计算机辅助设计对象的基于机器学习的选择性实体化制造技术

一种计算系统，其可以包括实例标识引擎，该实例标识引擎被配置成确定用于表示计算机辅助设计(CAD)对象的几何形状的编程化图案的图案实例的选定子集，包括通过标识要对所述CAD对象执行的CAD操作；确定可应用于CAD操作的CAD对象中的经采样的点集合；将经采样的点集合作为输入提供给反演机器学习(ML)模型，所述反演机器学习(ML)模型被训练以输出用于CAD对象的输入点的编程化图案的给定图案实例；以及针对经采样的点集合来确定由反演ML模型提供的图案实例的输出集合，作为选定子集。该系统还可以包括对象实体化引擎，该对象实体化引擎被配置成实体化图案实例的选定子集的几何形状，以对CAD对象执行CAD操作。以对CAD对象执行CAD操作。以对CAD对象执行CAD操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】计算机辅助设计对象的基于机器学习的选择性实体化

技术介绍

[0001]计算机系统可用于创建、使用和管理产品和其它物品的数据。计算机系统的示例包括计算机辅助设计(computer
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aided design，CAD)系统(其可以包括计算机辅助工程(computer
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aided engineering，CAE)系统)、计算机辅助制造(computer
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aided manufacturing，CAM)系统、可视化系统、产品数据管理(product data management，PDM)系统、产品生命周期管理(product lifecycle management，PLM)系统等。这些系统可以包括有助于产品结构和产品制造的设计和模拟测试的部件。
附图说明
[0002]在以下详细描述中并参考附图来描述某些示例。
[0003]图1示出了支持CAD对象的基于机器学习(ML)的选择性实体化的计算系统的示例。
[0004]图2示出了由计算系统进行的基于ML的选择性实体化的示例。
[0005]图3示出了由实例标识引擎进行的反演ML模型的示例性训练。
[0006]图4示出了用于射线投射CAD操作的基于ML的选择性实体化的示例。
[0007]图5示出了用于切片CAD操作的基于ML的选择性实体化的示例。
[0008]图6示出了用于修剪CAD操作的基于ML的选择性实体化的示例。
[0009]图7示出了系统可以实施为支持CAD对象的基于ML的选择性实体化的逻辑的示例。
[0010]图8示出了支持CAD对象的基于ML的选择性实体化的计算系统的示例。
具体实施方式
[0011]CAD系统和应用可以支持各种形式的CAD对象的创建、设计、表示和使用。由CAD应用程序使用的一种常见形式是边界表示(也称为B
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Rep)。B
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Rep可以通过诸如曲线、边缘、面、形状、网格等的二维(2D)或三维(3D)几何元素来定义CAD对象的对象边界。边界表示模型的性质可以被限制为仅描述CAD对象的边界(例如形成CAD对象的外部边界的几何形状)。由边界表示包围的区域通常仅在分类上被限制为完全实体的或完全空的。
[0012]CAD对象的B
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Rep定义在捕获复杂的CAD对象的内部几何形状方面将是不可行的或低效的。随着3D设计、3D打印、增材制造和其它3D技术能力的增长，具有几何上复杂的内部和外部结构的3D部件的设计和制造变得越来越可行。当通过边界表示(例如，网格面)进行几何建模时，复杂的3D几何形状可能需要包含数百万(或更多)个几何元素的组合，并且包括相当大的几何复杂性(例如，高亏格(genus)、高度弯曲的、可变的和不规则的)。经由B
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Rep的复杂3D几何形状的原始实现(无论是用于建模内部增材材料还是复杂的外部几何形状)都可能产生处理数百万个或更多网格元素所需的过多性能和存储器损失。
[0013]CAD对象的编程化表示可以提供优于通过B
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Rep或其它网格几何形状实现的复杂3D几何形状的原始实现的性能优势。例如，3D晶格可以被编程化表示为被重复以创建复杂3D成形或几何形状的几何图案。可以以过程化形式而不是以数百万(或跟多)个B
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Rep面的显式几何表示来表示编程化图案，并且因此该编程化图案可以是与B
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Rep相比更简明的几
何表示形式。在一些实例中，编程化图案可以采取跨越2D或3D空间重复以形成CAD对象的内部或外部几何形状的特定图案实例(例如，图案内核)的形式。其中可使用编程化图案化来有效地表示CAD几何形状的示例性部件包括形成3D部件的内部的增材晶格结构、铆钉或紧固件、用于改进抓握性的表面上的几何纹理、流体湍流器、涂层和涂料粘合表面等。
[0014]编程化图案(例如，以高级计算机编程语言指定)可提供用于设计和表示CAD系统中的复杂3D几何形状的简明和灵活的框架。然而，在对编程化表示的CAD对象执行的CAD操作可能需要处理、修改、模拟或以其它方式实例化CAD对象的3D几何形状。为了执行这种CAD操作，一些CAD系统可以实体化给定CAD对象的整个3D几何形状。实体化可以指其中几何的编程化表示(例如，经由代码)被转换为专用几何表示(例如，B
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Rep)的过程。对于由许多图案实例(例如，在数千、数万、数百万或更多)组成的编程化图案，CAD对象的整个3D几何形状的B
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Rep表示在尺寸上可能非常大，从而不利地影响CAD系统的存储器和计算效率。
[0015]本公开可以提供用于CAD对象的基于机器学习(ML)的选择性实体化的系统、方法、设备和逻辑。本文描述的基于ML的选择性实体化特征可以提供实体化CAD对象的3D几何形状中的一些(但不是全部)的能力。这种选择性实体化可以包括表示可应用于给定CAD操作的CAD几何形状的相关部分，而CAD几何形状的其他不相关部分保持为编程形式。机器学习技术可被应用于高效地和有效地标识待体现用于特定CAD操作的图案实例的选定子集。
[0016]本文描述的基于ML的选择性实体化特征可以通过具有O(1)的复杂度(例如，与CAD几何结构中的图案实例的数目无关的恒定时间)的选定子集确定来提高CAD系统中的计算效率。此外，本文描述的基于ML的选择性实体化特征可提供针对编程化图案的可扩展的惰性评估方法，而与底层编程实现方式无关。这样，对于任意程序(无论是对于简单程序还是对于包括循环和条件语句的复杂编程逻辑)，都可以经由本公开获得计算效率。
[0017]本文将更详细地描述这些和其它基于ML的选择性实体化特征和技术益处。
[0018]图1示出了支持CAD对象的基于ML的选择性实体化的计算系统100的示例。计算系统100可以采用单个或多个计算设备的形式，例如应用服务器、计算节点、台式或膝上型计算机、智能电话或其它移动设备、平板设备、嵌入式控制器等。在一些实施方式中，计算系统100实施CAD系统、工具、应用或程序，以帮助用户设计、分析、仿真和制造产品和3D部件。
[0019]作为支持本文描述的基于ML的选择性实体化特征的任何组合的示例性实现方式，图1所示的计算系统100包括实例标识引擎110和对象实体化引擎112。计算系统100可以以各种方式实施引擎108和110(包括其部件)，例如实施为硬件和通过编程。针对引擎108和110的编程可以采用存储在非瞬时性机器可读存储介质上的处理器可执行指令的形式，而针对引擎108和110的硬件可以包括执行这些指令的处理器。处理器可以采用单处理器或多处理器系统的形式，并且在一些示例中，计算系统100使用相同的计算系统特征或硬件组件(例如，公共处理器或公共存储介质)来实施多个引擎。
[0020]在操作中，实例标识引擎110可以确定用于表示CAD对象的几何形状的编程化图案的图案实例的选定子集。实例标识引擎11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：通过计算系统：确定编程化图案的图案实例的选定子集，所述编程化图案用于表示计算机辅助设计(CAD)对象的几何形状，所述确定编程化图案的图案实例的选定子集包括：确定所述CAD对象的经采样的点集合，所述经采样的点集合可应用于对所述CAD对象执行的CAD操作；将所述经采样的点集合作为输入提供给反演机器学习(ML)模型，所述反演机器学习(ML)模型被训练以输出用于所述CAD对象的输入点的所述编程化图案的给定图案实例；以及针对所述经采样的点集合来确定由所述反演ML模型提供的图案实例的输出集合，作为所述选定子集；以及实体化所述图案实例的选定子集的几何形状，以对所述CAD对象执行所述CAD操作。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过以下步骤来训练所述反演ML模型：生成用于所述反演ML模型的训练数据集合，包括通过以下步骤来生成用于所述反演ML模型的训练数据集合：针对表示所述CAD对象的所述几何形状的所述编程化图案的每个给定图案实例来确定采样点，所述采样点位于包含所述给定图案实例的几何块内；以及将所述训练数据集合确定为每个几何块与位于所述几何块内的所述采样点之间的映射；以及利用所生成的训练数据集合来训练所述反演ML模型。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，每个几何块唯一地包含单个图案实例，并且其中，基于包含特定图案实例的所述几何块来训练所述反演ML模型以输出所述特定图案实例。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述CAD操作包括射线投射操作，并且包括：沿着所述射线投射操作的投射射线对所述CAD对象中的点采样；通过沿着所述投射射线实体化所述CAD对象的所述图案实例的几何形状来实体化所述选定子集的几何形状；以及通过对所述选定子集的实体化几何形状执行射线表面相交计算来执行所述射线投射操作。5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述CAD操作包括切片操作，并且包括：在所述切片操作的切片平面中对所述CAD对象中的点采样；通过实体化所述切片平面中的所述CAD对象的所述图案实例的几何形状来实体化所述选定子集的几何形状；以及通过计算所述选定子集的实体化几何形状与所述切片平面之间的相交曲线来执行所述切片操作。6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述CAD操作包括用于去除所述CAD对象的选定部分之外的部分所述编程化图案的修剪操作，并且包括：
在所述CAD对象的所述选定部分中对所述CAD对象中的点采样；通过在所述选定部分中实体化所述CAD对象的所述图案实例的几何形状来实体化所述选定子集的几何形状；以及通过修剪所述CAD对象的所述选定部分之外的实体化几何形状来执行所述修剪操作。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，包括：在不实体化所述编程化图案的未选定图案实例的情况下实体化所述图案实例的选定子集的所述几何形状。8.一种系统，包括：实例标识引擎，其配置成通过以下来确定编程化图案的图案实例的选定子集，所述编程化图案用于表示计算机辅助设计(CAD)对象的几何形状：确定所述CAD对象中的经采样的...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏拉杰，
申请(专利权)人：西门子工业软件有限公司，
类型：发明
国别省市：