第十節(jié)產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換技術(shù)

第十章 產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換技術(shù)第一節(jié) 產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換方式產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換方式主要有：通過(guò)專(zhuān)用數(shù)據(jù)格式的文件交換產(chǎn)品信息；(2)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式的中性文件交換產(chǎn)品信息；通過(guò)統(tǒng)一的產(chǎn)品模型交換產(chǎn)品信息。１、通過(guò)專(zhuān)用數(shù)據(jù)模式文件交換產(chǎn)品信息的集成方式〔點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交換〕10-2〔假設(shè)有nIm＝2C個(gè)，增加一個(gè)子系統(tǒng)需增加的最大接口數(shù)為△Im=2n〕，而且編寫(xiě)接口時(shí)需要了解的數(shù)據(jù)構(gòu)造也較多，當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)構(gòu)造發(fā)生變化時(shí)，引起的修改量也較多。這是CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)進(jìn)展初期所承受的集成方式。圖10-2通過(guò)專(zhuān)用數(shù)據(jù)格式的文件交換產(chǎn)品信息２〔星式交換〕10-3系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通過(guò)前置處理轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)格式的文件。各子系統(tǒng)也可以通過(guò)后置處理。將標(biāo)準(zhǔn)格式文件，轉(zhuǎn)換為本系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)。這種集成方式，每個(gè)子系統(tǒng)只與標(biāo)準(zhǔn)格并可以削減集成系統(tǒng)內(nèi)的接口數(shù)〔Im=2n，增加一個(gè)子系統(tǒng)需增加的最大接口數(shù)為△Im=2〕和降低接口維護(hù)難度。但這種集成方式需要解３、通過(guò)統(tǒng)一的產(chǎn)品模型交換信息的集成方式數(shù)據(jù)治理軟件來(lái)治理產(chǎn)品數(shù)據(jù)。各子系統(tǒng)之間可直接進(jìn)展信息交換，而不是將產(chǎn)品信STEP進(jìn)展產(chǎn)品信息交換的根底。10-4通過(guò)統(tǒng)一的產(chǎn)品模型交換信息和有效，則必需使用通用的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。下面將目前世界上幾種著名的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)作一介紹?！狪GESIGES是在美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局的提倡下，由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì) (ANSI)公布的美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，是CAD/CAM系統(tǒng)之間圖形信息交換的一種標(biāo)準(zhǔn)。它由一系列產(chǎn)品的幾何、繪圖、構(gòu)造和其它信息組成，可以處理CAD/CAM系統(tǒng)中大局部信息，是用來(lái)定義產(chǎn)品幾何外形的現(xiàn)代交互圖形系統(tǒng)。IGES的1.0版本，偏重于幾何圖形信息的描述IGES2.0版本擴(kuò)大了幾何實(shí)體范圍，并增加了有限元模型數(shù)據(jù)的交換1987年公布的第三版本，能處理更多的制造用非幾何圖形信息。1989年公布的第四版本，增加了實(shí)體造型的CSG表示，1990年公布的第五版本，又增加了實(shí)體造型的B-rep表示。１、IGES描述IGES用單元和單元屬性描述產(chǎn)品幾何模型。單元是根本的信息單位，分為幾何、尺寸標(biāo)注、構(gòu)造、屬性等四種單元。IGES的每一單元由兩局部組成，第一局部稱(chēng)為分類(lèi)入口或條目名目，具有固定長(zhǎng)度；其次部是參數(shù)局部，是自由格式，其長(zhǎng)度可變。幾何單元包括點(diǎn)、線(xiàn)、圓、二次曲線(xiàn)、參數(shù)樣條以及直紋面和旋轉(zhuǎn)面等。標(biāo)注尺寸單元有：字符、箭頭線(xiàn)段和邊界限，能標(biāo)注角度、直徑、半徑、直線(xiàn)等尺寸。構(gòu)造單元用來(lái)定義各單元之間的關(guān)系和意義。屬性單元是描述產(chǎn)品定義的屬性。２、IGES文件格式IGES的文件格式分為ASCII格式與二進(jìn)制格式。ASCII格式便于閱讀，二進(jìn)制格式適于傳送大容量文件。ASCII格式已分為定長(zhǎng)和壓縮兩種形式。固定行長(zhǎng)的格式中，每行為80個(gè)字符，由假設(shè)干行組成一個(gè)文件。文件分成開(kāi)頭段、全局參數(shù)段、條目名目段、參數(shù)數(shù)據(jù)段、完畢段、標(biāo)志段。第１行的第73列假設(shè)是Ｂ，則是二進(jìn)制文件，假設(shè)是Ｃ，則是壓縮二進(jìn)制文件。下面以固定行長(zhǎng)的ASCII文件的格式為例作一說(shuō)明。開(kāi)頭段：供給人們閱讀文件的序言。每行的第737480列為序號(hào)。全局參數(shù)段：包括描述前置處理與置處理的有關(guān)信息。例如參數(shù)界符、文件名、前置處理文本、承受系統(tǒng)標(biāo)識(shí)符以及作者、版本等。全部記錄的第73G,7480列為序號(hào)。條目名目段：7374-80列為序號(hào)。文件的20個(gè)域。每個(gè)域的內(nèi)容：1)實(shí)體類(lèi)型號(hào)；2)指向本實(shí)體參數(shù)數(shù)據(jù)記錄第１行的指針；3)指向構(gòu)造的指針；4)線(xiàn)型模型；5)層；6)視圖；7)變換矩陣；8)與標(biāo)號(hào)顯示有關(guān)的指針；9)狀態(tài)號(hào)；10)序號(hào)；11)同域；12)線(xiàn)寬加權(quán)值號(hào)；13)顏色號(hào)；14)實(shí)體參數(shù)數(shù)據(jù)記錄行數(shù)；15)格式號(hào)；16)和17)保存；18)實(shí)體標(biāo)號(hào)；19)實(shí)體下標(biāo)；20)10)。參數(shù)數(shù)據(jù)段：列出實(shí)體的參數(shù)數(shù)據(jù)。每行的第73列有字母Ｐ。數(shù)據(jù)按自由格式排列，第１個(gè)域含有實(shí)體類(lèi)型。完畢段：標(biāo)志文件的完畢占一行。第73列為Ｔ。該行分為10個(gè)域，第10域?yàn)橥戤叾?，該域中填T0000001。10-12所示的圖形介紹IGES接口數(shù)據(jù)文件中的實(shí)例。３、IGES的前后處理程序IGESCAD/CAM系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)成IGES文件時(shí)需經(jīng)前置處理程序處IGES文件傳至另一種CAD/CAM必需具備相應(yīng)的前后置處理程序，以便利用IGES文件的傳遞產(chǎn)品的信息。10-12４、IGES標(biāo)準(zhǔn)的缺點(diǎn)IGES它的目的是在屏幕上顯示圖形或用繪圖機(jī)繪出圖形、尺寸標(biāo)注和文字注釋。全部這些CAD/CAM數(shù)據(jù)，在讀入IGES數(shù)據(jù)時(shí)，也常常有局部數(shù)據(jù)被喪失。此外IGES的一些語(yǔ)法構(gòu)造有二義性，不同的系統(tǒng)會(huì)對(duì)同一個(gè)IGES敗。率。SAMPLEPARTS000000111H112C87901.5,11HIGESSAMPLES,6HME1.00,1H1,16,11H112C37901.5G00000011.2,2hmm,0,0.01,13H012880,093243,4HT。BAN,4HBCACG0000002124000000011000100D00000011241MTX1D00000021100000002111000000D0000003110011L1D0000004110000003111000000D0000005110011L2D0000006:124,1.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,00000001P0000001110,20.0,20.0,0.0,50.0,0,20.0,0.0;000000003P0000002110,50.0,20.0,0.0,50.0,40.0,0.0;000000005P0000003110,55.0,50.0,0.0,75.0,30.0,0.0;000000007P0000004T000000S0000001G0000002D0000032P00000016STEP標(biāo)準(zhǔn)STEP供給一種不依靠于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個(gè)生命周期中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。產(chǎn)品生命周期包括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、使用、維護(hù)、報(bào)廢等整個(gè)周期。這種描述不僅適合于中性文件轉(zhuǎn)換，而且是實(shí)現(xiàn)和共享產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)以及存檔的根底。產(chǎn)品在生命周期的各個(gè)過(guò)程產(chǎn)生的信息既多又簡(jiǎn)單，而且分散在不同的部門(mén)和地方。這就要求產(chǎn)品信息應(yīng)以計(jì)算機(jī)能理解的形式表示，而且在不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間進(jìn)展交換時(shí)保持全都和完整。產(chǎn)品信息的交換包括信息的存儲(chǔ)、傳輸、獵取和存檔。產(chǎn)品數(shù)據(jù)的表達(dá)和STEP標(biāo)準(zhǔn)包括以下五個(gè)方面的內(nèi)容：1)標(biāo)準(zhǔn)的描述方法；2)集成資源；3)應(yīng)用協(xié)議；4)實(shí)現(xiàn)形式；5)全都性測(cè)試和抽象測(cè)試。１、標(biāo)準(zhǔn)的描述方法STEP的體系構(gòu)造是應(yīng)用層、規(guī)律層、物理層三個(gè)層次構(gòu)成。層是規(guī)律層，包括集成通用資源和集成應(yīng)用資源及由這些資源建筑的一個(gè)完整的產(chǎn)品模型。它從實(shí)際應(yīng)用中抽象出來(lái)，并與具體實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān)。最低層是物理層，包括實(shí)現(xiàn)方法，給出具體在計(jì)算機(jī)上的實(shí)現(xiàn)形式。型。不管是應(yīng)用層還是規(guī)律層，均由很多參照模型組成。高層次的參照模型可以由低層次的參照模型構(gòu)成。語(yǔ)言，它供給了對(duì)集成資源和應(yīng)用協(xié)議中產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)展標(biāo)準(zhǔn)描述的機(jī)制。包括實(shí)體屬性和這些屬性上的約束條件，而屬性可以是簡(jiǎn)潔數(shù)據(jù)類(lèi)型，EXPRESS用來(lái)描述集成資源和應(yīng)用協(xié)議，而且也用來(lái)描述中性文件實(shí)現(xiàn)方式的數(shù)據(jù)模型和標(biāo)準(zhǔn)SDAI的實(shí)現(xiàn)供給了良好的根底。EXPRESS的說(shuō)明等。EXPRESS序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它不包含輸入/輸出、信息處理等語(yǔ)旬。EXPRESSISO10303－11EXPRESSSTEP它是STEP標(biāo)準(zhǔn)的主要局部，承受EXPRESS語(yǔ)言描述。集成資源供給的資源是產(chǎn)品數(shù)據(jù)描述的根底。集成資源分為通用資源和應(yīng)用資源兩類(lèi)，通用資源在應(yīng)用上有通用性，與應(yīng)用無(wú)關(guān)；而應(yīng)用資源則描述某一應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)，它們依靠于通用資源的支持。材料、視圖描繪、公差和外形特征等。應(yīng)用資源局部有制圖、舶體構(gòu)造和有限元分析等。應(yīng)用資源局部有制圖、舶體構(gòu)造和有限元分析等。幾何與拓?fù)浔硎景◣缀尉植?、拓?fù)渚植俊缀涡误w模型等，用于產(chǎn)品外形的顯示表達(dá)。其中幾何局部只包括參數(shù)化曲線(xiàn)、曲面定義以及與此相關(guān)的定義，拓?fù)渚植可婕拔矬w的連通關(guān)系。幾何外形模型供給了物體的一個(gè)完整外形表達(dá)，在很多場(chǎng)合，都要包括產(chǎn)品的幾何和拓?fù)鋽?shù)據(jù)，它包含了CSGB-rep構(gòu)造表示描述幾何表示的構(gòu)造和這些構(gòu)造的掌握關(guān)系。它包括外表模式和掃描實(shí)體表示模式兩方面內(nèi)容。細(xì)節(jié)的特征，有相應(yīng)的模式、實(shí)體及屬性定義。式等。ISO10303－41～48，ISO10303-101～105。３、應(yīng)用協(xié)議STEP標(biāo)準(zhǔn)支持廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，具體的應(yīng)用系統(tǒng)很難承受標(biāo)準(zhǔn)的全部?jī)?nèi)容，一般只實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的一局部，假設(shè)不同的應(yīng)用系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的局部不全都，則在制訂了一系列應(yīng)用協(xié)議。所謂應(yīng)用協(xié)議是一份文件，用以說(shuō)明如何用標(biāo)準(zhǔn)的STEP資源來(lái)解釋產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型文本，以滿(mǎn)足工業(yè)需要。也就是說(shuō)，依據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)際需要，確定標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)內(nèi)容，或加上必需補(bǔ)充的信息，強(qiáng)制要求各應(yīng)用系統(tǒng)在交換、傳輸和存儲(chǔ)產(chǎn)品數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)符合應(yīng)用協(xié)議的規(guī)定。應(yīng)用協(xié)議(AP)包括慶用的范圍、相關(guān)內(nèi)容、信息需求的定義，應(yīng)用解釋模型(AIM)、規(guī)定的應(yīng)用方式、全都性要求和測(cè)試意圖。應(yīng)用范圍的說(shuō)明可描述過(guò)程、信息流、功AAM相關(guān)內(nèi)容的信息要求和約束由一組功能和應(yīng)用對(duì)象來(lái)定義，定義的結(jié)果是一個(gè)應(yīng)用參(ARMARM性附錄。應(yīng)用解釋模型(AIM)表示應(yīng)用的信息要求。AIM的資源構(gòu)件選取。資源構(gòu)件的解釋?zhuān)褪峭ㄟ^(guò)修改、增加構(gòu)件上的約束、關(guān)系、屬性等方式來(lái)滿(mǎn)足應(yīng)用協(xié)議規(guī)定領(lǐng)域內(nèi)的信息要求。1991STEPR1CAD圖紙交換的應(yīng)用協(xié)議。配ISO10303－202～I(xiàn)SO10303-208。４、實(shí)現(xiàn)形式STEP標(biāo)準(zhǔn)將數(shù)據(jù)交換的實(shí)現(xiàn)形式分為四級(jí)：第一級(jí)為文件交換；其次級(jí)為工作格式(Workingform)交換；第三級(jí)為數(shù)據(jù)庫(kù)交換；第四級(jí)為學(xué)問(wèn)庫(kù)交換。形式。文件交換是最低一級(jí)。STEP文件有特地的格式規(guī)定，利用明文或二進(jìn)制編碼，供給對(duì)應(yīng)用協(xié)議中產(chǎn)品數(shù)據(jù)描述的讀和寫(xiě)操作，是一種中性文件格式STEP件描述、前后處理程序名等。數(shù)據(jù)節(jié)為文件的主體，記錄內(nèi)容主要是實(shí)體的帝例及其屬性值，實(shí)例用標(biāo)識(shí)號(hào)和實(shí)體名表示，屬性值為簡(jiǎn)潔或聚合數(shù)據(jù)類(lèi)型的值或引用其它實(shí)例的標(biāo)識(shí)號(hào)。各應(yīng)用系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換是經(jīng)過(guò)前置處理或后置處理程序處理為標(biāo)準(zhǔn)CAD/CAMSTEP有統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型，由模型到文件只是一種映射關(guān)系，前后處理程序比較簡(jiǎn)單。工作格式交換是一種映射關(guān)系，前后處理程序比較簡(jiǎn)潔。工作格式交換是一種特別的形式數(shù)據(jù)治理系統(tǒng)使要處理的數(shù)據(jù)常駐內(nèi)存，對(duì)它進(jìn)展集中處理，即利用內(nèi)存數(shù)據(jù)治理系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)治理環(huán)境，利用這個(gè)數(shù)據(jù)環(huán)境對(duì)工作格式(WF)中的數(shù)據(jù)進(jìn)展操作，產(chǎn)另外，不必考慮數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式、指針、鏈表的維護(hù)，減輕了設(shè)計(jì)人員的負(fù)擔(dān)。數(shù)據(jù)庫(kù)交換方式是通過(guò)共享數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)的。如圖10-13所示，產(chǎn)品數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)庫(kù)治理用系統(tǒng)可以向數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)直接查詢(xún)、處理、存取產(chǎn)品數(shù)據(jù)。學(xué)問(wèn)庫(kù)交換是通過(guò)學(xué)問(wèn)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的存取產(chǎn)品數(shù)據(jù)，它們與數(shù)據(jù)庫(kù)交換級(jí)的內(nèi)容根本一樣。取方式承受專(zhuān)用數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)接口。對(duì)現(xiàn)有的應(yīng)用軟件，假設(shè)要改用另一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)或數(shù)據(jù)存取方法，則必需修改原有應(yīng)用軟件。假設(shè)全部存儲(chǔ)數(shù)據(jù)技術(shù)承受標(biāo)準(zhǔn)的