摘 要： 具有CAD功能的软件系统都会面临模型文件的处理问题，探讨了在HOOPS\ACIS平台下搭建具有CAD功能的软件系统以及如何实现CAD文件模型处理的问题，阐述了CAD文件模型处理系统的模块划分，简述了主要模块的实现功能和采用的技术实现方式。
关键词： ACIS；InterOp；PMI；模型分析；模型管理；模型处理
0 引言
基于HOOPS\ACIS搭建的具有CAD功能的软件系统可以方便实现软件系统的CAD功能，但在模型数据处理上，它只提供了几种通用的数据格式和简单的数据访问接口，这对于需要对模型数据进行进一步处理的软件系统来说是无法满足要求的。
CAD文件模型处理系统从两个应用层次设计了独立的模型数据处理系统，来满足不同软件系统的不同需求。基本功能层，满足软件系统对模型数据的基本操作、显示和数据访问功能，它分为3个基本模块来实现，分别是模型数据导入/导出模块、模型数据管理模块、模型操作界面模块；高级功能扩展层，主要实现模型数据分析、PMI信息分析，再根据模型数据分析结果扩展应用，它分为两个基本模块来实现，分别是PMI数据处理模块和模型数据分析模块。
1 模型处理系统架构
CAD文件模型处理系统是搭建在HOOPS\ACIS平台基础之上的模型处理系统，它利用InterOp组件的最新功能和技术实现导入/导出功能，使用ACIS的实体数据组织和存储CAD模型文件数据，统一管理模型文件对应CAD界面的HOOPS段值，实现了PMI信息分析和提取工作，为用户提供深入分析模型数据的数据分析接口，建立了CAD多个模型文件的处理机制，设计了统一的用户界面实现模型处理系统与用户的交互[1]。
依据CAD文件模型处理系统需要实现的功能需求，把该系统划分为以下5个子模块进行具体实现：
（1）模型数据文件的导入/导出模块：主要实现模型文件的导入、导出功能。
（2）PMI数据处理模块：主要实现PMI数据分析、PMI数据存储、PMI数据处理功能。
（3）模型数据管理模块：主要实现模型数据的存储、模型数据的访问、多文件处理机制、模型数据的操作功能、模型数据画图控制。
（4）模型数据分析模块：主要实现模型数据的深入分析、分析数据的存储、分析数据的处理功能。
（5）模型操作界面模块：主要完成CAD文件模型处理系统与用户操作的交互工作。
模型处理系统包图如图1所示。
2 模型处理系统模块功能简述
下面介绍模型处理系统中各个模块要实现的功能和采用的技术实现方式。
2.1 模型文件的导入/导出模块
模型文件的导入/导出模块主要实现模型文件导入和导出功能，它分为导入接口、导出接口、转换参数处理三类接口。此模块使用Spatial公司提供的InterOp组件实现[2]。
InterOp组件基本支持主流工程应用程序所需的所有主流3D数据交换格式，如IGES格式、STEP格式、UG的prt、ProE的prt、CATIA的CATIA V4、CATIA V5、SolidWorks的sldprt、SAT格式等[3]。如图2所示，利用InterOp组件实现的导入/导出模块支持的数据接口。
2.2 PMI数据的分析、处理模块
工业产品制造信息（Product Manufacturing Information，PMI）是管控工业产品制造的重要方式，目前大的汽车、飞机制造商都在通过CAD中PMI数据实现工业产品生产、检测自动化，减少人为因素的影响，提高生产、检测效率。目前支持PMI格式的CAD平台有CATIA V5、NX、SolidWorks、ProE[3]。此模块通过InterOp组件实现，在老的版本只提供语义PMI功能，在新版本中增加了图形PMI功能，通过此模块分析后PMI数据解析为语义PMI信息、图形PMI信息，为后续CAD图形操作、检测分析提供数据依据。PMI支持的制造信息有：标注、尺寸公差、几何公差、形状公差、位置公差、粗糙度等。
2.3 模型数据的处理模块
模型数据的处理模块，此模块是模型处理系统的核心模块，主要提供模型数据的存储、模型数据的访问、模型数据的处理等功能，此模块利用HOOPS\ACIS提供的相关功能和数据格式实现。模型文件通过导入模块导入CAD文件数据，如果存在PMI数据，会通过PMI数据分析/处理模块提取PMI数据信息，最后把几何实体数据存储在处理模块的ENTITY_LIST数据列表中[4]。模型数据的访问和处理功能操作都是围绕ENTITY_LIST数据列表进行的。
模型数据处理模块实现了多个模型文件管理功能，是通过数据结构map<wstring，ENTITY_LIST*>实现的，这里需要做两个工作，一是用数据结构建立CAD文件与CAD数据的对应关系；二是根据文件结构建立HOOPS中段的对应关系[5]。有了上述两步的支持就可以方便实现CAD视图多文件操作，模型数据的访问功能通过数据结构访问对应的ENTITY_LIST进行操作；CAD界面的操作根据不同段对应的不同KEY值进行操作。
在分配HOOPS的KEY值时参考多文件的结构去建立，这是实现CAD图形操作的基础。图3所示为CAD多文件KEY值分配逻辑。
2.4 模型数据分析模块
模型数据的处理是由分析模型实体列表来完成的，如果用户需要进一步对模型文件进行分析，就需要对所得到的实体做进一步的处理，模型数据分析模块就是用来完成此项功能的。
模型分析依据模型实体的拓扑结构来进行，拓扑对象包括体（Body）、块（Lump）、壳（Shell）、子壳（Subshell）、线框（Wire）面（Face）、环（Loop）、有向边（Coedge）、边（Edge）、顶点（Vertex）[6]。利用拓扑结构找到对应的几何，然后通过分析几何提供的几何信息进行相关处理。
模型分析模块包含两类数据的分析，一个是几何分析，它是通过实体的拓扑结构分析来完成的；另一类是PMI信息的分析，它是结合PMI信息分析和几何信息分析一起来完成的。
2.5 模型操作界面模块
模型操作界面模块是模型处理系统的人机交互系统，这里用树形控件实现，模型信息数据的显示和操作基于树形结构之上，便于操作和扩充功能。图4为模型操作树形界面。
模型操作界面实现了三类数据的操作，第一类是模型数据的操作，在模型导入后，根据模型处理模块的实体列表，显示模型数据的树型结果；第二类是PMI数据的操作，它是在存取PMI数据时，根据PMI数据处理模块的PMI数据，显示相关PMI信息；第三类是模型数据分析的操作，它是对模型数据或者PMI数据分析处理后生成的处理结果的显示。
3 结论
基于HOOPS\ACIS的CAD文件处理系统简要描述了文件模型处理系统的架构，此架构结合了最新的CAD技术，考虑了模型后续处理的扩充性，介绍了主要模块的功能和技术实现，对采用类似技术和搭建类似模型处理系统有积极的借鉴作用。
参考文献
[1] 金鑫，王晓英，魏绍荣，等.一种数据自动转化软件的构思与设计[J].微型机与应用，2014，33（1）：14-17.
[2] 张雯，王守尊.ACIS几何平台及其应用模式的研究[J].微计算机信息，2006，22（10）：253-255.
[3] Spatial Technology. 3D InterOp supported file formats [EB/OL]. [2015-05-25]. http：//www.spatial.com/.
[4] 石晓宇ACIS几何平台及其开发应用[J].机电技术，2011（2）：22-24.
[5] 吴敏，黄峻森.3D应用程序开发的强大动力——可视化组件HOOPS[J].CAD／CAM与制造业信息化，2006（7）：50-52.