專利名稱：基于可視化技術(shù)的飛機(jī)產(chǎn)品研制進(jìn)度監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于大型飛機(jī)研制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種基于可視化技術(shù)的飛機(jī)產(chǎn)品研制進(jìn)度監(jiān)控方法。
背景技術(shù)：
可視化(Visualization)是利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形或圖像在屏幕上顯示出來(lái)，并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。它涉及到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域，成為研究數(shù)據(jù)表示、數(shù)據(jù)處理、決策分析等一系列問題的綜合技術(shù)。復(fù)雜產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)輕量化技術(shù)基于非幾何信息過濾，曲線、曲面簡(jiǎn)化，通用壓縮算法數(shù)據(jù)壓縮等步驟對(duì)初始產(chǎn)品模型進(jìn)行簡(jiǎn)化。隨著計(jì)算機(jī)造型技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的深入，計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)中三維模型的復(fù)雜程度不斷提高，尤其對(duì)于像飛機(jī)產(chǎn)品研制這樣一項(xiàng)協(xié)同化難度大、復(fù)雜程度高、信息數(shù)據(jù)量大的龐大系統(tǒng)工程，對(duì)其動(dòng)態(tài)圖形圖像顯示，實(shí)時(shí)交互反應(yīng)的要求往往超出了計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，因而在復(fù)雜三維模型的顯示處理過程中通常采用多分辨率顯示技術(shù)。從本質(zhì)上說，多分辨率顯示技術(shù)就是將需要顯示的內(nèi)容進(jìn)行預(yù)先的處理，并且將結(jié)果利用系統(tǒng)資源存儲(chǔ)起來(lái)。在進(jìn)行顯示操作時(shí)，通過利用預(yù)先處理的顯示模型加快顯示的速度。目前三維模型多分辨率模型的生成算法可分為靜態(tài)生成法和動(dòng)態(tài)生成法兩種。靜態(tài)生成法占用系統(tǒng)資源較多，但其顯示效率較高。動(dòng)態(tài)生成法將預(yù)處理的一部分運(yùn)算滯后與顯示處理同時(shí)進(jìn)行，其占用的系統(tǒng)資源較少，但其顯示效率較差。在使用動(dòng)態(tài)生成法時(shí)，如果選擇建模方法不當(dāng)，對(duì)顯示模型的簡(jiǎn)化處理所需的運(yùn)算將超出對(duì)原模型進(jìn)行顯示處理的運(yùn)算，這樣不僅不能提高顯示效率，甚至可能減慢顯示速度因而，在使用多分辨率顯示技術(shù)時(shí)，顯示效率與系統(tǒng)資源的使用量是一對(duì)矛盾，如何協(xié)調(diào)兩者之間的關(guān)系，是使用多分辨率顯示技術(shù)的關(guān)鍵。飛機(jī)研制過程是一個(gè)大型復(fù)雜過程，通常需要十年左右時(shí)間，涉及數(shù)千個(gè)組合活動(dòng)，數(shù)十萬(wàn)個(gè)參數(shù)，如何進(jìn)行科學(xué)管理，實(shí)現(xiàn)綜合集成和整體優(yōu)化，如何實(shí)現(xiàn)飛機(jī)研制進(jìn)度的可視化，加快飛機(jī)研制速度，確保飛機(jī)研制質(zhì)量是亟待解決的問題.為改變過去由專家與企業(yè)人員共同對(duì)飛機(jī)產(chǎn)品研制過程進(jìn)行定性診斷的傳統(tǒng)方法，迫切希望開發(fā)出一個(gè)飛機(jī)研制進(jìn)度可視化的模塊，支持飛機(jī)研制全生命周期過程的監(jiān)控、調(diào)節(jié)和分析。在整個(gè)生命周期中，用直觀和定量的方法監(jiān)控飛機(jī)產(chǎn)品研制進(jìn)度的運(yùn)行情況，進(jìn)一步對(duì)飛機(jī)產(chǎn)品研制過程進(jìn)行優(yōu)化和修改，基于可視化技術(shù)指導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品研制，從而加速飛機(jī)研制速度，保證飛機(jī)研制質(zhì)量。到目前為止，可視化技術(shù)在監(jiān)控飛機(jī)研制進(jìn)度當(dāng)中的應(yīng)用只限于項(xiàng)目管理中甘特圖的應(yīng)用。甘特圖內(nèi)在思想簡(jiǎn)單，基本是一條線條圖，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示活動(dòng)(項(xiàng)目)，線條表示在整個(gè)期間上計(jì)劃和實(shí)際的活動(dòng)完成情況。它直觀地表明任務(wù)計(jì)劃在什么時(shí)候進(jìn)行，及實(shí)際進(jìn)展與計(jì)劃要求的對(duì)比。管理者由此極為便利地弄清一項(xiàng)任務(wù)(項(xiàng)目)還剩下哪些工作要做，并可評(píng)估工作進(jìn)度。
現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)在于1)甘特圖事實(shí)上僅僅部分地反映了項(xiàng)目管理的三重約束(時(shí)間、成本和范圍)，因?yàn)樗饕P(guān)注進(jìn)程管理(時(shí)間)；2)對(duì)飛機(jī)產(chǎn)品研制進(jìn)度的把握不能以圖形化的形式顯示出來(lái)，不能定量的監(jiān)控飛機(jī)產(chǎn)品研制進(jìn)度的運(yùn)行情況。3)項(xiàng)目活動(dòng)和項(xiàng)目產(chǎn)品不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)聯(lián)。4)不能顯示不同分辨率下產(chǎn)品與項(xiàng)目屬性及進(jìn)度等相關(guān)信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于可視化技術(shù)的飛機(jī)產(chǎn)品研制進(jìn)度監(jiān)控方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，解決飛機(jī)產(chǎn)品研制進(jìn)度監(jiān)控的單一性，以圖形化的形式形象化的監(jiān)控飛機(jī)產(chǎn)品研制的進(jìn)度，一方面方便決策者從總體上把握飛機(jī)研制中的項(xiàng)目信息，從而實(shí)時(shí)掌握項(xiàng)目最新動(dòng)態(tài)，制定出更加合理的項(xiàng)目計(jì)劃；另一方面，指導(dǎo)設(shè)計(jì)、工藝、制造人員的生產(chǎn)實(shí)踐，從而加速飛機(jī)研制進(jìn)度，保證飛機(jī)研制質(zhì)量。本發(fā)明方法是基于瀏覽器/服務(wù)器(Browser/Server)的層次結(jié)構(gòu)模型實(shí)現(xiàn)的，其基本架構(gòu)如圖1所示。該模型主要包括的層次分為數(shù)據(jù)服務(wù)器層、web服務(wù)器層和用戶瀏覽器層。數(shù)據(jù)服務(wù)器層的主要功能是存儲(chǔ)飛機(jī)研制過程中產(chǎn)品、部件等三維數(shù)據(jù)模型信息以及web服務(wù)器層業(yè)務(wù)邏輯處理過程中產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)。web服務(wù)器層主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)邏輯處理，其中包括三維數(shù)據(jù)模型的輕量化、三維數(shù)據(jù)模型與其相關(guān)的項(xiàng)目信息及產(chǎn)品研制進(jìn)度信息的關(guān)聯(lián)、三維數(shù)據(jù)模型的多分辨率模型處理以及最終數(shù)據(jù)的編碼壓縮。用戶瀏覽層主要負(fù)責(zé)通過http協(xié)議從web服務(wù)器中獲取壓縮的數(shù)據(jù)，并依據(jù)一定的協(xié)議解壓縮數(shù)據(jù)， 在此基礎(chǔ)上恢復(fù)產(chǎn)品模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，最終在圖形顯示設(shè)備中顯示出來(lái)。本發(fā)明一種基于可視化技術(shù)的飛機(jī)產(chǎn)品研制進(jìn)度監(jiān)控方法，其流程圖如圖2所示，具體解決方案如下步驟1)服務(wù)器端處理流程步驟一三維數(shù)據(jù)模型的輕量化在PLM(Product Lifecycle Management，產(chǎn)品生命周期管理)系統(tǒng)中，以產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的產(chǎn)品信息貫穿于產(chǎn)品全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)。由于網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬的限制，復(fù)雜的產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)給各種CAX(CAD-計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、CAPP-計(jì)算機(jī)輔助工藝過程管理、 CAM-計(jì)算機(jī)輔助制造、CAQ-計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量管理統(tǒng)稱為CAX，即計(jì)算機(jī)輔助技術(shù))系統(tǒng)工具之間的數(shù)據(jù)交換及網(wǎng)絡(luò)傳輸帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)效率降低。因此，首先基于復(fù)雜產(chǎn)品模型輕量化技術(shù)對(duì)三維數(shù)據(jù)模型進(jìn)行輕量化處理。三維數(shù)據(jù)模型的輕量化處理流程如圖3所示。步驟二 三維數(shù)據(jù)模型產(chǎn)品項(xiàng)目信息與研制進(jìn)度關(guān)聯(lián)經(jīng)過步驟一的輕量化處理，可以得到比較簡(jiǎn)化的三維數(shù)據(jù)模型，這些數(shù)據(jù)已經(jīng)可以方便的在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸，為了能夠在客戶端查看到與三維數(shù)據(jù)模型相關(guān)的項(xiàng)目信息以及產(chǎn)品研制進(jìn)度信息，就需要將這些信息關(guān)聯(lián)到輕量化之后的三維數(shù)據(jù)模型當(dāng)中。步驟三三維圖形多分辨率模型處理為了進(jìn)一步克服網(wǎng)絡(luò)傳輸瓶頸，考慮到三維圖形多分辨率模型在圖形簡(jiǎn)化、多細(xì)節(jié)層次技術(shù)等方面的優(yōu)良性能和對(duì)漸進(jìn)傳輸?shù)臐撛谥С?，接下?lái)對(duì)三維模型進(jìn)行三維圖形多分辨率模型處理。在現(xiàn)有技術(shù)上，主要有兩種基本的三維圖形多分辨率模型，即基于小波的多分辨率模型和基于累進(jìn)網(wǎng)格的多分辨率模型。在本專利中，考慮到網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的限制和大型飛機(jī)研制過程中三維模型的復(fù)雜程度，我們采用了基于小波的多分辨率模型。步驟四所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一編碼壓縮經(jīng)過以上三步的處理三維數(shù)據(jù)模型已經(jīng)得到了簡(jiǎn)化，關(guān)聯(lián)了項(xiàng)目信息以及產(chǎn)品研制進(jìn)度信息，并且進(jìn)行了三維圖形多分辨率模型處理。將經(jīng)過以上處理的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的編碼壓縮，將最終的壓縮數(shù)據(jù)作為服務(wù)器端與客戶端的交換數(shù)據(jù)。2)客戶端處理流程客戶端是構(gòu)建在大型飛機(jī)研制支撐平臺(tái)之上，主要處理以下事務(wù)通過http協(xié)議請(qǐng)求服務(wù)器端生成的數(shù)據(jù)，并按照一定的協(xié)議對(duì)服務(wù)器端的數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮，然后在顯示器終端進(jìn)行渲染，并最終顯示出來(lái)。具體步驟如下所示步驟一請(qǐng)求服務(wù)器端數(shù)據(jù)客戶端通過http協(xié)議訪問在服務(wù)器端生成的數(shù)據(jù)。步驟二 數(shù)據(jù)解壓縮通過步驟一獲得服務(wù)器端的數(shù)據(jù)，并根據(jù)雙方的協(xié)議對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮。步驟三顯示器渲染與顯示在步驟二解壓縮數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用客戶端顯示設(shè)備對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、渲染并最終顯示出來(lái)。本發(fā)明是一種基于可視化技術(shù)的飛機(jī)產(chǎn)品研制進(jìn)度監(jiān)控方法，本發(fā)明的有益效果是通過對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型進(jìn)行輕量化處理，并將項(xiàng)目信息與產(chǎn)品研制進(jìn)度與產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，將可視化技術(shù)應(yīng)用到飛機(jī)產(chǎn)品研制中，能夠直觀的查看飛機(jī)研制的進(jìn)度，監(jiān)控飛機(jī)研制進(jìn)展情況，對(duì)飛機(jī)研制中出現(xiàn)的問題進(jìn)行跟蹤和及時(shí)的更正，從而進(jìn)行科學(xué)化管理，大大提高飛機(jī)研制速度，確保飛機(jī)研制質(zhì)量。


圖1所示為基于B/S的層次結(jié)構(gòu)模型；圖2所示為可視化監(jiān)控飛機(jī)產(chǎn)品研制流程圖；圖3所示為三維數(shù)據(jù)模型輕量化流程具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明。1)服務(wù)器端處理流程步驟一三維數(shù)據(jù)模型的輕量化在PLM系統(tǒng)中，以產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的產(chǎn)品信息貫穿于產(chǎn)品全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)。由于網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬的限制，復(fù)雜的產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)給各種CAX系統(tǒng)工具之間的數(shù)據(jù)交換及網(wǎng)絡(luò)傳輸帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)效率降低。因此，首先基于復(fù)雜產(chǎn)品模型輕量化技術(shù)對(duì)三維數(shù)據(jù)模型進(jìn)行輕量化處理。針對(duì)不同的業(yè)務(wù)需求，三維數(shù)據(jù)模型的輕量化方法有很多種，本專利從注重效率方面著手，主要采用以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，其流程圖如圖3所示，1.首先過濾模型的非幾何信息，在網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬有限的情況下，大型飛機(jī)協(xié)同化研制平臺(tái)更加關(guān)注的是復(fù)雜產(chǎn)品模型的幾何信息，故可以將模型的非幾何信息剔除掉；2.其次對(duì)模型中復(fù)雜曲線曲面進(jìn)行簡(jiǎn)化，對(duì)于復(fù)雜的零件結(jié)構(gòu)來(lái)說，其三維模型中過渡曲面較多，輸出的產(chǎn)品模型文件往往很大，因此幾何模型的輕量化可以通過曲線曲面簡(jiǎn)化得到進(jìn)一步改善。3.經(jīng)過非幾何信息過濾、曲線曲面簡(jiǎn)化處理，原始產(chǎn)品模型得到大大簡(jiǎn)化，但是對(duì)于CAD幾何表達(dá)模型，其拓?fù)溥B接關(guān)系比較復(fù)雜，頂點(diǎn)位置關(guān)系的連貫性難以預(yù)估，對(duì)簡(jiǎn)化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)?、幾何?shù)據(jù)重構(gòu)可以很好的解決以上問題。步驟二 三維數(shù)據(jù)模型產(chǎn)品項(xiàng)目信息與研制進(jìn)度關(guān)聯(lián)經(jīng)過輕量化處理，可以得到比較簡(jiǎn)化的三維數(shù)據(jù)模型，這些數(shù)據(jù)已經(jīng)可以方便的在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸，為了能夠在客戶端查看到與三維數(shù)據(jù)模型相關(guān)的項(xiàng)目信息以及產(chǎn)品研制進(jìn)度信息，就需要將這些信息關(guān)聯(lián)到輕量化之后的三維數(shù)據(jù)模型當(dāng)中。具體關(guān)聯(lián)可通過以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)1.通過三維數(shù)據(jù)模型的信息在PDM系統(tǒng)中查詢與三維數(shù)據(jù)模型相關(guān)的項(xiàng)目信息以及產(chǎn)品研制進(jìn)度信息；2.在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立三維模型與項(xiàng)目信息以及產(chǎn)品研制進(jìn)度之間對(duì)于關(guān)系的關(guān)聯(lián)表。與之對(duì)應(yīng)，本發(fā)明中分別設(shè)計(jì)了表示三維模型與項(xiàng)目信息之間關(guān)系的關(guān)聯(lián)表和表示三維模型與產(chǎn)品研制進(jìn)度之間關(guān)系的關(guān)聯(lián)表，這兩類關(guān)聯(lián)表的詳細(xì)信息如下所示1.三維模型與項(xiàng)目信息關(guān)聯(lián)表，其中包含所有三維模型的唯一標(biāo)識(shí)信息，如表1 所示。當(dāng)設(shè)計(jì)人員提交完成三維模型的設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)在這張表中添加一條信息，從而記錄與三維模型相關(guān)的所有項(xiàng)目信息。當(dāng)在客戶端查看三維模型時(shí)，可通過三維模型的標(biāo)識(shí)查詢這張表以獲得所有的項(xiàng)目信息，并活動(dòng)窗口的形式顯示出來(lái)。表1三維模型與項(xiàng)目信息關(guān)聯(lián)表
權(quán)利要求
1. 一種基于可視化技術(shù)的飛機(jī)產(chǎn)品研制進(jìn)度監(jiān)控方法，具體包括如下兩部分1)服務(wù)器端處理流程，具體步驟如下步驟一三維數(shù)據(jù)模型的輕量化，基于復(fù)雜產(chǎn)品模型輕量化技術(shù)對(duì)三維數(shù)據(jù)模型進(jìn)行輕量化處理；步驟二 三維數(shù)據(jù)模型產(chǎn)品項(xiàng)目信息與研制進(jìn)度關(guān)聯(lián)將與三維數(shù)據(jù)模型相關(guān)的項(xiàng)目信息以及產(chǎn)品研制進(jìn)度信息關(guān)聯(lián)到輕量化之后的三維數(shù)據(jù)模型當(dāng)中；步驟三三維圖形多分辨率模型處理采用基于小波的多分辨率模型來(lái)對(duì)三維模型進(jìn)行三維圖形多分辨率模型處理； 步驟四所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一編碼壓縮將經(jīng)過以上處理的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的編碼壓縮，將最終的壓縮數(shù)據(jù)作為服務(wù)器端與客戶端的交換數(shù)據(jù)；2)客戶端處理流程，具體步驟如下 步驟一請(qǐng)求服務(wù)器端數(shù)據(jù)客戶端通過http協(xié)議訪問在服務(wù)器端生成的數(shù)據(jù)； 步驟二 數(shù)據(jù)解壓縮通過步驟一獲得服務(wù)器端的數(shù)據(jù)，并根據(jù)雙方的協(xié)議對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮； 步驟三顯示器渲染與顯示在步驟二解壓縮數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用客戶端顯示設(shè)備對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、渲染并最終顯示出來(lái)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于可視化技術(shù)的飛機(jī)產(chǎn)品研制進(jìn)度監(jiān)控方法，包括兩部分1)服務(wù)器端處理流程步驟一三維數(shù)據(jù)模型的輕量化，基于復(fù)雜產(chǎn)品模型輕量化技術(shù)對(duì)三維數(shù)據(jù)模型進(jìn)行輕量化處理；步驟二三維數(shù)據(jù)模型產(chǎn)品項(xiàng)目信息與研制進(jìn)度關(guān)聯(lián)；步驟三三維圖形多分辨率模型處理；步驟四所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一編碼壓縮；2)客戶端處理流程步驟一請(qǐng)求服務(wù)器端數(shù)據(jù)；步驟二數(shù)據(jù)解壓縮；步驟三顯示器渲染與顯示。本發(fā)明方法能夠直觀的查看飛機(jī)研制的進(jìn)度，監(jiān)控飛機(jī)研制進(jìn)展情況，對(duì)飛機(jī)研制中出現(xiàn)的問題進(jìn)行跟蹤和及時(shí)的更正，從而進(jìn)行科學(xué)化管理，大大提高飛機(jī)研制速度，確保飛機(jī)研制質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04L29/06GK102496082SQ20111036281
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者任東, 吳彬彬, 時(shí)金璽, 曾玉琴, 王浩, 程翔, 趙罡, 閆光榮 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)