第十節(jié)產品數據交換技術

第十章 產品數據交換技術第一節(jié) 產品數據交換方式產品數據交換方式主要有：通過專用數據格式的文件交換產品信息；(2)通過標準數據格式的中性文件交換產品信息；通過統一的產品模型交換產品信息。１、通過專用數據模式文件交換產品信息的集成方式〔點對點交換〕10-2〔假設有nIm＝2C個，增加一個子系統需增加的最大接口數為△Im=2n〕，而且編寫接口時需要了解的數據構造也較多，當一個系統的數據構造發(fā)生變化時，引起的修改量也較多。這是CAD/CAPP/CAM系統進展初期所承受的集成方式。圖10-2通過專用數據格式的文件交換產品信息２〔星式交換〕10-3系統的數據通過前置處理轉換成標準格式的文件。各子系統也可以通過后置處理。將標準格式文件，轉換為本系統所需要的數據。這種集成方式，每個子系統只與標準格并可以削減集成系統內的接口數〔Im=2n，增加一個子系統需增加的最大接口數為△Im=2〕和降低接口維護難度。但這種集成方式需要解３、通過統一的產品模型交換信息的集成方式數據治理軟件來治理產品數據。各子系統之間可直接進展信息交換，而不是將產品信STEP進展產品信息交換的根底。10-4通過統一的產品模型交換信息和有效，則必需使用通用的數據交換標準。下面將目前世界上幾種著名的數據交換標準作一介紹?！狪GESIGES是在美國國家標準局的提倡下，由美國國家標準協會 (ANSI)公布的美國標準，是CAD/CAM系統之間圖形信息交換的一種標準。它由一系列產品的幾何、繪圖、構造和其它信息組成，可以處理CAD/CAM系統中大局部信息，是用來定義產品幾何外形的現代交互圖形系統。IGES的1.0版本，偏重于幾何圖形信息的描述IGES2.0版本擴大了幾何實體范圍，并增加了有限元模型數據的交換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，增加了實體造型的CSG表示，1990年公布的第五版本，又增加了實體造型的B-rep表示。１、IGES描述IGES用單元和單元屬性描述產品幾何模型。單元是根本的信息單位，分為幾何、尺寸標注、構造、屬性等四種單元。IGES的每一單元由兩局部組成，第一局部稱為分類入口或條目名目，具有固定長度；其次部是參數局部，是自由格式，其長度可變。幾何單元包括點、線、圓、二次曲線、參數樣條以及直紋面和旋轉面等。標注尺寸單元有：字符、箭頭線段和邊界限，能標注角度、直徑、半徑、直線等尺寸。構造單元用來定義各單元之間的關系和意義。屬性單元是描述產品定義的屬性。２、IGES文件格式IGES的文件格式分為ASCII格式與二進制格式。ASCII格式便于閱讀，二進制格式適于傳送大容量文件。ASCII格式已分為定長和壓縮兩種形式。固定行長的格式中，每行為80個字符，由假設干行組成一個文件。文件分成開頭段、全局參數段、條目名目段、參數數據段、完畢段、標志段。第１行的第73列假設是Ｂ，則是二進制文件，假設是Ｃ，則是壓縮二進制文件。下面以固定行長的ASCII文件的格式為例作一說明。開頭段：供給人們閱讀文件的序言。每行的第737480列為序號。全局參數段：包括描述前置處理與置處理的有關信息。例如參數界符、文件名、前置處理文本、承受系統標識符以及作者、版本等。全部記錄的第73G,7480列為序號。條目名目段：7374-80列為序號。文件的20個域。每個域的內容：1)實體類型號；2)指向本實體參數數據記錄第１行的指針；3)指向構造的指針；4)線型模型；5)層；6)視圖；7)變換矩陣；8)與標號顯示有關的指針；9)狀態(tài)號；10)序號；11)同域；12)線寬加權值號；13)顏色號；14)實體參數數據記錄行數；15)格式號；16)和17)保存；18)實體標號；19)實體下標；20)10)。參數數據段：列出實體的參數數據。每行的第73列有字母Ｐ。數據按自由格式排列，第１個域含有實體類型。完畢段：標志文件的完畢占一行。第73列為Ｔ。該行分為10個域，第10域為完畢段，該域中填T0000001。10-12所示的圖形介紹IGES接口數據文件中的實例。３、IGES的前后處理程序IGESCAD/CAM系統的輸出轉成IGES文件時需經前置處理程序處IGES文件傳至另一種CAD/CAM必需具備相應的前后置處理程序，以便利用IGES文件的傳遞產品的信息。10-12４、IGES標準的缺點IGES它的目的是在屏幕上顯示圖形或用繪圖機繪出圖形、尺寸標注和文字注釋。全部這些CAD/CAM數據，在讀入IGES數據時，也常常有局部數據被喪失。此外IGES的一些語法構造有二義性，不同的系統會對同一個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標準STEP供給一種不依靠于具體系統的中性機制，能夠描述產品整個生命周期中的產品數據。產品生命周期包括產品的設計、制造、使用、維護、報廢等整個周期。這種描述不僅適合于中性文件轉換，而且是實現和共享產品數據庫以及存檔的根底。產品在生命周期的各個過程產生的信息既多又簡單，而且分散在不同的部門和地方。這就要求產品信息應以計算機能理解的形式表示，而且在不同的計算機系統之間進展交換時保持全都和完整。產品信息的交換包括信息的存儲、傳輸、獵取和存檔。產品數據的表達和STEP標準包括以下五個方面的內容：1)標準的描述方法；2)集成資源；3)應用協議；4)實現形式；5)全都性測試和抽象測試。１、標準的描述方法STEP的體系構造是應用層、規(guī)律層、物理層三個層次構成。層是規(guī)律層，包括集成通用資源和集成應用資源及由這些資源建筑的一個完整的產品模型。它從實際應用中抽象出來，并與具體實現無關。最低層是物理層，包括實現方法，給出具體在計算機上的實現形式。型。不管是應用層還是規(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成。語言，它供給了對集成資源和應用協議中產品數據進展標準描述的機制。包括實體屬性和這些屬性上的約束條件，而屬性可以是簡潔數據類型，EXPRESS用來描述集成資源和應用協議，而且也用來描述中性文件實現方式的數據模型和標準SDAI的實現供給了良好的根底。EXPRESS的說明等。EXPRESS序設計語言，它不包含輸入/輸出、信息處理等語旬。EXPRESSISO10303－11EXPRESSSTEP它是STEP標準的主要局部，承受EXPRESS語言描述。集成資源供給的資源是產品數據描述的根底。集成資源分為通用資源和應用資源兩類，通用資源在應用上有通用性，與應用無關；而應用資源則描述某一應用領域的數據，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。應用資源局部有制圖、舶體構造和有限元分析等。應用資源局部有制圖、舶體構造和有限元分析等。幾何與拓撲表示包括幾何局部、拓撲局部、幾何形體模型等，用于產品外形的顯示表達。其中幾何局部只包括參數化曲線、曲面定義以及與此相關的定義，拓撲局部涉及物體的連通關系。幾何外形模型供給了物體的一個完整外形表達，在很多場合，都要包括產品的幾何和拓撲數據，它包含了CSGB-rep構造表示描述幾何表示的構造和這些構造的掌握關系。它包括外表模式和掃描實體表示模式兩方面內容。細節(jié)的特征，有相應的模式、實體及屬性定義。式等。ISO10303－41～48，ISO10303-101～105。３、應用協議STEP標準支持廣泛的應用領域，具體的應用系統很難承受標準的全部內容，一般只實現標準的一局部，假設不同的應用系統所實現的局部不全都，則在制訂了一系列應用協議。所謂應用協議是一份文件，用以說明如何用標準的STEP資源來解釋產品數據模型文本，以滿足工業(yè)需要。也就是說，依據不同的應用領域的實際需要，確定標準的有關內容，或加上必需補充的信息，強制要求各應用系統在交換、傳輸和存儲產品數據時應符合應用協議的規(guī)定。應用協議(AP)包括慶用的范圍、相關內容、信息需求的定義，應用解釋模型(AIM)、規(guī)定的應用方式、全都性要求和測試意圖。應用范圍的說明可描述過程、信息流、功AAM相關內容的信息要求和約束由一組功能和應用對象來定義，定義的結果是一個應用參(ARMARM性附錄。應用解釋模型(AIM)表示應用的信息要求。AIM的資源構件選取。資源構件的解釋，就是通過修改、增加構件上的約束、關系、屬性等方式來滿足應用協議規(guī)定領域內的信息要求。1991STEPR1CAD圖紙交換的應用協議。配ISO10303－202～ISO10303-208。４、實現形式STEP標準將數據交換的實現形式分為四級：第一級為文件交換；其次級為工作格式(Workingform)交換；第三級為數據庫交換；第四級為學問庫交換。形式。文件交換是最低一級。STEP文件有特地的格式規(guī)定，利用明文或二進制編碼，供給對應用協議中產品數據描述的讀和寫操作，是一種中性文件格式STEP件描述、前后處理程序名等。數據節(jié)為文件的主體，記錄內容主要是實體的帝例及其屬性值，實例用標識號和實體名表示，屬性值為簡潔或聚合數據類型的值或引用其它實例的標識號。各應用系統之間數據交換是經過前置處理或后置處理程序處理為標準CAD/CAMSTEP有統一的產品數據模型，由模型到文件只是一種映射關系，前后處理程序比較簡單。工作格式交換是一種映射關系，前后處理程序比較簡潔。工作格式交換是一種特別的形式數據治理系統使要處理的數據常駐內存，對它進展集中處理，即利用內存數據治理系統產生一個數據治理環(huán)境，利用這個數據環(huán)境對工作格式(WF)中的數據進展操作，產另外，不必考慮數據的存儲方式、指針、鏈表的維護，減輕了設計人員的負擔。數據庫交換方式是通過共享數據庫實現的。如圖10-13所示，產品數據經數據庫治理用系統可以向數據庫系統直接查詢、處理、存取產品數據。學問庫交換是通過學問庫來實現數據交換的存取產品數據，它們與數據庫交換級的內容根本一樣。取方式承受專用數據訪問接口。對現有的應用軟件，假設要改用另一種數據存儲技術或數據存取方法，則必需修改原有應用軟件。假設全部存儲數據技術承受標準的