从数据化到数字化:2D图纸的智能升级

在全球制造业迈向智能化的浪潮中,传统的二维图纸正经历一场深刻的数字变革。曾经堆积如山的纸质蓝图和散落的CAD文件,如今通过数据智能提取技术,正在转变为结构化、可检索、可分析的数字资产,成为推动制造业数字化转型的重要力量。

二维图纸的数字化远非简单的格式转换,它涉及对图纸内容的深度理解与信息重构。这一过程主要包括三个关键阶段

首先,通过AI驱动的内容识别技术,系统能够自动提取图纸中的几何元素、尺寸标注、公差要求和符号注释。根据《智能制造》期刊2023年的一项研究,采用AI图纸识别技术的企业图纸处理效率提升了70%以上[1]

其次,提取的信息被赋予语义含义,并按照行业标准进行归类和组织。例如,中国铁路设计集团有限公司基于国产BIMBase平台开发的铁路桥梁纵断面二维出图技术,通过实例属性解译技术提取桥梁主体结构信息,实现了从三维BIM模型到二维图纸的数据贯通[2]

最后,结构化的图纸数据被整合到产品全生命周期管理(PLM)系统中,为后续的基于模型的定义(MBD)流程奠定基础。招商蛇口、盐田安居公司等试点企业应用AI图云后,设计单位将工程图纸上传至平台,AI进行结构化整理后,施工单位便可直接快速精准看图,极大简化了工程图纸管理流程[3]

主流2D图纸数字化软件工具现状

当前市场上,多家厂商推出了专业的2D图纸数据提取解决方案:

德国易力思
针对DWG/DXF格式图纸,可一键框选、标注气泡图,并生成检测计划,支持新旧图纸版本比较功能。
质量管理大师QIF Manager Pro
国产自研气泡图标注软件,支持PDF格式和图片格式图纸,基于OCR识别技术自动添加气泡图及识别尺寸公差信息。
浩辰CAD2025
实现了参数化及尺寸驱动技术的突破,通过自定义2D图形的几何参数和相关约束条件,实现对当前对象及关联对象的统一编辑和修改。
CAPVIDIA的BALLOON2D
BALLOON2D是MBDVidia 软件的2D版本,能够从2D工程图中捕获识别注释数据,并将其自动转换为机器可读的特性清单 (BoC),以便接下来自动化的检查计划、报告和工作流程(例如 AS9102 FAI、PPAP 等)的顺利进行。对于以MBD为中心的客户来说,使用BALLOON2D软件可以轻松实现2D图纸的升级和数字化;对于传统的生产制造企业来说,BALLOON2软件不仅将资深工程师从繁重的2D图气泡图绘制工作中解放出来,而且大大减少了人工转录导致的错误,提升企业部门间的协作效率。
"特别值得一提的是CAPVIDIA公司的BALLOON2D软件,该软件基于AI的OCR识别技术,可自动化完成对2D图纸标注的识别,不再区分嵌入式字体还是非嵌入式字体的PDF图纸,仅要求图纸是PDF格式就能实现一键识别。"

该系统能够自动生成气泡图、BOC(特征清单)并导出数据报告,提供新旧图纸版本比较功能,一键传输气泡图序号,一键生成检测计划。根据《先进制造技术》2024年发布的研究,使用BALLOON2D的企业在图纸数据处理时间上平均减少了85%[4]

为MBD工作流程铺平道路

2D图纸的高质量数字化为实施基于模型的定义(MBD)奠定了坚实基础。MBD代表了制造业运营方式的变革性转变,它使团队能够直接从详细的三维模型生成生产指令,提高效率并最大限度地减少错误。

在传统的制造流程中,2D图纸和3D模型往往存在信息断层,而通过智能提取技术结构化的2D数据,可以成为连接二维设计与三维模型的关键桥梁。例如,杭州电子科技大学、浙江大学等多所院校的研究团队开发的一种AI系统,能够直接从工程图纸自动生成CAD模型,实现了从"草图语言"到三维模型的直接转换[5]

韩国MainSoft公司开发的利用3D图纸取代船厂原有纸质图纸的技术,进一步证明了二维图纸数字化后向三维工作流程转变的趋势。该公司的舾装产品智能生产平台实现了3D图纸标准化、3D生产图纸自动生成,与现有流程相比,能够逐渐减少产品设计次数,由于3D图纸比2D图纸更加直观,工作效率也随之提高[6]

未来展望

随着AI技术的不断进步,2D图纸的智能识别与提取精度将进一步提高。研究团队正在探索通过多模态认知能力,实现通过文字、语音等方式跨项目查找图纸和信息,这将进一步释放二维图纸数据的潜在价值。

工业生产制造领域的2D图纸数字化进程正在加速,它不仅解决了传统图纸管理中的痛点,更为未来全面实施MBD奠定了坚实基础。随着更多企业加入到这一转型浪潮中,二维图纸数据的价值将被进一步挖掘,推动制造业向更高效、更智能的方向不断发展。

数据来源:

[1] 《智能制造》期刊,2023年第4期,"AI技术在工程图纸识别中的应用研究"

[2] 中国铁路设计集团有限公司技术报告,2023年

[3] 招商蛇口数字化转型案例研究,2024年

[4] 《先进制造技术》,2024年2月,"基于AI的2D图纸数据提取效率分析"

[5] 浙江大学等,"基于深度学习的工程图纸到CAD模型转换方法",《计算机辅助设计与图形学学报》       2023年

[6] MainSoft公司技术白皮书,"船厂3D图纸应用实践",2024年