專利名稱：基于可視化技術的飛機產品研制進度監控方法
技術領域：
本發明屬于大型飛機研制技術領域，具體涉及到一種基于可視化技術的飛機產品研制進度監控方法。
背景技術：
可視化(Visualization)是利用計算機圖形學和圖像處理技術，將數據轉換成圖形或圖像在屏幕上顯示出來，并進行交互處理的理論、方法和技術。它涉及到計算機圖形學、圖像處理、計算機視覺、計算機輔助設計等多個領域，成為研究數據表示、數據處理、決策分析等一系列問題的綜合技術。復雜產品模型數據輕量化技術基于非幾何信息過濾，曲線、曲面簡化，通用壓縮算法數據壓縮等步驟對初始產品模型進行簡化。隨著計算機造型技術的發展和應用的深入，計算機圖形系統中三維模型的復雜程度不斷提高，尤其對于像飛機產品研制這樣一項協同化難度大、復雜程度高、信息數據量大的龐大系統工程，對其動態圖形圖像顯示，實時交互反應的要求往往超出了計算機的計算能力，因而在復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。從本質上說，多分辨率顯示技術就是將需要顯示的內容進行預先的處理，并且將結果利用系統資源存儲起來。在進行顯示操作時，通過利用預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生成法和動態生成法兩種。靜態生成法占用系統資源較多，但其顯示效率較高。動態生成法將預處理的一部分運算滯后與顯示處理同時進行，其占用的系統資源較少，但其顯示效率較差。在使用動態生成法時，如果選擇建模方法不當，對顯示模型的簡化處理所需的運算將超出對原模型進行顯示處理的運算，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時，顯示效率與系統資源的使用量是一對矛盾，如何協調兩者之間的關系，是使用多分辨率顯示技術的關鍵。飛機研制過程是一個大型復雜過程，通常需要十年左右時間，涉及數千個組合活動，數十萬個參數，如何進行科學管理，實現綜合集成和整體優化，如何實現飛機研制進度的可視化，加快飛機研制速度，確保飛機研制質量是亟待解決的問題.為改變過去由專家與企業人員共同對飛機產品研制過程進行定性診斷的傳統方法，迫切希望開發出一個飛機研制進度可視化的模塊，支持飛機研制全生命周期過程的監控、調節和分析。在整個生命周期中，用直觀和定量的方法監控飛機產品研制進度的運行情況，進一步對飛機產品研制過程進行優化和修改，基于可視化技術指導企業進行產品研制，從而加速飛機研制速度，保證飛機研制質量。到目前為止，可視化技術在監控飛機研制進度當中的應用只限于項目管理中甘特圖的應用。甘特圖內在思想簡單，基本是一條線條圖，橫軸表示時間，縱軸表示活動(項目)，線條表示在整個期間上計劃和實際的活動完成情況。它直觀地表明任務計劃在什么時候進行，及實際進展與計劃要求的對比。管理者由此極為便利地弄清一項任務(項目)還剩下哪些工作要做，并可評估工作進度。
現有技術的缺點在于1)甘特圖事實上僅僅部分地反映了項目管理的三重約束(時間、成本和范圍)，因為它主要關注進程管理(時間)；2)對飛機產品研制進度的把握不能以圖形化的形式顯示出來，不能定量的監控飛機產品研制進度的運行情況。3)項目活動和項目產品不能實現自動關聯。4)不能顯示不同分辨率下產品與項目屬性及進度等相關信息。

發明內容
本發明的目的在于提供一種基于可視化技術的飛機產品研制進度監控方法，以解決現有技術中存在的問題，解決飛機產品研制進度監控的單一性，以圖形化的形式形象化的監控飛機產品研制的進度，一方面方便決策者從總體上把握飛機研制中的項目信息，從而實時掌握項目最新動態，制定出更加合理的項目計劃；另一方面，指導設計、工藝、制造人員的生產實踐，從而加速飛機研制進度，保證飛機研制質量。本發明方法是基于瀏覽器/服務器(Browser/Server)的層次結構模型實現的，其基本架構如圖1所示。該模型主要包括的層次分為數據服務器層、web服務器層和用戶瀏覽器層。數據服務器層的主要功能是存儲飛機研制過程中產品、部件等三維數據模型信息以及web服務器層業務邏輯處理過程中產生的中間數據。web服務器層主要負責業務邏輯處理，其中包括三維數據模型的輕量化、三維數據模型與其相關的項目信息及產品研制進度信息的關聯、三維數據模型的多分辨率模型處理以及最終數據的編碼壓縮。用戶瀏覽層主要負責通過http協議從web服務器中獲取壓縮的數據，并依據一定的協議解壓縮數據， 在此基礎上恢復產品模型的數據結構，最終在圖形顯示設備中顯示出來。本發明一種基于可視化技術的飛機產品研制進度監控方法，其流程圖如圖2所示，具體解決方案如下步驟1)服務器端處理流程步驟一三維數據模型的輕量化在PLM(Product Lifecycle Management，產品生命周期管理)系統中，以產品模型數據為基礎的產品信息貫穿于產品全生命周期的各個環節。由于網絡傳輸帶寬的限制，復雜的產品模型數據給各種CAX(CAD-計算機輔助設計、CAPP-計算機輔助工藝過程管理、 CAM-計算機輔助制造、CAQ-計算機輔助質量管理統稱為CAX，即計算機輔助技術)系統工具之間的數據交換及網絡傳輸帶來沉重的負擔，導致分布式網絡環境下產品協同開發效率降低。因此，首先基于復雜產品模型輕量化技術對三維數據模型進行輕量化處理。三維數據模型的輕量化處理流程如圖3所示。步驟二 三維數據模型產品項目信息與研制進度關聯經過步驟一的輕量化處理，可以得到比較簡化的三維數據模型，這些數據已經可以方便的在網絡上進行傳輸，為了能夠在客戶端查看到與三維數據模型相關的項目信息以及產品研制進度信息，就需要將這些信息關聯到輕量化之后的三維數據模型當中。步驟三三維圖形多分辨率模型處理為了進一步克服網絡傳輸瓶頸，考慮到三維圖形多分辨率模型在圖形簡化、多細節層次技術等方面的優良性能和對漸進傳輸的潛在支持，接下來對三維模型進行三維圖形多分辨率模型處理。在現有技術上，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網格的多分辨率模型。在本專利中，考慮到網絡傳輸速度的限制和大型飛機研制過程中三維模型的復雜程度，我們采用了基于小波的多分辨率模型。步驟四所有數據統一編碼壓縮經過以上三步的處理三維數據模型已經得到了簡化，關聯了項目信息以及產品研制進度信息，并且進行了三維圖形多分辨率模型處理。將經過以上處理的所有數據進行統一的編碼壓縮，將最終的壓縮數據作為服務器端與客戶端的交換數據。2)客戶端處理流程客戶端是構建在大型飛機研制支撐平臺之上，主要處理以下事務通過http協議請求服務器端生成的數據，并按照一定的協議對服務器端的數據進行解壓縮，然后在顯示器終端進行渲染，并最終顯示出來。具體步驟如下所示步驟一請求服務器端數據客戶端通過http協議訪問在服務器端生成的數據。步驟二 數據解壓縮通過步驟一獲得服務器端的數據，并根據雙方的協議對所得數據進行解壓縮。步驟三顯示器渲染與顯示在步驟二解壓縮數據的基礎上，利用客戶端顯示設備對所得數據進行解析、渲染并最終顯示出來。本發明是一種基于可視化技術的飛機產品研制進度監控方法，本發明的有益效果是通過對復雜產品數據模型進行輕量化處理，并將項目信息與產品研制進度與產品數據模型進行關聯，將可視化技術應用到飛機產品研制中，能夠直觀的查看飛機研制的進度，監控飛機研制進展情況，對飛機研制中出現的問題進行跟蹤和及時的更正，從而進行科學化管理，大大提高飛機研制速度，確保飛機研制質量。


圖1所示為基于B/S的層次結構模型；圖2所示為可視化監控飛機產品研制流程圖；圖3所示為三維數據模型輕量化流程具體實施例方式下面結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的說明。1)服務器端處理流程步驟一三維數據模型的輕量化在PLM系統中，以產品模型數據為基礎的產品信息貫穿于產品全生命周期的各個環節。由于網絡傳輸帶寬的限制，復雜的產品模型數據給各種CAX系統工具之間的數據交換及網絡傳輸帶來沉重的負擔，導致分布式網絡環境下產品協同開發效率降低。因此，首先基于復雜產品模型輕量化技術對三維數據模型進行輕量化處理。針對不同的業務需求，三維數據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實現，其流程圖如圖3所示，1.首先過濾模型的非幾何信息，在網絡傳輸帶寬有限的情況下，大型飛機協同化研制平臺更加關注的是復雜產品模型的幾何信息，故可以將模型的非幾何信息剔除掉；2.其次對模型中復雜曲線曲面進行簡化，對于復雜的零件結構來說，其三維模型中過渡曲面較多，輸出的產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化得到進一步改善。3.經過非幾何信息過濾、曲線曲面簡化處理，原始產品模型得到大大簡化，但是對于CAD幾何表達模型，其拓撲連接關系比較復雜，頂點位置關系的連貫性難以預估，對簡化后的數據進行拓撲、幾何數據重構可以很好的解決以上問題。步驟二 三維數據模型產品項目信息與研制進度關聯經過輕量化處理，可以得到比較簡化的三維數據模型，這些數據已經可以方便的在網絡上進行傳輸，為了能夠在客戶端查看到與三維數據模型相關的項目信息以及產品研制進度信息，就需要將這些信息關聯到輕量化之后的三維數據模型當中。具體關聯可通過以下方式來實現1.通過三維數據模型的信息在PDM系統中查詢與三維數據模型相關的項目信息以及產品研制進度信息；2.在數據庫中建立三維模型與項目信息以及產品研制進度之間對于關系的關聯表。與之對應，本發明中分別設計了表示三維模型與項目信息之間關系的關聯表和表示三維模型與產品研制進度之間關系的關聯表，這兩類關聯表的詳細信息如下所示1.三維模型與項目信息關聯表，其中包含所有三維模型的唯一標識信息，如表1 所示。當設計人員提交完成三維模型的設計時，會在這張表中添加一條信息，從而記錄與三維模型相關的所有項目信息。當在客戶端查看三維模型時，可通過三維模型的標識查詢這張表以獲得所有的項目信息，并活動窗口的形式顯示出來。表1三維模型與項目信息關聯表
權利要求
1. 一種基于可視化技術的飛機產品研制進度監控方法，具體包括如下兩部分1)服務器端處理流程，具體步驟如下步驟一三維數據模型的輕量化，基于復雜產品模型輕量化技術對三維數據模型進行輕量化處理；步驟二 三維數據模型產品項目信息與研制進度關聯將與三維數據模型相關的項目信息以及產品研制進度信息關聯到輕量化之后的三維數據模型當中；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對三維模型進行三維圖形多分辨率模型處理； 步驟四所有數據統一編碼壓縮將經過以上處理的所有數據進行統一的編碼壓縮，將最終的壓縮數據作為服務器端與客戶端的交換數據；2)客戶端處理流程，具體步驟如下 步驟一請求服務器端數據客戶端通過http協議訪問在服務器端生成的數據； 步驟二 數據解壓縮通過步驟一獲得服務器端的數據，并根據雙方的協議對所得數據進行解壓縮； 步驟三顯示器渲染與顯示在步驟二解壓縮數據的基礎上，利用客戶端顯示設備對所得數據進行解析、渲染并最終顯示出來。
全文摘要
本發明涉及一種基于可視化技術的飛機產品研制進度監控方法，包括兩部分1)服務器端處理流程步驟一三維數據模型的輕量化，基于復雜產品模型輕量化技術對三維數據模型進行輕量化處理；步驟二三維數據模型產品項目信息與研制進度關聯；步驟三三維圖形多分辨率模型處理；步驟四所有數據統一編碼壓縮；2)客戶端處理流程步驟一請求服務器端數據；步驟二數據解壓縮；步驟三顯示器渲染與顯示。本發明方法能夠直觀的查看飛機研制的進度，監控飛機研制進展情況，對飛機研制中出現的問題進行跟蹤和及時的更正，從而進行科學化管理，大大提高飛機研制速度，確保飛機研制質量。
文檔編號H04L29/06GK102496082SQ20111036281
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者任東, 吳彬彬, 時金璽, 曾玉琴, 王浩, 程翔, 趙罡, 閆光榮 申請人:北京航空航天大學