1. 范围
本规范适用于航空领域使用CATIA软件设计的大型三维模型的轻量化处理，涵盖从概念设计到制造准备的全生命周期，通过LOD分级优化模型性能并确保关键信息完整性。
2. 术语定义
– LOD（Level of Detail）：模型的细节层级，根据应用场景动态调整几何精度、装配结构及元数据。
– 轻量化处理：通过几何简化、数据压缩等手段降低模型复杂度，提升加载和渲染效率。
3. LOD分级标准
|LOD等级|应用场景|细节要求|
|LOD0|原始模型（未简化）|全细节，包含所有制造级几何、纹理及元数据，用于最终制造和仿真验证。|
|LOD1|详细设计审查、高级仿真|保留关键结构和接口特征，简化次要零件（如删除螺纹孔、倒角）。|
|LOD2|初步设计评审、中级分析|合并小零件为单一几何体，减少装配层级，降低面数至原模型的30%-50%。|
|LOD3|概念设计、快速可视化|仅保留外形轮廓和关键装配关系，简化曲面为平面，面数不超过原模型的15%。|
|LOD4|协同展示、VR/AR应用|极简形态（BoundingBox或体素表示），移除非必要元数据，文件大小<50MB。|
4. 技术要求
– 几何简化：根据LOD级别使用CATIA的“Remove Feature”“Surface Simplification”工具，或通过第三方插件（如3DEXPERIENCE Live Collaboration）实现。
– 部件合并：在LOD2及以上层级，将不影响功能的小型紧固件、管路合并为单一壳体。
– 纹理与材质：超过LOD2级别时，贴图分辨率降至1K以下，材质替换为近似物理属性的简化参数。
– 装配结构：保留主装配树层级，使用占位符替代子装配（如发动机内部组件在LOD3中替换为实体块）。
– 元数据：保留部件ID、质量属性、接口信息，移除工艺注释、供应商信息等非必要数据。
5. 实施流程
1. 模型分析
– 使用CATIA“Model Analysis”模块评估面数、组件数量、文件体积及关键特征分布。
– 识别高复杂度区域（如机翼连接处、航电舱），标记不可简化的公差敏感区。
2. LOD定义与规则映射
– 根据项目需求制定LOD级别对照表（如结构部门使用LOD1，市场部门使用LOD3）。
– 在ENOVIA或PDM系统中设置元数据过滤规则，实现自动版本切换。
3. 轻量化处理
– 自动化：通过CATIA CAA脚本或Power Copy模板批量处理标准件（如螺栓、线束）。
– 手动优化：对气动曲面、载荷路径区域保留NURBS精度，仅简化非承力结构。
4. 验证与测试
– 几何精度：使用“3D Compare”工具对比轻量化模型与原始模型，关键尺寸偏差需<0.1mm。
– 性能指标：在V6环境中测试加载时间（目标：LOD4模型<5秒），实时渲染帧率≥30fps。
– 数据完整性：确保STEP/IGES导出时保留接口坐标系和质量属性。
5. 数据管理
– 在3DEXPERIENCE平台中建立LOD版本树，通过“轻量化标记”区分不同层级。
– 权限控制：限制LOD0仅制造团队可见，LOD4开放给外部合作伙伴。
6. 合规性与参考标准
– 符合ASME Y14.41-2019（数字产品定义数据实践）中对简化表示的要求。
– 满足MBSE（基于模型的系统工程）中多层级模型协同标准。
– 兼容JT（ISO 14306)、3D PDF等轻量化格式输出。
7. 附录
– 示例：某机翼组件在LOD2处理中，将200个铆钉合并为1个面片化阵列，面数从12万降至4.2万。
– 工具推荐：达索系统R2023x新增的“Lightweight Design Workbench”支持AI驱动的智能简化。
通过本规范，可确保航空模型在保持设计意图的同时，实现性能与资源消耗的平衡，提高多学科协同效率。
