Computer-Aided Design (CAD) is essential in industrial design, but the complexity of traditional CAD modeling and workflows presents significant challenges for automating the generation of high-precision, editable CAD models. Existing methods that reconstruct 3D models from sketches often produce non-editable and approximate models that fall short of meeting the stringent requirements for precision and editability in industrial design. Moreover, the reliance on text or image-based inputs often requires significant manual annotation, limiting their scalability and applicability in industrial settings. To overcome these challenges, we propose the Heterogeneous Collaborative Multi-Expert Reinforcement Learning (CME-CAD) paradigm, a novel training paradigm for CAD code generation. Our approach integrates the complementary strengths of these models, facilitating collaborative learning and improving the model's ability to generate accurate, constraint-compatible, and fully editable CAD models. We introduce a two-stage training process: Multi-Expert Fine-Tuning (MEFT), and Multi-Expert Reinforcement Learning (MERL). Additionally, we present CADExpert, an open-source benchmark consisting of 17,299 instances, including orthographic projections with precise dimension annotations, expert-generated Chain-of-Thought (CoT) processes, executable CADQuery code, and rendered 3D models.


翻译:计算机辅助设计(CAD)在工业设计中至关重要,但传统CAD建模和工作流程的复杂性为自动化生成高精度、可编辑的CAD模型带来了重大挑战。现有从草图重建三维模型的方法通常产生不可编辑且近似的模型,无法满足工业设计中对精度和可编辑性的严格要求。此外,对基于文本或图像输入的依赖通常需要大量人工标注,限制了其在工业环境中的可扩展性和适用性。为克服这些挑战,我们提出了异构协作多专家强化学习(CME-CAD)范式,这是一种用于CAD代码生成的新型训练范式。我们的方法整合了这些模型的互补优势,促进协作学习,并提升模型生成准确、约束兼容且完全可编辑的CAD模型的能力。我们引入了一个两阶段训练流程:多专家微调(MEFT)和多专家强化学习(MERL)。此外,我们提出了CADExpert,这是一个包含17,299个实例的开源基准数据集,其中包含带有精确尺寸标注的正交投影、专家生成的思维链(CoT)过程、可执行的CADQuery代码以及渲染的三维模型。

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《计算机辅助设计》是一份领先的国际期刊,为学术界和工业界提供有关计算机应用于设计的研究和发展的重要论文。计算机辅助设计邀请论文报告新的研究以及新颖或特别重要的应用,在广泛的主题中,跨越所有阶段的设计过程,从概念创造到制造超越。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/cad/
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