JT技术报告全解.doc

JT技术报告 专业 航空宇航制造 学生姓名 高利飞 日期 2015年10月 一．JT技术提出的背景设计模型是一种精确的边界描述(B-rep)模型，含有大量的几何信息，在现有的计算机软硬件条件下，使用设计模型直接建立大型复杂系统装配、维修仿真模型是不可能的，因此需要使用轻量化的模型建立仿真模型，以达到对仿真模型的快速交互、渲染随着制造企业信息化程度的不断提高，计算机辅助设计( CAD)、计算机辅助工艺设计(CAPP)、计算机辅助制造(CAM)和计算机数字控制(CNC)单元技术作为计算机集成制造系统（CIMS系统）的关键组成部分得到了快速的发展，但它们只关注于各自相关的应用领域，而在CAD、CAPP、CAM和CNC系统之间形成"信息孤岛”,与采用二维工程图的传统产品设计方式相比，应用三维模型进行产品设计具有其天然的优越性，三维CAD系统在企业得到了广泛的应用，而CAD、CAPP、CAM及CNC系统却仍停留在基于二维图的传统设计方式上，无法共享上游CAD系统的三维模型信息，导致系统间信息共享和交换困难(基于三维产品模型的设计、工艺规划及制造集成技术已经成为制造企业的迫切需求）。

许多学者对CAD/CAPP/CNC集成的理论体系和关键技术进行了探索和研究，如基于PDM( 产品数据管理) 平台的系统集成研究、基于STEP及STEP-NC的系统集成研究，取得了一些成果，但始终没能完全解决全生命周期的三维模型信息集成和共享的瓶颈问题CAD系统生成三维模型数据量庞大，处理效率低，不同 CAD系统的数据互不兼容，从而导致系统间三维模型信息的交换和共享发生困难为了将三维模型信息应用到产品制造的全过程，各大CAD厂商都推出了轻量化三维模型数据格式，如达索的3DXML格式，UGS的JT格式等，但这些数据格式仍互不兼容为了解决该问题，由英特尔、Adobe以及微软等25家公司组成的3D工业论坛(3D Industry Forum，3DIF)同欧洲计算机制造商协会(Ecma International)联合推出了轻量化标准通用三维(Universal 3D,U3D) 文件格式它通过简化三维模型数据，提高模型的显示与处理效率，使得三维模型可以方便地应用到产品全生命周期的各个阶段由于应用JT技术大大的简化了三位模型的几何信息，使模型实现了轻量化，帮助计算机集成制造系统（CIMS）中各个环节的集成性大大增强，大量的应用于现在的工业生产中。

二．应用领域发展JT技术的目的是为公用领域的数据交换提供一种标准格式任何人都可以据此设计一套数据结构和操作方法，以定义电子文档的交换格式JT数据格式是一种面向行业的、高性能、轻量化、灵活的文件格式，用于捕获和表达“三维产品定义”数据，促进在整个扩展企业中的协作、验证和可视化JT格式适用于各类制造行业的应用，并可能扩展到其他行业目前，已经成为众多大型用户的首选公共数据格式，JT数据格式在2012年12月已被ISO接受为国际标准（ISO IS 14306：2012）JT格式能为企业建立三维数字化资产的单一表示，是一种紧凑高效的表示方法同时也适于自动化的流处理，能方便地与企业级软件解决方案集成JT数据采用业界最佳的压缩方法，可以是非常轻量化的、也可以是非常丰富的，比如：能保持原始与CAD信息的关联（装配、产品结构、几何、属性、元数据和产品制造信息PMI），也支持多种剖分和细节层次生成因此能支持全面完整的上下游过程：从轻量化、基于WEB的查看，到全产品数字样机软件产品开发组织已经开发了多种转换器，能将主流CAD系统的数据转换为JTJT技术的应用目标 （1）用于企业级的三维可视化、协作和数据共享，JT Open Toolkit提供了API访问JT信息，允许可视化应用程序配置和渲染数据，并保持一致性。

可用于支持协作应用程序，能为多CAD应用场景提供增强的数据共享功能，也能将轻量化表示用于上下文相关设计，在设计操作需要时，还能提供精确的表示 （2）用于CAM、CAE、设计、数据管理和标准件CAM：用于工艺规划、工作单元仿真、加工刀具路径生成等通过JT Open Toolkit的支持，能将制造工艺或工艺集成开发的相关信息聚集在一起；CAE:为分析提供面模型或为更详细的分析提供精确模型；数据管理：大多数PDM和数据管理工具都只在文件层次进行操作，JT Open Toolkit允许应用程序深入使用JT数据，能让PDM和数字化制造工具检查产品结构、按照自己的方式建立数据表示；标准件：零件的JT表示，加上JT Open Toolkit提供的可视化和查询功能，能帮助零件供应商把不同的模型统一成一种格式，并可视化表示出来；也能向最终的用户提供精确的表示 （3）用于Web应用程序、创意媒体和“How To”应用程序Web应用程序：能将JT表示配置为轻量格式以便于显示，为产品配置使用更精确的表示，或者按照用户选择的选项做及时的剖分;创意媒体：用于非传统的表示和展现除了能创建动画，丰富的纹理和灯光模型，还能为产品和产品功能提供更创新的演示;“How To”应用程序：现场维护和车间指令应用程序也可以建立在JT数据基础上。

除了能创建动画和透视之外，轻量数据还有助于增强应用程序的功能，如提供远程培训或在意外操作情况下提供按需帮助JT技术的应用实例 JT Open的企业会员长期致力于JT技术的应用推广，为JT发展提供应用需求应用实践，企业用JT技术表达三维产品定义，在内部和整个供应链应用JT进行协作和工程分析、验证，取得了很好的效果Hendrick Motorsports是一家为NASCAR赛车车队提供技术支持的公司Hendrick Motorsports需要接收和使用不同格式的CAD数据，包括自己创建的和来自供应商的，因此难以在大装配的设计上下文环境中进行验证通过使用JT，建立了异构CAD数据的中性表示，把来自不同CAD系统的数据集合成一个模型，使异构CAD设计结构的编辑、分析和验证成为可能同时，JT允许Hendrick Motorsports把三维表示传递给非CAD的用户，从而改善团队协作通过相关技术的支持，加速了工程更改和实现，保证对下一次比赛的有力支持DENSO Thermal Systems主要生产空调系统、发动机制冷系统、热交换器、散热器和压缩机等借助JT的支持，DENSO Thermal Systems的设计人员能够建立复杂产品的虚拟原型。

相比物理原型，这种数字原型有很多显著的优点，最明显的是成本的节约JT格式能够帮助在网络环境中共享三维模型，而用户不必使用CAD系统，通过仿真功能和JT技术，帮助企业提高了生产效率并减少了产品开发周期 意大利的Antonio Carraro是一家历史悠久的企业，主要产品是多用途拖拉机，专门为农业、林业和道路维护领域的客户提供定制的产品JT数据格式在帮助企业改善协同的计划中起了非常关键的作用：帮助企业在技术部门之外共享和发布信息，并可以通过网络从远程访问，使查找数据、完成工作任务和更改协作变得更容易和便捷三．技术方案及原理 目前轻量化的技术有多种，具有代表性的有JT和3DXML两种3DXML是Dassault、微软等提出的轻量化技术，JT是JT开放组织提出的轻量化技术SIEMENS公司的可视化产品都采用JT技术，如我们使用的Vis Mockup软件 JT技术利用小平面表示几何模型，采用层次细节技术，具有较高的压缩比，模型显示速度很快 JT模型文件是三维实体模型经过三角化处理之后得到的数据文件，它将实体表面离散化为大量的三角形面片，依靠这些三角形面片来逼近理想的三维实体模型。

模型精度不同，三角形网格的划分也各不相同精度越高，三角形网格的划分越细密，三角形面片形成的三维实体就越趋近于理想实体的形状模型曲面精度由Chordal、Angular两个参数控制图1(a)，Chordal表示多边形的弦高的最大值，图1(b)，Angular表示多边形相邻弦的夹角的最大值 图1 Chordal和Angular示意图 JT模型有三种结构形式，都保持了原来的产品结构分别是： (1)Standard(标准结构形式)包含一个装配文件和多个零件文件，其中零件文件都放在一个和装配文件同名的目录下我们建立的虚拟样机模型都采用这种结构形式； (2)Shattered(分散结构形式)包含多个子装配文件和多个零件文件，其中子装配文件和零件文件都放在一个目录下这种结构的优点是有子装配文件，并可以直接使用子装配，缺点是文件管理比较乱、不清晰； (3)Monolithic(单一结构形式)所有的装配体和零部件都在一个文件中另外，在Word、PowerPoint文件中嵌入的JT模型也采用这种结构形式 JT工具集提供了如下几个命令： （1）asciitojt.exe。

将文本结构的JT装配文件转换为二进制结构的JT文件； （2）jttoascii.exe将二进制结构的JT装配文件转换为文本结构的JT装配文件JT模型文件不能被转换为文件结构的JT文件； （3）jtcreateassembly.exe将多个JT装配文件合成为一个JT装配文件用该命令可以复制的设备及组件Vis Mockup软件简介1.概述 Teamcenter® Visualization Mockup 软件是行业中功能强大的实时数字原型建造解决方案有了Visualization Mockup 软件，设计团队能够在统一的环境中使用多种高端CAD 的三维可视化图形，进行大规模产品装配的分析，具备全球范围协同的能力，从而大量减少，在某些情况下甚至可以完全消除昂贵的物理样机另外，有了该解决方案，你能够在“问题”产生前对其进行识别，因此在改善全面质量计划、加快产品上市时间等措施的实施方面，该解决方案起到了至关重要的作用2. 利用行业领先的数字样机解决方案 利用Teamcenter Visualization Mockup，设计团队能创建由数千个零部件组成的高水平的数字样机相对于建造物理样机而言，建造数字样机是一项成本效益极高的选择，可以帮助产品制造者节约大量成本，大幅提高生产力，大量缩短开发周期。

通过利用Teamcenter Visualization Mockup 软件，设计团队快速建造高水平的数字样机，团队中任何成员都可以查看，并将数字原型传递给分散在各地的团队成员，分析相互关联的组件，对产品操作进行仿真，这样团队成员就能够对相关问题进行讨论，快速综合各种备选的设计概念 Visualization Mockup 软件的分析和仿真功能使建造物理样机成为历史利用该解决方案的分析功能，你能够进行干涉检查，评估分离要求，进行人机工程研究，对可拆卸零件的移动进行研究，判断是否有足够的可达性，以方便维修作业把这些功能加在一起，你可以在制造任何零件之前检测并排除设计的错误该解决方案的数字样机建造功能是Teamcenter Visualization–全球市场领先的产品可视化解决方案的一个组成部分Teamcenter Visualization 的市场份额超过了最大的三套竞争解决方案市场份额之和，其核心技术JT 已经成为可视化、协同和互操作性的行业标准3. 扩展企业内协同 Teamcenter Visualization 是世界上应用最广的可视化。