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第2 1 卷第5 期计算机辅助设计与图形学学报v 0 1 2 1 N o 5 2 0 0 9 年5 月J O U R N A L0 FC O M P U T E R A 1 D E DD E s I G N C O M P u T E RG R A P H l C SM a y 2 0 0 9 异构C A D 系统集成技术综述 高曙明 何发智2 浙江大学C A D C G 国家重点实验室杭州 3 1 0 0 5 8 武汉大学计算机科学与技术学院武汉4 3 0 0 7 2 s m g a o c a d z j u e d u c n 摘要异构C A D 系统集成是实现协同产品开发的重要环节 首先讨论基于几何数据交换的异构C A D 系统集成 方法 论述几何数据交换方法本身存在的问题 几何数据交换相比其他方法的不足 然后从参数化特征信息交换的 核心问题 代表性研究工作和特征信息交换工具3 个方面人手 分析基于参数化特征信息交换的异构C A D 系统离 线集成 并对基于操作命令交换的C A D 系统在线集成工作进行介绍 最后对该领域未来的发展趋势进行了总结 关键词集成 C A D 系统 异构 数据交换 特征 中图法分类号 T P 3 9 1 AS u r V e yo fH e t e r o g e n e o u sC A DS y s t e mI n t e g r a t i o n G a oS h u m i n 9 1 H eF a z h i 2 S 口船K P yL 口6 0 r 口f o r y 矿 M D c G Z 巧妇竹gU h f w n i 砂 H 口n g z I I o 3 1 0 0 5 8 2 S f o D fo 厂C D 研p P rS c i P l c P 口 l d 融 n o o g y W 越 口nL h i w 1 i y 肌 口开4 3 0 0 7 Z A b s t r a c tT h ei n t e g r a t i o no fh e t e r o g e n e o u sC A Ds y s t e m sp l a y sak e yr o l ei nr e a l i z i n gc o l l a b o r a t i v e p r o d u c td e v e l o p m e n t F i r s t l y t h ei n t e g r a t i o nm e t h o d sb a s e do ng e o m e t r yd a t ae x c h a n g ea r e d i s c u s s e d a n dt h ei n h e r e n tp r o b l e m sa n ds h o r t a g e sc o m p a r e dw i t ho t h e rm e t h o d sa r ea n a l y z e d S e c o n d l y t h ei n t e g r a t i o na p p r o a c h e sb a s e do np a r a m e t r i cf e a t u r ei n f o r m a t i o ne x c h a n g ea r e s u m m a r i z e d w i t hf o c u s i n go nt h ek e yt e c h n i c a li s s u e s t y p i c a lr e s e a r c hw o r k sa n dc o m m e r c i a lt o o l s T h i r d l y t h eo n l i n ei n t e g r a t i o nt e c h n i q u eb a s e do no p e r a t i o nc o m m a n d se x c h a n g ei si n t r o d u c e d F i n a l l y f u t u r et r e n d so fh e t e r o g e n e o u sC A Ds y s t e mi n t e g r a t i o na r ep r o s p e c t e d K e yw o r d sI n t e g r a t i o n C A Ds y s t e m s h e t e r o g e n e o u s d a t ae x c h a n g e f e a t u r e 在经济全球化和产品开发数字化的今天 使分 布在不同地点的 属于不同企业或部门的设计和工 程人员能采用各自惯用的数字化工具进行协同产品 开发 对于提高企业的产品开发能力和效率已十分重 要口 在协同产品开发中 使用最多的数字化工具是 C A D 系统 由于其种类很多 而不同的企业或部门出 于功能 经济等方面的考虑 又往往会选用具有不同 特点的C A D 系统 因此 为了支持协同产品开发 实 现异构C A D 系统之间各种形式的集成必不可少 2 个C A D 系统之间的集成是指其中任意一个 C A D 系统生成的C A D 模型可以被离线或在线地传 送到另一个C A D 系统中 并能够在其中生成对等 的C A D 模型进行重用 即在2 个C A D 系统之间能 够实现模型交换 既然在使用异构C A D 系统的人 员之间进行协同产品设计与开发的过程中必然需要 进行C A D 模型的交换和重用 因此实现异构C A D 系统集成已成为构建由异构C A D 系统组成的协同 产品设计平台的关键 收稿日期 2 0 0 8 1 0 0 9 修回日期 2 0 0 9 0 z 一1 7 基金项目 国家自然科学基金 6 0 7 3 6 0 1 9 6 0 6 7 3 0 2 7 国家 八六三 高技术研究发展计划 2 0 0 7 A A 0 4 2 1 4 9 2 0 0 8 A A 0 4 2 1 1 5 高曙明 男 1 9 6 4 年生 博士 教授 博士生导师 主要研究方向为c A D c l M S 虚拟样机 协同设计 何发智 男 1 9 6 8 年生 博士 教授 博士生导师 主要研究方向为C A D c G C S C w 万方数据 5 6 2计算机辅助设计与图形学学报2 0 0 9 年 现有C A D 系统的核心都是几何建模 并且建 模功能相似 这本质上是由应用需求所决定的 同时 也为实现异构C A D 系统的集成提供了可能性 但 是 由于异构C A D 系统虽然在核心功能上相似 却 在数据结构和建模操作的设计上不尽相同 因此实 现异构C A D 系统的集成又具有相当的难度 自2 0 世纪8 0 年代中后期以来 关于异构C A D 系统集成 的方法研究 标准制定和工具开发 直是C A D 领 域的一个重要研究方向 围绕异构C A D 系统集成 问题 学术界和丁业界开展了大量的T 作 到目前为 止 关于异构C A D 系统集成的研究工作大体可以 分为以下3 种 基于几何数据交换的异构C A D 系统 集成 基于参数化特征信息交换的异构C A D 系统 集成和基于操作命令交换的异构C A D 系统在线 集成 1 基于几何数据交换的异构C A D 系统集成 1 1几何数据交换方法 基于几何数据交换的异构C A D 系统集成是指 基于交换标准实现不同C A D 系统之间的几何模型 交换 从而实现异构C A D 系统之间数据集成的方 法 这是人们最早研究的异构C A D 系统集成方法 开始于2 0 世纪8 0 年代初 并于9 0 年代初形成了异 构C A D 系统集成研究的第一个高潮 有效地实现几何数据交换的关键在于制定几何 数据交换标准并开发数据交换工具 以解决异构 C A D 系统之间的几何互操作问题 经过多年努力 这 两方面的问题已经被基本解决 其标志是基本图形交 换规范I G E S i n i t i a lg r a p h i c se x c h a n g es p e c i f i c a t i o n I G E S 和产品模型数据交换标准S T E P s t a n d a r df o r t h ee x c h a n g eo fp r o d u c tm o d e ld a t a A P 2 0 3 这2 个几 何数据交换标准及其相关交换T 具的成功应用 I G E S 由美国国家标准局主持制定 始于1 9 8 0 年 其后不断推出新的版本 虽然从I G E S 4 1 0 开始 有了构造实体几何 c o n s t r u c ts o l i dg e o m e t r y C S G 实体模型 从I G E S 5 l o 开始有了流形实体的 B r e p 模型 但目前C A D 系统的I G E S 前 后置处理 器大多仍以曲面模型为主 这是因为曲面模型不涉 及拓扑信息的组织与表示 比C S G 或B r e p 模型简 单 因此具有更好的通用性 I G E S 是第一个得到广 泛应用的几何数据交换标准 目前流行的C A D 软 件都提供内置I G E S 转换器 S T E P 是由国际标准化组织 I S 0 T C l 8 4 技术 委员会下属S C 4 分委会所制定的面向数字化产品 信息表示和交换的综合性国际标准 S T E P 为产品 在它的牛命周期内规定了唯一的描述和计算机可处 理的信息表达形式 内容十分丰富 包括公共资源和 面向汽车 航天 电子等领域的应用协议 在产品数 据共享方面 S T E P 提供4 个层次的实现方法 A S C I I 码中性文件 访问内存结构数据的应用程序 界面 共享数据库和共享知识库 在S T E P 中 与几何数据交换及C A D 系统集 成最直接相关的是S T E PA P 2 0 3 称为三维配置控 制设计应用协议 专门用来描述三维产品设计阶段 的形状表示以及控制数据 S T E PA P 2 0 3 的主要内 容分为6 个级别 级别1 除形状之外的配置管理设 计信息 级别2 级别l 几何边界线框模型 曲面模 型 或由两者共同表示的形状 级别3 级别1 拓扑 线框模型表示的形状 级别4 级别1 拓扑流形曲 面模型表示的形状 级别5 级别1 小平面边界表 示的形状 级别6 级别1 高级边界表示的形状 与I G E S 相比 S T E PA P 2 0 3 的几何数据更加 全面 同时还包含产品的管理和配置数据 装配数据 等信息 因此 自其在2 0 世纪9 0 年代中期发布以 来 一直备受学术界和丁业界的重视 并得到广泛应 用 目前 几乎所有商品化C A D 系统都提供S T E P A P 2 0 3 数据的输入 输出接口 2 6 1 2 几何数据交换中的几何修补 基于I G E S 和S T E P 的几何数据交换技术虽已 得到广泛应用 但由于至今该项技术还不能完全保 证交换数据的有效性和一致性 因此其应用效果受 到很大影响 据保守估计 日本每年由于几何数据交 换问题造成的损失在1 亿美元以上 1 而美国更是 高达1 0 亿美元 7 导致几何数据交换难以完全保证有效性和一致 性的根本原因在于2 个方面 其一 由于不同的 C A D 系统采用不同的几何表示精度和不同的几何 计算精度 使得发送系统的几何表示精度与接受系 统的几何计算精度不匹配 从而导致几何数据交换 的结果无效或不一致 其二 由于不同的C A D 系统 在曲线 曲面 交线的表示形式和表示精度上具有异 构性 从而导致曲线 曲面 交线等数据在交换过程 中出现不一致或无效情况 针对几何数据交换存在的问题 人们提出了基 于几何修补的解决方案 并在工业界被广泛采用 几 h t t p w w w j a m a o r j p 万方数据 5 期 高曙明等 异构C A D 系统集成技术综述5 6 3 何修补方法通过对几何数据交换结果中存在的几 何 拓扑错误进行识别 并对存在错误的交换模型进 行一定程度的几何优化重构来实现一致有效的几何 数据交换 其本质是一种补救方法 这方面的代表性 研究工作有 G u 等通过构建一个补充的模型对象树 来连续存储拓扑实体 并以其为基础对拓扑错误进 行修复 明 B a r e q u e t 提出了一种几何哈希算法 首先 将复杂三维形状分割为一个无序的多边形序列 然 后连续重组这些多边形 并对各个多边形之间的缝 隙进行缝补来修复错误 9 1 S t e i n b r e n n e r 等提出了 一种检测修补一个由不同曲度曲面组成的三维形状 的邻接弧间的缺口或者重叠的方法 通过将边界弧 分割成细小的边并对这些边进行适当的分裂与合 并 来实现对缺口或者重叠的检测和修复 1 叩 V o l p i n 等提出了通过简化初始自由形态的面模型 解决表面G 1 不连续问题的方法 1 嵋 基于一种容差 实体建模理论 12 I Q i 等通过突破实体建模R 集理 论的精度局限性 研究有理论保证的几何修补算 法 1 3 3 Y a n g 等则提出了一种基于高层语义 设计历 史 的C A D 模型修复方法 1 在应用方面 目前几 乎所有的商品化C A D 系统都提供了一些简单的几 何修补工具 也出现了功能更强的专业几何修补软 件 如C A D F i x 应该指出的是 如何有效地实现几何修补至今 仍然是一个十分棘手的问题 由于自动修补难以保 证原始的设计意图 目前工程实际中的几何修补基 本都是由具有几何修补经验的人员借助修补工具完 成 代价很大 因此 有关几何修补的研究还有待进 一步深入 2 基于参数化特征信息交换的异构C A D 系 统集成 除了几何数据交换自身存在的问题之外 在参 数化特征建模已经成为标准建模方法的今天 仅仅 能够在异构C A D 系统之间实现几何数据交换已经 远远不够 原因很简单 由于几何数据中不包含设 计历史 设计约束和特征等高层语义信息 因此无法 支持在交换数据的接收端对原设计进行基于约束和 特征的编辑 修改和再设计等活动 也无法支持在协 同产品开发中时常需要的细粒度功能互操作和实时 互操作 为此 人们自2 0 世纪9 0 年代开始研究基于 参数化特征信息交换的异构C A D 系统集成 基于参数化特征信息交换的异构C A D 系统集 成方法的核心 是在异构C A D 系统之间实现设计 特征和设计约束等高层语义信息的交换 进而在更 高的层次上实现异构C A D 系统之间的数据集成 这方面的研究工作最早可以追溯到2 0 世纪9 0 年代初 普渡大学H o f f m a n n 教授领导进行的研究 工作E B r e p e d i t a b l eB r 印 其目的是通过对造型活 动 如特征创建与特征修改等进行文本式描述 最终 得到与底层几何造型引擎无关的 完整的 无二义性 和可编辑的结果模型 15 但这项工作仅仅在理论上 进行了探索 缺少实验结果 近年来 在应用需求驱 动下 有关参数化特征信息交换的研究得到迅速发 展 人们先后提出了多种方法 并开发出多个工具 2 1 基于U P R 的参数化特征信息交换 以色列希伯来大学的R a p p o p o r t 等在参数化特 征信息交换方面开展了深入 系统的研发工作 提出 了一种基于通用产品表示 u 商v e r s a lp 划u c t 珥 r e s I 咖a t i o n U P R 的参数化特征模型交换方 法 1 6 9 其核心技术包括如图1 所示U P R 架构 特 征数据重写机制 校验机制和拓扑元素匹配等 图1U P R 架构 在U P R 架构中 系统首先依据接收到的由源 C A D 系统生成的参数化特征模型 创建一个与具体 C A D 系统无关的集特征 约束 草图 历史 几何表 示于一体的通用产品表示 然后以所建立的通用产 品模型为基础 生成目标C A D 系统的参数化特征 模型 其中 对于无法进行直接映射的特征采用特征 数据重写机制进行进一步处理 放弃在特征操作层 进行数据转换 进而在几何操作层进行转换 以保证 对于这类特征至少还能够在几何层实现完整交换 为了保证模型转换的有效性 在每次特征操作转换 完成之后 系统采用校验机制对当前已转换特征模 型的有效性进行检查 主要检查转换前后模型的体 积 重心等主要几何属性值是否保持一致 针对某些 特征操作需要引用拓扑元素 而不同C A D 系统之问 万方数据 5 6 4计算机辅助设计与图形学学报 2 0 0 9 年 的拓扑元素并非一一对应的问题 R a p p o p o r t 等提 出了基于边覆盖和几何增补技术实现异构C A D 系 统之间拓扑元素匹配的解决方法 应该指出的是 基于U P R 的参数化特征信息 交换是参数化特征信息交换方向目前最具代表性的 工作之一 并且已经获得成功应用 详见第2 4 节 不足之处是目前已发表的论文所给出的主要是基本 概念和大体方法 缺少对U P R 的具体组成 源文件 中模型特征及其参数的具体提取方法 重写机制的 具体实现方法等方面的介绍 对于模型转换的精度 问题仍然无能为力 2 2 基于宏文件的参数化特征信息交换 韩国科学技术学院 K o r e aa d v a n c e di n s t i t u t e o fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y K A I S T 的H a n 等 2 0 2 1 受数据库系统备份和恢复机制的启发 提出了一种 基于宏文件的参数化特征信息交换方法 其核心思 想是基于C A D 系统的操作日志文件实现异构C A D 系统参数化特征信息交换 该方法实现参数化特征 信息交换的系统架构如图2 所示 由宏文件输入 输 出图形用户界面 宏文件数据转换等部分组成 其 中 宏文件数据转换是整个架构的核心 总体上通过 标准宏文件实现异构C A D 系统之间宏文件的转 换 关键步骤则是系统宏文件中的造型命令与标准 宏文件中的标准造型命令之间的映射 H a n 等通过对现有代表性C A D 系统的数百条 命令进行分析和归类 设计了一套中性命令集 将其 作为标准宏文件包含的标准造型命令集 他们将系 统宏文件中的造型命令分为可直接转换和不能直接 转换2 类 对于可直接转换命令基于命令映射表直 接进行转换 而对于不能直接转换的命令 首先使用 通用几何造型引擎A C I S 重建出几何模型 再以其 为基础进行转换 2 0 2 1 文献 2 0 一2 1 方法在进行参数化特征信息交换 不必依靠源C A D 系统和目标C A D 系统 只需要使 用一个通用的几何造型引擎 如A C I S 进行几何建 a 子标准的组织关系 画 C A D 口C K 08 图2 基于宏文件的参数化特征信息交换架构 模 因此系统代价小 但是 如何能够利用通用的几 何造型引擎有效地实现宏文件中复杂建模命令的交 换还不是很清楚 目前所给出的测试实例也比较 简单 2 3 基于S T E P 标准的特征信息交换 随着参数化特征造型成为主流的C A D 建模技 术 I S 0 在2 0 世纪9 0 年代成立了以P r a t t 教授为首 的丁作组 开始制定有关参数化特征信息交换的 S T E P 标准 22 目前已发布或正在制定的相关标准有 5 项 它们之间的相互关系如图3 所示 其中 1 0 3 0 3 5 5 是过程与混合表示标准 用于对基于特征的模型 创建历史进行表示 由p r o c e d u r a l m o d e l s c h e m a 和 p r o c e d u r a l s h a p e m o de l s c h e m a2 个部分组成 1 0 3 0 3 1 0 8 是参数化模型的参数和约束表示标准 为可变参数 维数 约束和二维草绘提供表示方法 包括p a r a m e t e r i z a t i o n s c h e m a e x p l i c i t c o n s t r a i n t s c h e m a v a r i a t i o n a l r e p r e s e n t a t i o n s c h e 1 a e x p l i c i t g e o m e t r i c c o n s t r a i n t s c h e m a 和s k e t c h s c h e m a 等 5 个部分 1 0 3 0 3 1 0 9 是装配体的动态和几何约束表 示标准 用于对装配体部件间的逻辑关系 不同部件 间的联系 不同部件间的自由度和装配体的内部约束 进行表示 包括a s s e m b l y f e a t u r e r e l a t i o n s h i p s c h e m a 和a s s e m b l y c o n s t r a i m s c h e m a2 个部分 1 0 3 0 3 1 1 l 是过程式造型中的元素表示标准 为基 b 子标准的功能关系 图3S T E P 基于历史的特征数据交换的子标准关系图 万方数据 5 期高曙明等 异构C A D 系统集成技术综述 于过程和创建历史的造型提供一种高层的形状结构 表示 1 0 3 0 3 1 1 2 是二维模型建模命令表示标准 专 门用于对二维草绘建模过程进行表示 不过该标准 的使用价值尚存在争议 I S 0 的上述工作为今后采用S T E P 标准实现基 于参数化特征数据交换的异构C A D 系统互操作奠 定了基础 但是 标准本身并不涉及如何解决异构 C A D 系统之间存在的特征操作语义差别这一难题 而将其留给了基于上述S T E P 标准的实施工作 目 前 P r a t t 等已经开始进行基于S T E P 标准的参数化 特征模型交换的实施工作 但总体上还属于非常初 步的试验性工作 2 2 引 2 4 代表性参数化特征信息交换工具 随着参数化特征信息交换研究工作的不断深 入 近年来有关参数化特征信息交换工具的开发也 发展很快 已经开发出了多种商品化工具 其中最主 要的有C o l l a b o r a t i o nG a t e w a y A c c u T r a n s 等 美国P r o f i e i e n c y 公司开发的参数化特征信息 交换工具C o l l a b o r a t i o nG a t e w a y 能够支持 C A T I A I D E A S P r o E U G 等C A D 系统及其不同 版本之间的参数化特征数据交换 其技术基础是前 面已作介绍的基于U P R 的参数化特征信息交换技 术 据报道 该工具所能达到的特征交换率已经相当 高 采用定制模板以后进行转换的自动化程度达到 9 5 T r a n s l a t i o nT e c h n o l o g i e s 公司开发的参数化 特征信息交换工具A c c u T m a s 能够支持的C A D 系统有S o l i d W o k r s C A T I A P r o E U G 和I D E A S 其核心技术在于采用交互式建模交换格式 i n t e f a c t i v em o d e l i n ge x c h a n g ef o r m a t I M X 存储 中性的模型数据 可以在目标C A D 系统中正确重 建 编辑和修改参数化特征模型 同时 通过将B r e p 转换器与参数化特征转换器结合起来 可以将零件 的全几何显式模型导人到装配体模型中 A c c u T r n a s 系统提供特征创建分析 f e a t u r ec r e a t i o n a n a l y s i s F C A 功能来对每个交换完成后的特征进 行几何校验 在此基础上还可以通过镜像模型对比 器 m i r r o rm o d e lc o m p a r a t o r M M C 进行更精确的 双向校验 据报道 利用该工具进行参数化特征信息 交换时所需的人工干预仅占5 2 5 与几何数据交换相比 参数化特征信息交换的 实现难度显著增加 这是因为不同的C A D 系统在 底层几何表示上非常相似 但在高层的参数化特征 表示上往往不尽相同 虽然目前有关参数化特征模 型交换的研究取得了可喜进展 但是特征交换效果 还远远不能令人满意 主要是缺少有效地处理复杂 特征 奇异特征的方法以及有效性检查和维护方法 因此要使其达到满足工业界实际需要的程度还有很 长的路要走 3 基于操作命令交换的异构C A D 系统在线 集成 为了有效地支持需要进行细粒度功能互操作和 实时互操作的协同产品开发活动 如同步协同设计 等 基于完整模型交换的离线集成已经不够 需要实 现能够在C A D 系统之间进行细粒度功能互操作的 在线集成 与基于完整模型交换的离线集成的主要 区别在于 C A D 系统之间的在线集成必须能够实现 特征建模操作的实时交换 即在源C A D 系统中执 行了一个特征建模操作后 该操作能够实时地交换 到目标C A D 系统中加以执行 并获得同样的结 果 25 这里的特征建模操作包括特征的创建 修改 和删除 这方面的工作首先是从同构C A D 系统的在线 集成开始的 始于2 0 世纪9 0 年代末 并伴随着复制 式同步协同设计系统的研制而产生 由于同构C 柚 系统的操作命令 特征类型等完全相同 因而实现在 线集成相对容易 一般通过所有参与集成的C 心系 统之间传递操作命令而完成 这方面的代表性工作主 要有C o l l m E 系统 s y c 0 3 D 系统 N e t F E A T U R E 系 统 2 7 1 代尔夫特工业大学v a nd e nB e r g 关于 协同 建模系统 的研究报告对以上工作有较全面的论 述 2 8 最近几年 人们开始探索实现异构C A D 系统 在线集成的途径 以满足开发异构复制式同步协同 设计系统的需要 李珉等提出了一种基于中性命令的异构C A D 系统在线集成方法 并开发了一个基于异构C A D 系统的实时协同设计平台o 纠 其核心思想是基于 中性建模命令实现异构C A D 系统特征建模操作的 实时交换 进而实现异构C A D 系统之间的在线集 成 图4 所示为文献 2 9 3 3 所提出的异构c A D 系 统在线集成框架 其中的关键技术是对每个参与集 成的C A D 系统增加2 个转换器模块 S M D t 0 N M C 和N M C t 伊S M O 这里 S M O 是指系统建模 h t t p w w w p r o f i c i c y 咖 oh t t p W w w T n n 5 l a t i o n t l L 咖 万方数据 计算机辅助设计与图形学学报 操作 N M C 是指中性建模命令 S M 口t o N M C 转换 器负责把每个由本地用户触发执行的系统建模操作 转化成为中性建模命令 并立即将其通过网络发送 至其他站点 N M C t o S M 0 转换器则负责接收从其 他站点发送来的中性建模命令 并立即把它转换成 为一个或者多个本地的系统建模操作在本地执行 为了有效地支持S M o t o N M C 转化器和N M C t o S M O 转化器的实现 他们使用面向对象技术 以类 和对象的形式来表示中性建模命令 每条中性建模 命令都表示为一个类 这个类具有相应的属性和函 数 其中属性的设计旨在使其能够满足所有主流 C A D 系统进行相应建模操作重构的需要 图4 异构C A D 系统在线集成框架 文献 2 9 3 3 工作的另一个特点是提出了在异 构C A D 系统之间实时交换特征修改和删除操作的 方法 与完整特征模型交换不同 除了特征建模操作 之外 C A D 系统之间的在线集成同时需要能够支持 特征修改和特征删除操作的实时交换 这是同步协 同设计的需要 实现特征修改和特征删除操作实时 交换的难点在于 如何有效地进行异构C A D 系统 中被修改或删除对象的匹配 对此 他们提出了基于 中性建模命令历史的解决方法 在每个站点 C A D 系 统 上分别建立一个中性建模命令队列 N M C L i s t 其中每一个队列项存储由流经本站点的中性建模命 令I D 和相对应的本地建模操作对象指针所组成的 关联对 A s s o c i a t e d P a r i 利用存储在每个队列项 中的关联对把流经本站点的中性建模命令和相对应 的本地建模操作对象关联起来 借助在各站点建立 起来的中性建模命令队列 就能够根据本地被操作 被修改或者被删除 的对象找出其他站点上需要进 行同步操作 修改或者删除 的对象 进而有效地实 现特征修改和特征删除操作的交换 基于上述方法 李珉等开发了一个由P r o E S o l i d w o r k s 和M D T 组成的实时协同设计平台 通 过对其中每个系统开发并内置S M D t o N M C 和 N M C t o S M O 转换器 实现了3 个异构C A D 系统 之间的实时功能互操作 该平台能够支持多个用户 使用上述3 个C A D 系统进行实时协同的零件设计 和装配建模 并且已经被扩展为W e bs e r v i c e s 用于 支持离线的参数化特征模型交换 34 图5 所示为在 P r o E 和M D T 之间基于中性命令进行特征建模操 作实时交换的一个实例 文献 3 5 3 7 从透明协作的群组通信机制 协作 用户与协作任务管理 协同感知与人人交互等方面 对C A D 系统在线集成与协同工作进行了探讨 其 中关于异构C A D 协同方面采用了与文献 2 1 类似 的标准宏命令方法 图5 特征建模操作实时交换结果 翥一 一旧一 一 万方数据 5 期高曙明等 异构C A D 系统集成技术综述5 6 7 4 结束语 围绕如何有效地实现异构C A D 系统的集成 人们已经开展了很多研究 然而 由于异构C A D 系 统集成具有高度的复杂性和艰巨性 加之C A D 系 统本身在不断发展 为了研究出能够很好地满足工 业界实际需要的异构C A D 系统集成技术 人们还 需要进行长期不懈的努力 目前 有关异构C A D 系统集成的研究正在形 成一个新的高潮 其总的发展趋势是 从基于低层几 何数据交换的异构C A D 系统集成 向基于高层语 义交换的异构C A D 系统集成发展 从基于完整模 型交换的异构C A D 系统离线集成 向具有细粒度 互操作性的异构C A D 系统在线集成发展 从支持 协同零件建模的异构C A D 系统集成 向支持协同 装配建模的异构C A D 系统集成发展 从不通用的 异构C A D 系统集成 向基于S T E P 标准的异构 C A D 系统集成发展 从初步实现异构C A D 系统集 成 向实现高质量的异构C A D 系统集成发展 参考 文献 1 G a oS h u m i n g H eF a z h i S u f v e yo fd i s t r i b u t e d a r l d c o U 8 b o r a t i v ed e s i g n J J o u m a lo f 二o m p u t e r A i d e dD e 8 i g n C o m p u t e rG r a p h i c s 2 0 0 4 1 6 2 1 4 9 1 5 7 i nC h i n e s e 高曙明 何发智 分布式协同设计技术综述 刀 计算机辅 助设计与图形学学报 2 0 0 4 1 6 2 1 4 9 1 5 7 2 C l a r kA S t a l e yS s T E PA P 2 0 3d a t ae x c h a n g e8 t u d y C P r o c e e d i r 呕so fA C MS y m p 0 8 i u mo nS o l i dM o d e I i n ga n d A p p l i c a t i o n 8 S a l tL a k eC i t y 1 9 9 5l2 1 3 2 2 4 3 s u nJ i a g u a n g Y a n gC h a n g g u i Z h o uJ i f 口z I n t e g r a t e d C A D C A Ms o f t w a r eS y s t e mB a s e do nS t e p 刀 c h i n e 5 e J o u r n a lo fC o m p u t e r s 1 9 9 6 1 9 8 5 6 卜5 6 7 i nC h i n e s e 孙家广 杨长贵 周济 等 基于s T E P 的集成化C A D c A M 支撑软件系统 J 计算机学报 1 9 9 6 1 9 8 5 6 卜 5 6 7 4 Y a n gC a n j u n H uB i a o S t u d yo nc h a r a c t e r i s t i cm o d e l i n go f A P z 0 3b a s e da e r i 8 lg e a rp u m p J C h i n aM e c h 姐i l E n g i n e e r i n g 2 0 0 4 1 5 1 5 1 3 7 3 1 3 7 8 i nC h i n e s 杨灿军 胡标 基于A P 2 0 3 应用协议的航空齿轮泵特征 信息建摸研究 J 中国机械工程 2 0 0 4 1 5 1 5 1 3 7 3 1 3 7 8 5 C h e nx i a o a n T a nH o n g L ic h a n g b i n R e s e a r c ho ns T E P l G E Sc o n v e r s i o nt o o lo f8 u r f a c em o d e lA P 2 0 3 b a s e d J J o u m a lo fC h o n g q i n gU n i v e r s i t y 2 0 0 2 2 5 7 5 8 i n C h i n e s e 陈小安 谭宏 李昌兵 基于A P 2 0 3 曲面模型的s T E P I G E S 转换工具的研究 J 重庆大学学报 2 0 0 2 2 5 7 5 8 6 w a n gL i u j i z h a n gL i c I l a o z e n gs h a o y o n g T r a n 8 f o 珊a t i o n o ff i l ef o m a ti nI G E Sb a 靼do nB r e p3 0 l i dm o d e lt oS T L J J o u m a lo fc o m p u t e 卜A i d e dD l e s i g n c o m p u t e r G r a p h i c 8 2 0 0 7 1 9 1 t3 7 4 1 i nC h i n e s e 王刘记 张李超 曾少勇 基于B R e p 实体模型的I G E s 转 换为S T L 盯 计算机辅助设计与图形学学报 2 0 0 7 1 9 1 3 7 4 1 7 B r u n n e m e i e rs M a r t i ns I n t e r o p e r a b i l i t yc o s ta n a l y s i so f t h eU S a u t o m o t i v e5 u p p l yc h a i n f i n a lr e p o r t R R e s 髓f c hT r i a n g l eI n s t i t u t e R T IP r o j e c tN u m b e r7 0 0 7 一0 3 1 9 9 9 8 G uH c h a 8 eT c h e n e yD 以口z I d e n t i f y i n g c o r r e c t i n g a n da r o i d i n ge r r o r si nc o m p u t e r a i d e dd e s i g nm o d e l sw I I i c h a f f e c ti n t e r o p e r a b i l i t y J J o u r m lo fc o m p u t i n ga n d l n f o 删t i o nS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g 2 0 0 1 1 2 1 5 6 1 6 6 9 B a r e q u e tG U s i n gg e o m e tr i ch a s h i I l gt of e p a i rc A Do b j e c t s J I E E EC o m p u t a t i o I l a lS d e n c e E n g i n e e r i n g 1 9 9 7 4 4 2 2 2 8 1 0 s t e i n b r e n n e rJ w m a nN c h a w n e rJ P r o c e d u 髓lc A D m o d e le d g et o l e n c en 昭o t i a t i o nf o rs u r f a c em e s h i r I g J E n g i n e e r i n gw i t hc o m p u t e r 8 2 0 0 1 1 7 3 3 1 5 3 2 5 1 1 V 0 1 p i nO s h e f f e rA B e r c o v i e rM 甜 M e 5 b 8 i m p l i f i c a t i o n w i t hs m o o t h5 u r f a c er e c o n s t r u c t i o n J C o m p u t e r A i d e dD e s i g n 1 9 9 8 3 0 1 1 8 7 5 8 2 1 2 Q iJc S h a p i r oV 一T o p o l o g i c a lf o 姗u l a t i o no ft o I e n n t s o I i dm o d e I i n g J C o m p u t e 卜A i d e dD e s i g n 2 0 0 6 3 8 4 3 6 7 3 7 7 1 3 Q iJc s I l a 西r oV G 蛳嗽f i ci n t e r o p e f a b i l i t yw i t he p s i l o n s 0 1 i d i t y J J o u n 塘lo fc o m p u t i n ga n dI n f o 衄t i o nS c i e n i n E n g i n e e r i I I g 2 0 0 6 6 3 2 1 3 2 2 0 1 4 Y a n gJ H a nS R e p a i n gC A Dm o d e le r f o r sb a s e do nt h e d e s i g nh i 8 t o r y J C o m p u t e r A i d e dD e s i g n 2 0 0 6 3 8 6 6 2 7 6 4 0 1 5 H o f f 眦n nC J u a nR E R E P a ne d i t a b l e h i g h l e v e l r e p r e s e n t a t b nf o rg e o m e t r i cd e s i g na n da n a l y s i s R w e s t L a f a y e t t e P u r d u eU n i v e r s i t y C S D T R 一9 2 一0 5 5 1 9 9 2 1 6 R a p p o p o r tA A na r c h i t e c t u r ef o ru n i v e r 8 a 1c A Dd a t a e x c h a n g e C P r o c e e d i 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iG M u nD H a ns E x c h a n g eo fc A Dp a r tm o d e l