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摘要：隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，煙草物流行業(yè)對(duì)項(xiàng)目全生命周期的數(shù)字化有新的要求。特別是在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、變更、交付、運(yùn)維等階段，各階段的數(shù)據(jù)需要實(shí)現(xiàn)可交互，以達(dá)到設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)在項(xiàng)目全生命周期中的流通與應(yīng)用。傳統(tǒng)煙草物流項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段通常以二維平面圖紙作為項(xiàng)目設(shè)計(jì)的依據(jù)，然而二維圖紙對(duì)信息數(shù)據(jù)的表達(dá)與使用有較大的局限性，無法滿足設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)流通交互的要求。針對(duì)這些問題，本文提出了基于3Dmax的數(shù)字制圖技術(shù)解決方案，通過對(duì)制圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和模型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用數(shù)字化制圖技術(shù)在3Dmax中實(shí)現(xiàn)了物流場(chǎng)景的自動(dòng)建模、設(shè)備干涉檢測(cè)、圖紙信息的自定義提取、平面圖轉(zhuǎn)換三維場(chǎng)景等功能。同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了方案數(shù)據(jù)在設(shè)計(jì)、變更、交付各階段的交互和閉環(huán)。為煙草物流系統(tǒng)方案數(shù)字化設(shè)計(jì)提供了有效支撐。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化制圖；煙草物流；三維設(shè)計(jì)

作者：李生者 李茂 畢蕾 高菡陽 田仁秀 李子天

昆船智能技術(shù)股份有限公司

一

背景與現(xiàn)狀

在煙草物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，數(shù)字化制圖設(shè)計(jì)成為概念到圖紙的核心驅(qū)動(dòng)力，不僅手工繪圖轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化智能設(shè)計(jì)，提高了精度和效率，還通過建模、渲染和仿真等功能，為煙草物流提供直觀、詳盡的設(shè)計(jì)藍(lán)圖。同時(shí)數(shù)字化制圖平臺(tái)的輕便性和靈活性使得設(shè)計(jì)方案能迅速調(diào)整以適應(yīng)實(shí)際需求，降低設(shè)計(jì)成本和設(shè)計(jì)周期。目前，在常規(guī)的煙草物流方案設(shè)計(jì)中（如圖1），首先，需精準(zhǔn)捕捉項(xiàng)目需求，明確方案設(shè)計(jì)目標(biāo)，查閱相應(yīng)的物流設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。其次，根據(jù)項(xiàng)目需求，進(jìn)行設(shè)計(jì)圖紙精度規(guī)劃，設(shè)置制圖單位，完成初步方案設(shè)計(jì)，經(jīng)評(píng)審優(yōu)化后得到圖紙?jiān)O(shè)計(jì)方案。最后，依據(jù)CAD圖紙方案，利用3Dmax軟件進(jìn)行三維信息、三維模型的錄入與構(gòu)建。

圖1 常規(guī)三維轉(zhuǎn)化流程圖

但基于對(duì)現(xiàn)代化物流設(shè)計(jì)技術(shù)快捷、精確、高效和可靠的數(shù)字化要求，常規(guī)的方案圖紙?jiān)O(shè)計(jì)無法滿足方案的數(shù)字化設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，場(chǎng)景設(shè)備的選擇與尺寸計(jì)算皆需要人工推算，眾多的參數(shù)需要很多計(jì)算時(shí)間，并且二維圖紙也無法展現(xiàn)三維場(chǎng)景，故很多參數(shù)并不能有效可視化以啟發(fā)設(shè)計(jì)過程[1]；最主要的矛盾是二維到三維的跨平臺(tái)設(shè)計(jì)、傳輸與轉(zhuǎn)換過程復(fù)雜，資源整合難度大、成本高，數(shù)據(jù)兼容性差、格式不統(tǒng)一束縛了數(shù)據(jù)自由流動(dòng)與協(xié)作，進(jìn)一步降低了設(shè)計(jì)效率；設(shè)備明細(xì)提取自動(dòng)化程度低，圖層、圖塊使用的不規(guī)范，都會(huì)導(dǎo)致修改過程中，大量數(shù)據(jù)的手工重復(fù)錄入。在此運(yùn)用過程中信息龐大、人員疲憊等因素，使得設(shè)計(jì)周期加長，同時(shí)還大幅提升了差錯(cuò)率，降低了設(shè)計(jì)質(zhì)量[2]。

針對(duì)常規(guī)方案圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)，需引入集智能識(shí)別、轉(zhuǎn)換、協(xié)同等功能為一體的物流方案設(shè)計(jì)技術(shù)?，F(xiàn)提出一種二維數(shù)據(jù)自動(dòng)提取轉(zhuǎn)換、自動(dòng)三維制圖、干涉檢測(cè)、二維三維關(guān)聯(lián)映射、協(xié)同設(shè)計(jì)的數(shù)字化制圖技術(shù)。新技術(shù)在二維與三維轉(zhuǎn)化、信息提取自動(dòng)化、三維設(shè)計(jì)集成與優(yōu)化、三維模型庫構(gòu)建與集成、數(shù)據(jù)兼容性處理上表現(xiàn)優(yōu)異，實(shí)現(xiàn)物流方案設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量的雙重提升。

二

數(shù)字化制圖技術(shù)與平臺(tái)

在當(dāng)今企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的背景下，數(shù)字化技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用成為推動(dòng)煙草產(chǎn)業(yè)升級(jí)，提升競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。構(gòu)建具備設(shè)計(jì)圖紙的二維和三維互相轉(zhuǎn)換、模型設(shè)備干涉檢測(cè)、設(shè)備明細(xì)數(shù)據(jù)提取自動(dòng)化、設(shè)備模塊模型庫等功能于一體的數(shù)字化制圖平臺(tái)，對(duì)實(shí)現(xiàn)不同煙草項(xiàng)目場(chǎng)景設(shè)計(jì)需求的快速響應(yīng)具有重要意義。

圖2 數(shù)字化制圖技術(shù)構(gòu)建三維場(chǎng)景流程

數(shù)字化制圖綜合平臺(tái)的核心在于深度融合平面二維圖紙與三維虛擬場(chǎng)景生成?；跀?shù)字化制圖技術(shù)構(gòu)建三維場(chǎng)景的流程（如圖2），首先從原始CAD二維圖紙?zhí)崛〔杉畔?，通過功能腳本進(jìn)行信息解析和模型調(diào)用，完成基礎(chǔ)設(shè)備模塊的構(gòu)建。然后，編譯策略腳本，對(duì)模型模塊和信息映射，初步完成設(shè)備布局；利用干涉可視化檢測(cè)技術(shù)，對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行干涉檢測(cè)，并消除干涉，優(yōu)化布局。進(jìn)一步對(duì)場(chǎng)景模型精度校準(zhǔn)、幾何模型模塊化和圖層分類管理，再審核與確認(rèn)最終場(chǎng)景布局。最終完成模型轉(zhuǎn)化和信息自動(dòng)提取，導(dǎo)出為二維圖紙以及信息數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)圖紙到虛擬場(chǎng)景的快速精準(zhǔn)映射，規(guī)避了重復(fù)勞動(dòng)與返工現(xiàn)象。同時(shí)，構(gòu)建豐富的模型圖塊庫，能夠提升場(chǎng)景部署效率；可視化碰撞檢測(cè)技術(shù)可以快速準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備在三維空間中部署沖突的問題，實(shí)現(xiàn)即時(shí)優(yōu)化；一鍵導(dǎo)出設(shè)備信息功能簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)提取流程，確保數(shù)據(jù)高精度與一致性。此外，平臺(tái)擁有強(qiáng)大可擴(kuò)展性，支持用戶靈活定制自動(dòng)化數(shù)據(jù)提取與導(dǎo)出腳本，降低人為錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)，保障項(xiàng)目高質(zhì)量執(zhí)行與高效推進(jìn)。

數(shù)字化制圖綜合平臺(tái)以3DMax作為基礎(chǔ)開發(fā)平臺(tái)，憑借豐富的工具集和強(qiáng)大功能，能夠滿足個(gè)性化需求，豐富的API接口，能夠與其他設(shè)計(jì)軟件如CAD、BIM、Unity和SolidWorks等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同場(chǎng)景設(shè)計(jì)需求的快速響應(yīng)，和多平臺(tái)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)與交付。下面從虛擬場(chǎng)景自動(dòng)建模、模型碰撞檢測(cè)、場(chǎng)景圖紙化構(gòu)建、數(shù)字信息提取輸出等方面詳細(xì)介紹數(shù)字化制圖綜合平臺(tái)。

1.虛擬場(chǎng)景自動(dòng)建模

煙草物流系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中，需精確部署輸送、分揀設(shè)備及貨架存儲(chǔ)的二維平面布局，并構(gòu)建三維場(chǎng)景。數(shù)字化制圖采用參數(shù)化建模，通過調(diào)整少量參數(shù)來快速構(gòu)建煙草物流場(chǎng)景和產(chǎn)品模型，減少重復(fù)勞動(dòng)，確保數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性，提高了模型的復(fù)用性。首先利用3Dmax內(nèi)置maxscript插件，編譯數(shù)據(jù)識(shí)別腳本代碼，提取方案數(shù)據(jù)并可視化。然后，準(zhǔn)確映射設(shè)備信息與設(shè)備模型模塊，調(diào)用單元設(shè)備模型模塊與信息數(shù)據(jù)匹配，完成三維場(chǎng)景模型的精細(xì)部署。煙草物流系統(tǒng)中條煙分揀系統(tǒng)的自動(dòng)建模過程（如圖3），通過調(diào)用輸送系統(tǒng)CAD方案明細(xì)數(shù)據(jù)，鏈接模型庫進(jìn)行信息與模型映射。數(shù)據(jù)信息與模型匹配后，進(jìn)一步調(diào)取鏈?zhǔn)綑C(jī)、輥道機(jī)、提升機(jī)、皮帶機(jī)以及立式分發(fā)機(jī)等基礎(chǔ)煙草物流設(shè)備模型，并結(jié)合策略腳本和數(shù)據(jù)信息，對(duì)鏈?zhǔn)綑C(jī)、輥道機(jī)和皮帶機(jī)尺寸大小、形體比例以及空間位置自動(dòng)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)托盤輸送系統(tǒng)和條煙輸送系統(tǒng)的三維場(chǎng)景部署。

圖3 信息模型映射

2.場(chǎng)景模型碰撞檢測(cè)

場(chǎng)景模型搭建完后，需要進(jìn)行全場(chǎng)景干涉碰撞檢測(cè)，檢測(cè)煙草倉庫布局、輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)和墻體是否存在模型碰撞、重疊等問題，以便進(jìn)一步優(yōu)化場(chǎng)景布局。傳統(tǒng)碰撞檢測(cè)主要是通過幾何形體檢測(cè)和包圍盒檢測(cè)，但要將兩個(gè)復(fù)雜的三維幾何物體對(duì)象直接進(jìn)行碰撞測(cè)試，計(jì)算機(jī)要付出龐大的計(jì)算量、高昂的成本，尤其是上千萬個(gè)點(diǎn)面組成的多邊形模型時(shí)，工作量更是難以估計(jì)[3]。特別是在煙草物流系統(tǒng)中，條煙數(shù)量龐大，輸送及分揀設(shè)備繁多，導(dǎo)致計(jì)算復(fù)雜度高、檢測(cè)結(jié)果過度保守、難以應(yīng)對(duì)變形物體、對(duì)復(fù)雜場(chǎng)景適應(yīng)性差以及缺乏直觀性等諸多問題。

圖4 模型BVH劃分（左）與樹狀結(jié)構(gòu)圖（右）

本平臺(tái)采用Polygon Mesh碰撞檢測(cè)，其核心在于空間劃分技術(shù)BVH，將條煙立式分發(fā)機(jī)等復(fù)雜的幾何對(duì)象分割成一系列簡(jiǎn)單的包圍體，這些包圍體按照層次關(guān)系組織成樹狀結(jié)構(gòu)（如圖4）。通過構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)，BVH技術(shù)能夠快速地從根節(jié)點(diǎn)篩查，排除不可能發(fā)生碰撞的子節(jié)點(diǎn)對(duì)象，從而大大減少需要進(jìn)行詳細(xì)碰撞檢測(cè)的對(duì)象數(shù)量，提高整體檢測(cè)效率。

Polygon Mesh碰撞檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、碰撞檢測(cè)和干涉可視化渲染三個(gè)關(guān)鍵步驟。在預(yù)處理階段，將場(chǎng)景模型調(diào)整優(yōu)化并統(tǒng)一轉(zhuǎn)為Polygon Mesh，為碰撞檢測(cè)奠定基礎(chǔ)；在碰撞檢測(cè)階段，利用空間劃分技術(shù)BVH快速篩選出相交干涉的物體對(duì)；在干涉可視化渲染階段，基于Vray渲染器和V-Ray Dirt材質(zhì)渲染檢測(cè)，將相交干涉區(qū)域顯化為紅色，其他區(qū)域?yàn)榘咨?，以顏色區(qū)別快速精準(zhǔn)定位干涉部分。

在3Dmax中采用Polygon Mesh碰撞檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)場(chǎng)景中的設(shè)備模型精準(zhǔn)、快速自動(dòng)地進(jìn)行多邊形網(wǎng)格干涉檢查，并可視化顯示干涉部分。通過編譯腳本插件，可快速設(shè)置檢測(cè)參數(shù)，如精度、范圍、響應(yīng)方式等，幫助設(shè)計(jì)人員能直觀準(zhǔn)確地看到干涉的部分，及時(shí)優(yōu)化調(diào)整，提高設(shè)計(jì)效率。

3.場(chǎng)景圖紙化構(gòu)建

通過自動(dòng)建模、干涉檢測(cè)以及優(yōu)化調(diào)整后，虛擬場(chǎng)景初步搭建完成，但三維方案設(shè)計(jì)參數(shù)相比二維圖紙數(shù)據(jù)有所增加，托盤輸送系統(tǒng)、條煙輸送系統(tǒng)以及倉庫布局也有所變動(dòng)。為保證數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性和可讀性，需將三維虛擬場(chǎng)景數(shù)據(jù)導(dǎo)出為能夠被二維圖紙所識(shí)別和加載的數(shù)據(jù)。

圖5 腳本代碼

利用3Dmax腳本編譯器，通過對(duì)三維和二維場(chǎng)景數(shù)據(jù)的映射和加工，編寫數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換腳本（如圖5），基于平面投影原理，對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行頂視圖正射投影，根據(jù)特征要素提取對(duì)應(yīng)圖層、中點(diǎn)、線、多線段和塊等模型信息[4]，并得到模型模塊輪廓圖形。以世界坐標(biāo)原點(diǎn)（0，0，0）為基點(diǎn)，把圖形的世界坐標(biāo)Z軸歸零，完成三維模型Z軸方向上齊平。取煙草設(shè)備模型投影輪廓X、Y軸方向上形體長度的1/2確立單元模塊的中心點(diǎn)，同時(shí)為單元模塊的相對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)。三維模型轉(zhuǎn)二維圖紙時(shí)，以世界坐標(biāo)為場(chǎng)景所有設(shè)備的基準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn)行轉(zhuǎn)換部署，結(jié)合設(shè)備模塊形體、位置變化的相對(duì)坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)相對(duì)定位與精確變換。并根據(jù)場(chǎng)景規(guī)模自動(dòng)設(shè)置系統(tǒng)單位、坐標(biāo)基準(zhǔn)，確保導(dǎo)出的圖紙數(shù)據(jù)完好，以適應(yīng)不同的二維平臺(tái)。同時(shí)也可選擇性導(dǎo)出，導(dǎo)出單個(gè)設(shè)備模塊構(gòu)建二維圖庫，便于方案設(shè)計(jì)。

圖6 模型轉(zhuǎn)CAD平面圖（上）與立體圖（下）

導(dǎo)出的CAD圖紙，設(shè)備模型三維幾何參數(shù)轉(zhuǎn)為節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)，包括模型模塊形體參數(shù)和顏色材質(zhì)參數(shù)，可在二維平臺(tái)上解析節(jié)點(diǎn)信息并構(gòu)建三維模型，實(shí)現(xiàn)二維平面模式與三維立體模式的切換（如圖6），增強(qiáng)了圖紙立體感。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)就可以直觀地看到條煙分揀系統(tǒng)設(shè)備的平面和空間結(jié)構(gòu)布局，準(zhǔn)確理解各輸送設(shè)備的走向、交匯點(diǎn)以及分揀區(qū)域的劃分，便于繪制煙草物流系統(tǒng)的布局圖和流程圖，同時(shí)為方案系統(tǒng)規(guī)劃和優(yōu)化提供了依據(jù)。在二維平臺(tái)上調(diào)整單元設(shè)備模塊后的方案圖紙可直接導(dǎo)入到3Dmax中形成三維立體圖，確保了圖紙數(shù)據(jù)一致性，促進(jìn)協(xié)同效率。

4.數(shù)字信息提取輸出

圖7 可視化插件

在煙草物流系統(tǒng)中，設(shè)備模型包含大量的關(guān)鍵信息，如設(shè)備的位置、狀態(tài)和性能參數(shù)，這些信息對(duì)于系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)和管理至關(guān)重要。但3Dmax缺乏直接轉(zhuǎn)化提取設(shè)備信息的功能組件，導(dǎo)致導(dǎo)出的CAD二維方案圖紙沒有信息數(shù)據(jù)參照，需要再次從其他平臺(tái)上進(jìn)行屬性賦值、圖塊優(yōu)化以及設(shè)備信息選擇導(dǎo)出等繁瑣操作，才能完成設(shè)備信息的提取輸出。這種方式存在重復(fù)設(shè)計(jì)、周期長、效率低等問題。為解決上述難題，在虛擬場(chǎng)景導(dǎo)出為CAD圖紙時(shí)，以結(jié)構(gòu)化方式快捷導(dǎo)出設(shè)備信息數(shù)據(jù)，并以Excel表格保存，方便設(shè)計(jì)人員比對(duì)參考。利用maxscript語言設(shè)計(jì)腳本代碼，并轉(zhuǎn)化為可視化插件（如圖7），選擇需要導(dǎo)出信息的煙草項(xiàng)目場(chǎng)景模型，運(yùn)行策略腳本代碼，利用循環(huán)查詢算法遍歷場(chǎng)景中的設(shè)備模塊，獲取設(shè)備名稱、設(shè)備長度、設(shè)備寬度和設(shè)備高度等屬性，并歸類排序。同時(shí)，集成Excel API與BIM API接口，實(shí)現(xiàn)提取歸類信息的批量Excel寫入。并轉(zhuǎn)化模型模塊和數(shù)據(jù)表格導(dǎo)入BIM平臺(tái)，完成設(shè)備信息數(shù)據(jù)的集成，促進(jìn)協(xié)同設(shè)計(jì)，為項(xiàng)目?jī)?yōu)化成本估算、施工指導(dǎo)及后期運(yùn)維管理提供數(shù)據(jù)參考（如圖8）。

圖8 數(shù)字化信息

三

技術(shù)在項(xiàng)目中的應(yīng)用

在某煙草物流項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)過程中，發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)目的規(guī)模較大，庫區(qū)占地約13000m2，由高架立體庫、多穿件煙存儲(chǔ)系統(tǒng)、條煙分揀線和平庫貨架四大區(qū)域構(gòu)成，共同組成倉儲(chǔ)分揀聯(lián)合工房。同時(shí)該項(xiàng)目的設(shè)備種類多、數(shù)量大，部署廣泛，縱向空間的利用也非常緊湊。傳統(tǒng)平面設(shè)計(jì)技術(shù)無法準(zhǔn)確表達(dá)縱向空間和復(fù)雜設(shè)備交互空間，且平面圖紙數(shù)據(jù)無法直接應(yīng)用，不能夠較為快捷地完成對(duì)設(shè)備明細(xì)、造價(jià)、材料等的統(tǒng)計(jì)，需要較長的設(shè)計(jì)周期。面對(duì)大型復(fù)雜的煙草物流設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)，頻繁變更與返工成為制約進(jìn)度和質(zhì)量的關(guān)鍵。施工進(jìn)度的延誤、資源的浪費(fèi)以及質(zhì)量問題的頻發(fā)，都給項(xiàng)目的順利推進(jìn)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

圖9 項(xiàng)目場(chǎng)景實(shí)體化

為了使該物流設(shè)計(jì)任務(wù)順利開展，滿足業(yè)主數(shù)字設(shè)計(jì)、數(shù)字交付的要求。采用數(shù)字化制圖技術(shù)，從方案設(shè)計(jì)到項(xiàng)目實(shí)景化進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)。

圖10 多角度360度全景圖

針對(duì)該項(xiàng)目規(guī)模大、設(shè)備多、輸送系統(tǒng)復(fù)雜但又快速準(zhǔn)確設(shè)計(jì)方案的實(shí)際需求，調(diào)用原始CAD方案圖紙?jiān)O(shè)備明細(xì)以及基礎(chǔ)模塊模型進(jìn)行數(shù)據(jù)模型映射。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)模型系統(tǒng)單位，包括模型精度和世界坐標(biāo)，完成CAD與3Dmax基礎(chǔ)環(huán)境匹配，保證坐標(biāo)值以及尺寸數(shù)據(jù)的統(tǒng)一。再通過編譯腳本，把設(shè)備明細(xì)中的數(shù)據(jù)賦值到鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)、皮帶輸送機(jī)和輥道輸送機(jī)基礎(chǔ)模型的屬性值上，快速、精準(zhǔn)地部署出該項(xiàng)目的分揀輸送系統(tǒng)和托盤輸送系統(tǒng)。同時(shí)，基于倉儲(chǔ)貨架的坐標(biāo)和尺寸參數(shù)，結(jié)合幾何建模方法，利用陣列、克隆和多邊形修改組件，完成倉儲(chǔ)貨架的搭建。最后，輸送系統(tǒng)與倉儲(chǔ)系統(tǒng)組成該項(xiàng)目工房（如圖9）。自動(dòng)建模方法較傳統(tǒng)建模方法相比，極大地提高了建模效率，縮短了項(xiàng)目周期，模型的準(zhǔn)確性和一致性也得到了顯著提升，在構(gòu)建該項(xiàng)目場(chǎng)景的流程上提高了50%的效率。并結(jié)合360全景技術(shù)，渲染多角度項(xiàng)目場(chǎng)景圖片，可實(shí)現(xiàn)切換查看不同方位的系統(tǒng)布局，呈現(xiàn)該項(xiàng)目的每一個(gè)細(xì)節(jié)和空間關(guān)系（如圖10），為后續(xù)的設(shè)計(jì)優(yōu)化和仿真分析提供了可靠的基礎(chǔ)。

圖11 場(chǎng)景干涉可視化檢測(cè)（左）與優(yōu)化后檢測(cè)（右）

因項(xiàng)目復(fù)雜、規(guī)模大、設(shè)備多，CAD方案圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)易出現(xiàn)模型重疊、設(shè)備干涉，導(dǎo)致提取數(shù)據(jù)并自動(dòng)建模錯(cuò)誤和空間沖突，若以肉眼甄別干涉區(qū)域耗時(shí)耗力。本項(xiàng)目采用干涉可視化技術(shù)，全面檢測(cè)倉儲(chǔ)、分揀、配送三維模型。利用BHV分割設(shè)備、貨架、土建為簡(jiǎn)單包圍體，快速檢測(cè)干涉并篩選區(qū)域，結(jié)合V-Ray Dirt材質(zhì)渲染，將干涉區(qū)域顯化為紅色（如圖11），對(duì)臥式分揀區(qū)域進(jìn)行干涉檢測(cè)，有三處區(qū)域?yàn)榫植吭O(shè)備干涉，有一個(gè)區(qū)域?yàn)樵O(shè)備重疊，通過不同的顏色顯示出來。白色區(qū)域?yàn)檎！?duì)存在局部干涉的區(qū)域，紅色會(huì)比較淺，如圖中臥式分發(fā)機(jī)支腿的局部干涉和輥道輸送機(jī)與墻體的部分干涉，只要微調(diào)設(shè)備尺寸或空間布局就能避免干涉；設(shè)備重疊的區(qū)域，紅色會(huì)比較深，圖中立式分發(fā)機(jī)和輥道輸送機(jī)以及升降機(jī)設(shè)備，需要把重疊的設(shè)備刪除，才能顯示正常。通過干涉可視化檢測(cè)，使得設(shè)計(jì)人員能夠迅速發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目場(chǎng)景中存在的干涉、碰撞等問題，并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，減少了因設(shè)計(jì)錯(cuò)誤而導(dǎo)致的返工和修改，確保了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和可靠性。

圖12 項(xiàng)目場(chǎng)景導(dǎo)出CAD圖紙 立體圖（左）與平面圖（右）

在完成項(xiàng)目場(chǎng)景干涉檢測(cè)并調(diào)整優(yōu)化后，校對(duì)場(chǎng)景布局、模型精度、單位設(shè)置和圖層設(shè)置，并在俯視圖模式下，一鍵導(dǎo)出為CAD圖紙，同時(shí)保留項(xiàng)目三維場(chǎng)景參數(shù)信息，確保了導(dǎo)出后的CAD圖紙與場(chǎng)景模型布局一致，并支持在二維平臺(tái)上進(jìn)行修改和調(diào)整（如圖12），平面布局和立體布局的自由切換，在設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案時(shí)便于準(zhǔn)確部署設(shè)備模型，降低設(shè)備空間沖突。在CAD中修改后的項(xiàng)目圖紙重新導(dǎo)入到3Dmax等三維建模軟件中，無需數(shù)據(jù)的重復(fù)提取，直接顯示為三維模型，實(shí)現(xiàn)了二維與三維的正逆向工程便捷轉(zhuǎn)化，提高了設(shè)計(jì)協(xié)同率。

圖13 場(chǎng)景設(shè)備信息

最后導(dǎo)出項(xiàng)目場(chǎng)景為CAD圖紙的過程中，為了高效支持后續(xù)的采購、安裝及調(diào)試環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)了一鍵提取設(shè)備模型信息的功能。此功能能夠智能識(shí)別項(xiàng)目場(chǎng)景內(nèi)的設(shè)備模型模塊，并自動(dòng)捕獲其坐標(biāo)、尺寸、圖層歸屬以及材質(zhì)屬性等關(guān)鍵信息。隨后，這些信息精準(zhǔn)提取并整合至一份詳盡的設(shè)備清單Excel表格中。通過這一技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)項(xiàng)目場(chǎng)景中300多臺(tái)設(shè)備參數(shù)信息的一鍵式提?。ㄈ鐖D13），涵蓋設(shè)備名稱、尺寸規(guī)格、面體參數(shù)、圖層分配以及模塊詳情等全面數(shù)據(jù)。此技術(shù)極大地簡(jiǎn)化了操作流程，顯著節(jié)省了時(shí)間與精力，確保了數(shù)據(jù)的高度準(zhǔn)確與一致性。

這一系列新技術(shù)的應(yīng)用，不僅顯著提升了項(xiàng)目的構(gòu)建效率和質(zhì)量，還大幅降低了出錯(cuò)的概率，為該煙草項(xiàng)目的方案分析評(píng)估、報(bào)告編制及決策制定提供了堅(jiān)實(shí)可靠的數(shù)據(jù)支撐。

基于數(shù)字化制圖平臺(tái)的功能與性能規(guī)范，深入剖析并重構(gòu)功能和工作流程，旨在構(gòu)建一個(gè)強(qiáng)大軟件架構(gòu)，支撐業(yè)務(wù)活動(dòng)，確保靈活應(yīng)對(duì)需求。融合可擴(kuò)展性、易維護(hù)性、高可靠性等原則，確保架構(gòu)靈活擴(kuò)展、易于維護(hù)、運(yùn)行穩(wěn)定。通過技術(shù)創(chuàng)新，集成自動(dòng)化建模、精確碰撞檢測(cè)、智能圖紙構(gòu)建及信息提取等功能，成功構(gòu)建數(shù)字化制圖平臺(tái)。該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)煙草物流項(xiàng)目二維到三維無縫轉(zhuǎn)換，技術(shù)核心在于自動(dòng)化建模、碰撞檢測(cè)準(zhǔn)確性、圖紙細(xì)致與信息全面提取。通過信息集成與共享，可以提高效率，降低成本，并避免信息孤島現(xiàn)象[5]，共同助力物流項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施的高效進(jìn)行。

四

展望

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的不斷發(fā)展與融合，基于3Dmax的數(shù)字制圖技術(shù)將在煙草物流系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中展現(xiàn)出更加廣闊的應(yīng)用前景。為了進(jìn)一步提升設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量，計(jì)劃在未來工作中加強(qiáng)以下幾方面研究與優(yōu)化：一是深化與AI（人工智能技術(shù)）的結(jié)合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程的智能化決策與優(yōu)化；二是拓展與大數(shù)據(jù)技術(shù)的整合應(yīng)用，提升設(shè)計(jì)成果的數(shù)據(jù)分析能力與預(yù)測(cè)能力；三是加強(qiáng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)同合作與知識(shí)共享機(jī)制建設(shè)，推動(dòng)設(shè)計(jì)管理體系不斷完善升級(jí)。相信通過這些努力與探索，基于3Dmax的數(shù)字制圖技術(shù)將為煙草物流系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來更深遠(yuǎn)的影響與變革。

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編輯、排版：王茜

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