ICS 01.100.01 CCS J 04 中华人民共和国国家标准 GB/T 42869—2023 机械产品三维模型简化与轻量化要求 Requirements for three-dimensional model simplification and lightweight ofmechanicalproducts 2023-12-01实施 2023-08-06发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T42869—2023 目 次 前言 1 范围 2 规范性引用文件 术语和定义 缩略语 5 三维模型简化要求 5.1 通用要求 5.2 零件建模中的简化要求 5.3 面向装配模型应用的简化要求 5.4 有限元建模中的简化要求 5.5 面向发放应用的简化要求 三维模型轻量化要求 6 6.1 通用要求 6.2 面向协同研发的轻量化要求 6.3 面向装配仿真的轻量化要求 6.4 面向三维工艺的轻量化要求 6.5 面向三维电子交互式发布物的轻量化要求 6.6 面向可视化展示的轻量化要求 附录A（资料性） 三维模型简化示例 A.1零件建模中的简化 A.2 面向装配模型应用的简化 A.3 有限元建模中的简化 A.4面向发放应用的简化 附录B（资料性） 三维模型轻量化示例 GB/T42869—2023 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国技术产品文件标准化技术委员会（SAC/TC146）提出并归口。 本文件起草单位：中国电子科技集团公司第三十八研究所、中机生产力促进中心有限公司、常熟中 科世纪生物科技有限公司，蓝思系统集成有限公司、亚龙智能装备集团股份有限公司、徐工集团工程机 械股份有限公司、济南森峰激光科技股份有限公司、杭州新迪数字工程系统有限公司、中车戚墅堰机车 有限公司、上海辉策信息科技有限公司、苏州迈艾木软件科技有限公司、厦门卡伦特科技有限公司、浙江 鼎业机械设备有限公司、浙江捷创智能技术有限公司、中国五洲工程设计集团有限公司、深圳市今天国 际物流技术股份有限公司、江苏长虹智能装备股份有限公司、山东山大华天软件有限公司、苏州华兴源 创科技股份有限公司、橙色云互联网设计有限公司、台州德尔曼智能装备有限公司、郑州市磐锋精密技 术有限公司。 本文件主要起草人：张红旗、周红桥、陈杰、黄永玲、陈运华、吕子乒、武瑞、闫伟驰、季峰西、彭维、 谢利、孙乃杰、马春雷、桓永兴、杨威、刘俊龙、刘情、杨传耀、左小飞、王春江、李园、郭明哲、张小麒、仇云杰、 魏威、江斌、赵迎芳、王虎、林珑、欧文灏。 GB/T 42869—2023 机械产品三维模型简化与轻量化要求 1范围 本文件规定了机械产品三维模型的简化要求和轻量化要求。 本文件适用于机械产品三维模型构建以及在仿真、可视化、数据共享和交换等应用场景下的简化与 轻量化处理。 2规范性引用文件 2 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于 本文件。 GB/T24734.11技术产品文件数字化产品定义数据通则第11部分：模型几何细节层级 GB/T26099.1机械产品三维建模通用规则第1部分：通用要求 GB/T26099.2 机械产品三维建模通用规则第2部分：零件建模 GB/T26099.3 机械产品三维建模通用规则 第3部分：装配建模 GB/T26100机械产品数字样机通用要求 3 术语和定义 GB/T26099.1、GB/T26099.2、GB/T26099.3、GB/T26100界定的以及下列术语和定义适用于本 文件。 3.1 简化simplification 允许某些特征不构建、某些零件或部件不装配、以简单形体替代、包络等使模型减少复杂度的三维 模型构建或处理方法。 3.2 轻量化 lightweight 采用面片化、参数化、图元合并等方法对三维模型几何数据部分进行压缩处理，并视情况保留、全部 删除或部分删除非几何信息的模型处理方法。 缩略语 4 下列缩略语适用于本文件。 AR：增强现实（AugmentedReality） LOD：多细节层次(LevelofDetail) MR：混合现实（MixedReality） NURBS：非均匀有理B样条(Non-UniformRationalB-Splines) VR：虚拟现实（VirtualReality） 1 GB/T42869—2023 5三维模型简化要求 5.1通用要求 三维模型简化主要是对模型几何和辅助几何的简化，应符合以下要求 a) 对建模对象特征或需要进行简化处理的三维模型进行分析，并根据零件建模、装配体模型应 用、有限元建模和模型发放等不同应用场景的使用要求，对模型进行简化； b) 按照GB/T24734.11的规定，确定简化层级表示和需简化的特征要素； c) 模型简化便于识别； d) 模型简化不引起误解或不产生理解的多义性； e） 模型简化不影响自身功能表达； f) 按照GB/T26099.1的规定对简化后的模型文件进行命名，并考虑与原模型名称的继承性。 5.2 零件建模中的简化要求 5.2.1零件建模中的三维模型简化符合以下要求： a) 不应对模型的外部接口进行简化，不应影响其装配； b）与制造有关的一些特征，如内螺纹、外螺纹、退刀槽等，允许省略或简化表达，但简化后的模型 在用于投影生成二维工程图时，应满足机械制图的相关规定； 若千直径相同且成一定规律分布的孔组，可只构建一个特征，其他相同特征可采用中心线简化 表示； d) 印字、刻字、滚花等特征允许采用贴图形式简化表达，必要时，亦可配合注释说明； e 对标准件、外购件建模时，充许对与安装无关的内部结构进行简化，但应包含最天儿何轮、安 装接口、极限位置、质量属性等影响模型装配设计的基本信息； f) 在满足使用要求的条件下，可使用低阶曲面代替高阶曲面。 5.2.2零件建模中的简化示例参见附录A中的图A.1。 5.3 面向装配模型应用的简化要求 5.3.1面向装配模型应用的三维模型简化符合以下要求。 a）当装配模型用于可视化展示时，如在数字化工厂或数字化生产线可视化展示应用中，对于生产 线体、机床、物流等设备的装配模型，若其内部细节无需展示，可采用不装配的简化方法；若某 些外部细微特征不影响展示效果时，可采用简单形体（圆柱体、立方体等）来代替复杂形体的简 化方法。 b）当装配模型用于装配仿真分析时，如总装过程仿真、部装过程仿真、装配干涉仿真等，分析其中 不可见的装配单元，采用不装配的简化方法， c）当装配模型用于生成特定零部件工程图的背景视图时，装配模型中对应的零部件可不装配，只 需标注位置。 5.3.2面向装配模型应用的简化示例参见图A.2 5.4有限元建模中的简化要求 5.4.1构建有限元模型时，应根据仿真要求、计算机计算能力以及模型几何特征等因素对模型进行简 化，主要方法包括去除对结构特性（主要是刚度）没有太大影响的小孔（通孔、填料槽等）、小圆角、小边 缘、小平面等。 5.4.2有限元建模中的简化示例参见图A.3。 2 GB/T42869—2023 5.5面向发放应用的简化要求 5.5.1模型发放用于客户交付、产品展示、产品使用或维修培训时，可通过包络或封闭方法将三维模型 的内部细节进行移除，以保护知识产权不被泄露。 5.5.2面向发放应用的简化示例参见图A.4。 6三维模型轻量化要求 6.1通用要求 三维模型轻量化主要涉及几何模型、标注和属性等的轻量化处理，三维模型轻量化符合以下要求： a）应根据协同研发、装配仿真、三维工艺、三维电子交互式发布物、可视化展示等应用场景的需 求，对模型进行轻量化，三维模型轻量化示例参见附录B中的图B.1； b）一般宜去除原始模型中的建模历史信息，并根据a中不同应用场景业务需求，选择保留、部分 去除或全部去除装配结构、标注、属性、视图、颜色等信息； c） 经过面片化处理形成的轻量化模型，可通过减面、图元合并、不可见面删除、孔洞修补或删除等 处理手段减小模型文件大小，以满足可视化软硬件系统要求； 对于采用逆向工程手段获得的点云模型，宜通过网格曲面转换成NURBS曲面或其他参数表 达方式，以减小模型文件大小； 对于大量重复零部件，可只记录一个零部件的几何数据，但应保存所有零部件的位置信息，从 e) 而减小数据量，同时在可视化过程中应通过记录的零部件几何数据信息以及所有零部件位置 信息来重建所有零部件并正确定位； f) 宜提供多个LOD层级表示，以满足可视化和精度要求； g) 轻量化后的模型文件命名应按照GB/T26099.1的规定进行，并考虑与原模型名称的继承性。 6.2面向协同研发的轻量化要求 协同研发应用中的三维模型轻量化符合以下要求： 应根据协同研发应用中产品数据共享和交换、浏览和圈阅等需求，确定轻量化模型文件格 a) 式，选择轻量化处理工具； b) 轻量化模型文件格式、单位制和比例等应一致，模型精度应满足协同研发各方的要求； c) 应包含原始模型中的装配结构信息； (P 批注和圈阅信息宜保存在轻量化模型文件中。 6.3面向装配仿真的轻量化要求 面向装配仿真应用的三维模型轻量化应符合以下要求： a) 根据装配仿真应用中的装配过程仿真，以及零部件、零部件与工装之间的干涉检查和仿真需 求，确定轻量化模型文件格式，选择轻量化处理工具； b）包含原始模型中的装配结构和装配相