高的数模。图1.模型扫描的基本原理当然图形搜索本身具有它天然的局限性，首先，对模型尺寸的忽略容易造成图形相似，但尺寸差别较大的问题，比如一个简单的螺帽，M3规格和M24规格由于扫描波形一致，在外形上可以为认为是绝对的相似，但是尺寸缺相差较大。因此成熟的图形搜索系统一般都会让使用者选择是否忽略尺寸上的差别。其次，图形搜索本身无法知悉零部件的用户，系统只会从外形尺寸上进行比对，而无法综合考虑系统的其它因素，比如材质、色彩、重量、热处理等非几何因素，因此图形搜索一般需要会同传统的文本搜索一起，在文本中搜索中引入布尔运算，将与、或、非关系纳入进来，剔除不需要搜索结果，继而大幅优化搜索结果。图形搜索的基本介质和平台PLM应用领域的图形搜索技术一般是以CAD数模为基本介质，包含指定格式，或是基于某种CAD系统的几何模型文件，除此之外，为了广泛的提高图形搜索的使用范围，也常常将STEP、SAT、STL等通用交换格式纳入其中。在图形搜索技术发展的初期，系统往往仅能对一种格式，甚至是一种版本的数模进行比对，十分不便，如今已发展成为针对系统内全部系统格式数据的全域检索。在检索过程中，为使检索结果能够清晰易读，系统往往会自动生成模型的预览图，或三维视窗，以方便用户逐个对检索结果进行比对和查询。图形搜索技术的应用范围已大大拓展，除传统的软件版本以外，更衍生出桌面系统和基于广域网或局域网的搜索门户。桌面系统是指用户可由桌面启动该模块，随机为系统指定搜索域，这个搜索域可以是本机或服务器地址，也可以是PDM系统的存储空间，搜索项可以指定为位于任意位置的模型、特征甚至是草图，检索结果会全部列写于桌面窗口，并生成预览图供使用者调用。如图2所示。饥图2蒸.娘桌面拘化的废图形递搜索仁工具讯网络万化的或图形云搜索彼工具桌，往缎往会声指定众搜索宜域，携而搜捡索项捆则由屠用户帐上载椒形成情。功丹能与身前二伐者基巴本相钱同。蚂如图蛙3导所示边，右在上方听为用泼户自担行上矮载的贱搜索光项数偷模，傲在点兵击搜闷索按庄钮后匆，系胆统会炸列出柜指定员路径头下的家相似低模型小，页系面下商方的宾搜索选结果狱可根揪据尺翅寸和蚁形状舞相似位度排徒序。妈在搜趴索前汉，用欣户可骄根据视需要姿设置将搜索愤引擎恭的参瓦数，燥如是垫否剔步除尺绝寸差中别较惭大的浓模型浇，是清否考刷虑模剂型细唇节等辰等，颂当然薄也可族根据炉需要亏选择糕检索即精度缎，精困度越猪高自衬然耗悦费的宪检索床时间鄙也相棒对更疏多。央此外悔，用桌户可急对搜购索结恋果进芦行查模阅，裁点击盐某一葛搜索握结果独，用贤户可倘将其夺打开益在三涨维动驻态视好窗进垂行3晓60便°冲的拖神拽和昆旋转目。如览用户蚁需要锅做更拐进一青步的努比对针，可惹点击子比对脚按钮稠，所灶选结法果会漫自动煮与搜晕索项贵进行昨比对店，使唤结果智更加催清晰夹明了到，如党图4兴所示禾。钟图3听.旬网路翁化的弟图形挣搜索隐页面秆图4状.竞基于舰网络蒙页面巧的模腾型比劣对层系统顺化的哑图形栏搜索朵较以康上两济个介闸质，池在功屿能上殃自然脏更加捞丰富团，性孔能上丈也更俗加快始速和今可靠县。秩图5款.活系统捡化的隶模型膨比对银界面举以目裕前较铜为成淘熟的滑几何萄搜索令为例外，系肝统可坚针对切当前币主流挺的各察类C持AD绘系统重，进局行嵌罗入式谱模块御化操快作，副如图预5所葵示，拢基于谜Au承to似de释sk闹I钞nv叉en奥to同r系罢统，续将当暖前打剪开的累数模失文件禽作为额搜索命项，站在系烈统界笔面的差右侧小，会验自动尝列出孩相似伯模型抵，当渡用户探选择挖某一显模型倡进行热相似券性比问对时裳（界连面位射于图娱中下高方）巴，系耍统会垫用颜来色区熟分两填个模徒型的彻，其浸中蓝邀色为吓搜索回项，郑桔色廉为选乒中的钳搜索叹结果书，二元者重价合被流置于遣中央秤，完风全相于似的寒部分较做反茄灰处贤理，思而不播同之迷处则紫被高蹲亮显勉示出域来。税图形词搜索提技术晋在国贸外信烦息化岂系统搂当中阿的子应用变在企欧业信聪息化印流程辱中，盈图形扔搜索苏往往吓拥有危独特蒜的地仓位，强并发岁挥着翅不可病替代黑的作悼用。携综合德国外贝几家哈企业刊的使苦用情功况进险行简件单的故介绍赞，希货望能驰给处似于蓬妇勃发爬展当城中的欧中国虫企业土提供理有益掀的经艘验。押针对招设计离者林——桑找到狠相似制件担“究成功滥的企珠业拥辆有更退少的椒零部压件品贴种异”少，设饺计者涛在基诵于三礼维系彩统的螺机电雹产品眨开发百过程朋中如腐果能获够更注多的局应用刮成熟呼零部渣件，半提高翅企业赴资源慈的重家用比脱例，扒或直故接采若购成鸦熟的贿外购恩零部悼件，优意味肝着纷投入自更少宝的亦时间茶和投冤入，丘获得敏更成金熟可薄靠的箭系统恩性能肢。在液设计苏够一瓦个零鸡部件肉之前测，在完相关敢区域盆搜寻阶相似膀的零阔部件于，如联果可答用即眼无需呜重复指设计乐或建臂模。仔针对游标准霜化部芝门演——灭分类张和聚暗类何应用假图形赵搜索呀技术欣，标贞准化序或具惑有同之等职扎能的营企业坛部门伟可以喊迅速遗的在趣企业初模型另存艘储区话域内全将找呼到相帆似件耍，继库而辅闸助完窝成物柄料的免整理粘和分蓬类，鲜较以废往的曾文本贸搜索秘更没加准胖确而鹿不易祥出现稍遗漏勿，对薯于数汁据增围长速榆度较曲快的业企业疮而言垄，唉图形蚂搜索竟的臣引入债，具搜有更板明显猫的谎实践皮效果智。朝图6桥.渔应用豆图形幻搜索灭辅助概零部倡件的锁分类凑与聚棚类江针对娘信息移化管答理部枣门找——烟零部堂件数狗据资锦源的乘有效震缩减赢经过跃一段姐的应骂用，工PD缸M中理或多屡或少箱存在抹“依一物辨多码模”亡现象愉，当租然缩泪减零喝部件惑品种驴是一宣项复喂杂的绣工作嫁，需俭要多粪个部肢门的遗努力归和协俭同，妥才会伴有效鸭果。挎图形绪搜索币也只滴能在候一定争程度慢上帮举助企顶业缩阀减物但料，惊解决吵出现删的问趴题，宰药到矿病除伟的偏妹方往行往很萄难真良的找悼到惧。知在空立中客庆车公参司的投A4全00罚M和热A3亚80苍工程守中，拜空客泉初次瞎引进耕Ge苍oS醉ea丈rc渴h几眉何相姐似性迎搜索晌技术乞进行傲测试叉应用呀，其鞠结果属令人兔惊讶阔，在胸通用吹件范冠畴内廉，A关40炕0M解竟未扁新建伟一个平数模据，全五部所编需数弃据均究通过捷几何栗搜索贞在以犹往数勇据中亲找到蜡并应三用，启仅此佣一项汪经初晋步计拥算，替就节抵约建绕模时佛间7朱5%帅。在省A3棋80并测试冠项目眼中，俘零部狭件的送重用弹比例眉高达衔40洋%。鼠当然翅，取轨得这棵样的振效果袄与该永企业客高水障平的包管理切，以脱及长封期坚微持的誉信息炒化应术用规摘范有途着紧泥密的络关系竟。但鉴是可组以认残为图伍形搜控索在斧企业市管理姑环节无所能瓦发挥天的作袭用是争独特罚和不彩可替渡代的丽。榆图形皂搜索涨技术优蕴含滩的巨白大填意义碰图形悼搜索固技术盐颠覆牵了以欣往传惭统的妇文本绘搜索祥方式兆，是诊信息坝化时尚代发周展的匀又一脾个里苍程碑膨。可砖以这减样认肝为，小在信斥息爆静炸的敌当今岭社会馅，基秘于普设通图淹片格巨式的刑相似形性搜已索功削能将抬成为盯下一律个阶立段的妥发展颂方向柜。荒以图末形搜步索为鹿代表测的复杆合搜哄索方蝇式，赠将得斩到越惕来越站广泛矮的发抗展和据应用筐。图慰形搜蚂索技飞术无童论在塑有效动时间极、人浓力资槽源缩舅减方俯面，养还是婆在企红业零幸部件找数据侧资源先管理芹和整辜合方假面都恶拥有裙巨大惜的技挡术优代势。记在P列LM携领域朗，成搞排的溪磁盘虾柜不论再是叼企业势信息库化砖的纪嘴念塔桌，数案以千宅百G辰的的镰数据膨让无羊数管庭理者拾和使外用者竹头疼标不已智。如赴前文级所述谁，依申赖一朱两项宅新技告术来凳解决阻信息复化进坊程中收的困熟难和白问题关，是愈不现农实的乎。在躁这样家的情道况下君，进单一步秀完善痕基础杰数据虫管理霜，