[发明专利]一种基于三维模型的装配质量数据分析和可视化方法

权利要求书

1.一种基于三维模型的装配质量数据分析和可视化方法；其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：基于CATIA、3DMAX、unity三种软件完成产品三维模型转换、轻量化和导入：

步骤1.1：将CATIA软件中装配体的三维实体模型以CATProduct格式保存文件；

步骤1.2：用3DMAX软件批量导入CATProduct格式的产品三维模型文件；

所述批量导入的步骤：运行3DMAX软件，在界面中的菜单栏选择“脚本”-“运行脚本”，打开脚本；选择“批量导入CATProduct”，选择一个或多个要导入的产品三维模型文件；从而完成产品三维模型文件的批量导入；

步骤1.3：用3DMAX软件结合Polygon Cruncher对模型进行优化计算：

所述优化模型的步骤：在打开的模型文件中，选择要优化的模型，在“Xview”中显示统计多边形面数和顶点个数；在满足质量分析的情况下选择模型优化的选项，选择“protectborders”优化模式，材质和UV选择“preserve material boundaries”，法线选择“keepnormals”，对顶点颜色不做要求，利用适当的阀值合并顶点和面，在计算后调整级别；

步骤1.4.：用3DMAX软件转换模型格式为FBX格式

所述模型转换的步骤：在打开模型的界面中点击“导出”，选择存储格式为“fbx”，包含动画、摄影机和灯光，更改轴转化为“Y向上”，从而完成模型转换；

步骤1.5：用UNITY软件导入轻量化后的实体模型，包括产品的结构零部件和系统部件；

新建UNITY3D项目，在项目界面选择“Assets”-“import new asset”，选择要导入的所有fbx模型，将模型导入至项目中，并将各模型添加至场景中，调整模型和摄影机的相对位置和角度，使整个产品模型完整地在场景中呈现；

步骤二：将上述导入的模型数据作为依据提取、集成产品装配过程的质量相关数据，利用Apriori算法对集成的质量数据进行关联分析，实现Apriori算法并运行计算；

步骤2.1：建立包含质量业务流程、参数和产品结构模型数据的质量数据表：

通过分析质量数据的业务流程和集成各管理系统中的质量相关数据和产品结构模型数据，建立质量数据输入和输出字段，包括偏差过程、故障位置、处置分类、责任部门、故障原因、外观影响、密封影响、关重件、偏离程度；将质量数据的各个属性值编号并映射到事务数据库D；

步骤2.2：计算项集X在事务数据库D中的支持度和规则在事务数据库D中的支持度：

计算关联规则在事务数据库D中的置信度：

步骤2.3：将第一次在数据库中扫描到的结果保存在服务器内存中，后面从内存中迭代取得数据，减少与数据库打交道的次数，从而减少数据查询时间，从而提升整体计算效率；

步骤2.4：将集合运算的思想与Apriori算法相结合，得到了一种基于集合的一次访问数据库的关联规则方法；该算法仅仅只需要扫描一次数据库，通过集合操作不断迭代输出频繁项集，从而提升了频繁项集的挖掘效率；用集合的概念对频繁项集进行表示和描述，并参与迭代运算；对所有生成的频繁项集以及包含此频繁项集的相关事务集运用集合来存储和表示；在频繁(K+1)-项集的生成过程中，采用集合之间的并集与交集的运算性质，对频繁K项集求并集得到(K+1)-项集，对发生的事务集合求交集得到(K+1)-项集的数量，并将(K+1)-项集的数目与最小支持度计数比较，筛选得到得到频繁(K+1)-项集；

步骤三，结合步骤一导入的实体模型和步骤二的实时运算结果数据，在UNITY中运用3D引擎和算法包接口，可视化总装配质量数据分析结果：

步骤3.1：运用颜色映射方法，结合实时质量原始和分析数据，用颜色表示场景中质量元素的数据值的大小，在数据与颜色之间建立映射关系，把不同的质量元素数据映射为不同的颜色；在各零部件模型上体现各零部件质量问题的紧迫程度；

步骤3.2：运用力导向布局图展现质量关联分析结果中的关联规则，将各质量元素下的属性值作为结点数据，将产品结构三维模型或系统三维模型的名称与质量数据表中对应的ID关联，达到以零部件为中心的关联关系图与其零部件模型关联的目的；并将各三维模型对应的ID作为关联规则力导向布局图的中心点簇，用矢量箭头表达频繁项集中两个或多个属性值之间的关联规则，用节点之间的连线粗线表示两个属性间的关联强弱，直观地展示所挖掘的数据属性与部位相关的关联强弱关系，并指导部位的故障处理结果。