UG模型的标准化与自动检测

UG模型的标准化与自动检测

陈然

陈然（中国空空导弹研究院，河南洛阳471009）

摘要：信息化对企业来讲是一场深刻的革命，我院信息化建设取得了较快进步，在UGNX和TeamCenter系统的协同环境里，已构建了面向产品全生命周期管理的设计平台，在此环境中可进行产品的数字化设计，使用UG软件进行三维建模和二维绘图和检测。

关键词：UG模型；标准化；信息化

为积极面对信息技术给标准化与检验工作带来的变化，促使标准得到贯彻，在2007年信息与标准化部门申报了该项目，整理出UG软件的三维建模及制图规范并形成了企业的检测标准，并依据标准进行产品模型检测系统的开发与实施，为企业产品设计及标准化人员提供一个产品数字化模型检测的工具，促进了产品设计规范性和标准化程度的提高。该项目由北京宏博远达科技有限公司与我院共同完成，院标准化在其中主要负责三方面的工作：对院的结构设计标准及检测需求进行整理，形成我院的检测标准；提出专用检测器需求，确认院所需的检测器；进行模型检测功能及系统的应用测试。

1标准化在项目实施过程中的具体工作

1.1院标准化工作在UG模型检测中的现状。信息化的实施推进，对科研生产管理的标准、流程、方法等各个方面都提出了巨大挑战。目前标准化工作与信息化建设的发展还存在一定的差距：

首先，信息技术标准满足不了信息技术的要求。随着设计制造一体化对三维模型的重用要求、远程制造、无纸化办公对数据交换、共享的要求，对设计三维模型的建立方法和过程需要进行约束、协调，否则所建立的模型难以满足使用要求。其次，标准化的工作手段跟不上信息化建设的发展。标准化检查还停留在以人工检查纸质图纸的基础上，对三维模型不进行检查，既达不到信息化管理的高效要求，也满足不了电子资料所包含信息的标准化检查要求。标准化项目的开发与实施，主要解决手工状态下数字化模型检查过程中的检测不全面、效率低的问题。可快速准确地自动检查设计过程中形成的诸如文件名称、文件属性、图层、三维/二维关联性、部分建模方法不合理等纸质不能反映的要求，自动对不规范、不合理的数据进行提示和汇总的功能，并支持部分问题自动修复，从而使建立的模型简洁、规范，同时也使各级人员把更多的精力用于计算机不能完成的、具有创造性的工作中来。

1.2标准化检测标准。信息技术应用的标准化工作不同于传统标准化，它要求具有超前性，至少同步，边实施边制定，才能搞好顶层规划，发挥其“有章可循．有据可依”的作用。利用UG/CAD软件进行三维建模和二维制图的要求，统一院的UG三维建模环境和工程图环境，保证三维数据的完整性与一致性，规范工程图的建立方法。为了UG模型检测系统软件开发的需要，在2007年同时申报了某产品，使设计人员对模型的规范性要求、标准化检查的依据统一，保证数据的规范性，也成为模型检测工具的开发依据。这项标准是以前面两项标准为基础的，2008年1月完成了初稿，并在院里进行了意见征集，2008年4月又结合UG模型检测系统软件开发的实际情况进行完善后，于2008年9月12日召开了技术讨论会，2008年11月12日召开了标准审查会并通过了标准审查，也已在2009年5月发布实施。

图1检测标准结构图

1.3检测器及检测项的建立。把每一个具体的检测对象称为检测项，它是检测对象的最小单位，如二维图尺寸标注中的箭头尺寸检测即是一个检测项，箭头类型也是一个检测项；在系统开发过程中，把一系列检测项的集合称为检测器。如草图设置检测器包含了文本高度、尺寸等9个检测项。根据不同的检测目的对检测器进行分类，我们把分类结果称之为一个检测标准，检测标准结构图见图1。

北京宏博远达科技有限公司原来已为别的企业开发过类似系统，原有的PMC系统（2.0）版本提供了80个检测器，这些检测器在一定程度上满足了院的模型检测需要。但标准化根据以前标准化审查的案例，结合积累的工程经验，提出了一些原系统没有的检测器或检测项，院提出的需二次开发检测器如下表1。这些检测器由标准化提出检测要求、参数定义、错误等级、所属检测标准等内容，要求在系统中增加新的检测器或检测项来满足院的检测要求，同时去除部分院不需要的检测器，项目组通过二次开发的方式来满足这些需要。

表1院提出的检测器

根据院产品数据管理需要，结合模型检测系统检测器特点，根据不同类型数据文件的检测需要把检测器分为6类92个检测器，大部分提供了可供配置的检测项参数。主要包括以下检测内容：（1）通用设置类检测器。该类检测器用于检测数据文件的通用设置，包括文件名、单位制、日期格式、比例、材料、表达式、重量、颜色、视图、图层等，共包括13个检测器。（2）三维模型类检测器。该类检测器用于检测三维模型建模过程中产生的数据模型的规范性，包括有特征、基准、几何体、引用集、图层设定、抑制特征、空基准、草图关联、模型显示、坐标系、曲线、最小尺寸、模型精度、建模合理性等，共包括29个检测器。（3）二维工程图类检测器。该类检测器用于检测工程图是否符合各类制图标准要求，包括工程图投影角度、图幅、图层、线型、尺寸标注、标题栏、明细表、工程图是否过期等。该类检测器还用于校对三维模型与二维图纸的一致性，共包括34个检测器。（4）装配件类检测器。该类检测器用于检测参与装配的模型数据的唯一性和一致性、引用集、检查装配定位和约束、检查装配干涉等，共包括7个检测器。（5）草图类检测器。该类检测器用于草图中的基准、约束、参考、表达式等，共包括5个检测器。（6）曲面类检测器。该类检测器输出曲面参数信息、最小曲率、曲面间隙等，共包括3个检测器。

完成检测器的需求分析与二次开发之后，需要对检测器中检测项参数进行配置。检测项参数的数值来源于院执行的相关标准，根据不同情况，有些参数是一个范围，有些是一些取值。如图层类检测器中BODY（实体）检测项的参数为1，SKETCH（草图）的参数为21-50。

1.4检测标准配置。根据院的应用需求，将目前的六类92个检测器重新组合，根据不同检测目的对检测器进行了分类，将院的检测标准分为如下四个：（1）零件三维模型文件检测标准：主要用于零件三维模型的检测；（2）装配件三维模型文件检测标准：用于装配件UG三维模型的检测；（3）二维工程图检测标准：用于UG二维工程图的检测；（4）标准件检测标准：用于以UG零件簇方式产生的标准件的检测。

1.5错误等级和结果分析。系统管理员需要对检测的不符合项进行分级定义，系统提供了三个等级，分别是1级为错误，必须更改；2级为警告，一般应更改，如不更改，必须说明理由并得到同意；3级为建议，起提示作用。在客户端的检测界面中，不同错误等级对应不同的颜色和符号，使提示信息一目了然，用户可以更直观地进行错误判断和修改。用户通过执行具体的检测工作并提供错误部位高亮，系统提供部分检测项的建议更改结果，或提供部分错误修复功能，由检测者确认后自动更改。进入“检测结果分析”选项，可以对错误进行各种统计分析，输出检测报告，在PDM集成环境中，还可选择将检测报告存储到PDM中，用户可在PDM客户端浏览相应数据集的检测报告，检测后的错误信息提示界面如图2：

图2检测的错误信息提示界面

当企业相关人员需要对一批模型/二维工程图进行检测时，利用产品模型检测系统的批量检测功能一次打开数据集到UGNX中，选择适当的检测标准执行批量检测，检测结果可以保存到PDM系统或本地。该报告具有以下功能：能以饼图或柱状图的方式输出分析结果，相关人员可以方便的审阅检测报告。

1.6检测输出管理。系统检测完毕后，检测结果将以中文显示输出，输出内容包括模型文件名称、模型类型、检测人员、检测日期、检测内容、错误描述、错误等级、错误数量等，根据定制的规则来自动命名并存储到本地或PDM系统，报告一经产生，PDM中任何用户都无权进行编辑（包括数据的拥有者），这样可以保证检测报告的正确与权威性，避免检测完成后进行手工修改。只有将被检测模型中的错误修改完成后，重新启动检测系统进行检测，然后才能用新生成的检测报告替换以前的检测报告。

1.7系统管理及配置。系统管理主要的工作有错误等级定义更改，检测标准、检测器和检测项更改，备份与恢复等内容。系统管理组件，与PDM客户端紧密集成，由系统管理员维护企业标准数据库。标准配置通过标准管理员身份进入标准管理界面，如当系统现有的错误等级定义不适用时，由标准化对意见进行整理汇总，并提出具体建议，由标准管理员对错误等级定义进行更改重新定义。激活的标准管理界面如图3所示：

图3标准管理界面

1.8软件测试。在2008年9月完成了院提出的检测器开发工作，并通过了开发单位的内部测试，完成后的系统框架如图4所示。在院进行了软件的安装和配置，2008年10月15日到17日在标准化部门进行系统集成应用测试，测试分两部分：标准配置和检测器测试。标准配置通过对检测标准、检测器、检测项及错误等级进行配置，形成了“零件三维模型文件检测标准”等四类检测标准；模型检测系统检测器测试又分为单机测试、集成功能测试，单个模型和批量测试，UGnx2.0环境测试和UGnx4.0环境测试，测试要点见表2。还制定了具体测试用例。除按照提供的测试用例进行了测试之外，还对PDM系统中的原有部分模型用相应检测标准进行了测试，包括产品三维模型检测、产品工程图检测等，经过这些数据的检测，所有检测器的功能都得到了验证，最后形成《工程标准化系统测试报告》。

图4产品模型检测系统框架

表2软件测试要点表

1.9搞好培训，掌握标准的要求、促进检测系统的使用。北京宏博远达科技有限公司人员11月举办了模型检测系统应用培训，培训内容有软件功能介绍，UG文件规范性检测标准介绍，模型及二维工程图的规范性检测，检测结果的管理及错误修复，检测标准的管理及维护。

2标准化在实施标准化检测系统的方法与策略

在企业信息化建设中，信息数据标准化、规范化是实现信息集成和交流的前提，在此基础上才谈得上信息的准确、完整和及时。但企业信息技术的标准化工作是一项系统、长期的基础性工作，在实施过程中受到各种因素的影响和制约，需要改变以往的许多观念和方法，消除标准化工作量大、耗时费力的状况，保证标准化工作的顺利进行。《基于UG/CAD模型规范性检查标准》在征求意见的过程中，就有部分设计员担心该标准发布后，他们以前建立的模型、绘制地图样不符合要求怎么办？这就需要结合目前的实际情况，采用一定的方法和步骤来推进UG模型标准化检测系统的实施。

2.1做好基础工作。在产品数字化设计过程中，贯彻实施标准的方式也将发生重要变化，可以将相当数量的基础标准预先固化到设计软件平台中，设计人员使用这些标准是隐含的、自动的，例如在用UG进行三维建模时，调用提供的种子文件，初始化环境已按相关标准的许多参数如图层、比例，颜色等设置好了，就不需要设计人员去选择或编辑，许多设置已符合标准要求了。

2.2抓好落实，分步骤、分阶段完成标准的贯彻。根据院内软件使用情况，结合应用现状，逐步贯彻实施标准。首先由部分人员试用，得到一定的应用后，再逐步推广到所有人员，此系统依据的标准是在原有的要求基础上编制的，可以先对部分基于UG软件的模型进行数据的规范性检测，标准化人员作为系统的主要应用者，应将PDM系统审批流程中数据的规范性检查结果作为是否通过审查的依据之一。其次该软件分为单机版和网络版，单机版可以直接在本机的UG/CAD中使用，仅要求各设计员按照提供的模板进行工作，模型检测系统应作为设计人员对个人数据规范性的自查工具，供自查模型和熟悉软件用。最后一点是现在院内还是以纸质资料为主，检查时就可以先将纸质资料无法表现出来的部分错误级别降低，不至于过分影响进度，在大多人员应用达到一定程度后，再逐步提高要求。

3结论

从UG模型的标准化与自动检测可以看出：标准化与检验工作要想跟上技术的发展，必须借助信息化手段，把标准化和检验工作同信息化建设相结合，使标准化与检验工作的深度和效率得到加强，使标准化与检验工作能跟上信息技术的步伐。

参考文献

[1]刘平.信息化条件下企业标准化工作探讨[J].信息技术与标准化，2009，4.

[2]金晶，马骅.“关注标准化，促进信息化”[J].企业标准化，2007，6.