产品数据交换技术论述

第四章产品数据交换技术4.1概述4.2IGES产品模型4.3DXF产品模型4.4STEP产品模型4.1概述

产品数据：是指一个产品从设计到制造生命周期的全过程中对产品的全部描述，并需以计算机可以识别的形式来表示和存储的信息。实现数据交换通常有两种方法：

1、通过系统的专用接口，实现点对点的连接；

2、通过一个中性（即与系统无关）接口，实现星式连接。点对点模式星型模式

两种方法的比较：

（l）接口数量。在N个系统间进行交换，点对点需开发N（N－l）个接口，星式需开发2N个接口，可见N＞3时，星式交换接口开发量较少，且系统越多越明显。

（2）信息遗失。星式交换由于增加了中间环节（标准格式数据），一般会出现信息遗失。

（3）接口对系统的依赖性。当一系统发生变化时，点对点需改动与之相关的2（N－l）个接口，而星式仅改动2个接口。

在实际应用中，由于需交换的系统较多，采用中性接口星式交换的优点较多。星式交换的基本原理：在需交换的每一系统与标准数据格式（中性格式）之间开发双向转换接口，即前置处理器和后置处理器。前置处理器将本系统的模型数据转换成中性格式数据。后置处理器将中性格式数据转换成现有系统的模型数据。本节重点介绍IGES，DXF和STEP三种标准。4.2IGES产品模型

IGES是InitialGraphicsExchangestandard的缩写，中文称为初始图形交换规范。lGES是国际上产生最早（1980年），目前应用最成熟，也是当今应用最广泛的数据交换标准。目前几乎所有的CAD/CAM系统均配有IGES接口。我国已批准采纳它作为国家标准GB/T14213－930。

IGES产品模型：就是通过实体对产品的形状、尺寸以及某些说明产品的特性的信息进行描述。

IGES文件结构IGES文件采用ASCll格式和二进制格式。IGES文件包括五个或六个段，它们必须依次出现，具体说明如下：

（1）标志段

表明IGES文件所采用的格式。对于传统的ASCll格式不设标志段，二进制格式用字母B标识，压缩ASCll格式用C标识。

（2）开始段

用字母S标识，为人们提供可读的文件序言，至少必须有一个记录。

（3）全局参数段

用字母G标识，该段合描述处理器的信息以及处理该文件的后处理器所需要的信息。

（4）目录条目段

用字母D标识。对于IGES文件中的每个实体在目录条目段中都有一个目标条目，为文件提供一个索引，并含有每个实体的属性信息。

（5）参数数据段

用字母P标识。该段包含与实体相联的参数数据，参数数据以自由格式存放，其第一个域存放实体类型号。

（6）结束段

是文件的最后一行，并用字母T识别。结束段的各域合有前述各段的标识字母（S、G、D、P）及其最末一行的序号。总结：IGES的目的只是传输几何图形及相应的尺寸标注、说明，即只是在屏幕上显示或在绘图仪上绘制工程图。无法描述工业环境所需的产品定义数据的全部信息，数据格式过于复杂数据交换不稳定，经常会出现错误或丢失信息的现象。4.3DXF产产品模模型4.3.1DXF文件件格式式DXF文件件采用用ASCII码码格式式，可可通过过AUTOCAD的命命令，，DXFIN和和DXFOUT来读读、写写。文件格格式由由五个个部分分组成成，它它们是是：（l））HEADERSECTION（（头部部区））记录AutoCAD作作图时时所用用到的的系统统变量量，这这些变变量可可由AutoCAD中的的STATUS在屏屏幕上上显示示的各各种命命令来来设置置。（（2）TABLESECTION（列列表区区）包含了了八个个表，，具体体如下下：APPID———图图名；；DIMSTYLE———尺尺寸标标注的的种类类；LTYPE———型型名及及其间间隔；；LAYER———层名名及其其设定定状态态；STYLE———文字字的种种类及及其应应用名名；UCS———用户户设定定的局局部坐坐标系系；VlEW———观观察对对象的的视点点、视视线；；VPORT———显显示区区上每每个视视区的的表示示方法法。（3））ENTITIESSECTION（（实体体区））用于定定义AutoCAD所所支持持的图图形元元素。。（（4））BLOCKSSECTION（（复合合图形形区））用于定定义所所有的的复合合图形形及其其所构构成的的实体体，此此实体体的含含义与与上述述实体体区中中所列列出的的图形形元素素相同同。用用BLOCK表表示复复合图图形的的开始始和ENDBLK表表示复复合图图形的的终止止。（（5）ENDOFFile（文文件结结束））图形元素图形元素LINE直线DIMENSION尺寸标注POINT点INSERT插入图形CIRCLE圆VIEWPORT视区ARC圆弧ATTDEF属性定义TRACE粗实线ATTRIB属性值SOLID实体VERTEX顶点TEXT文字SEQEND折线终止SHAPE形体3DFACE三维面PLINE折线DXF文件件所定定义的的图形形元素素4.3.2DXF文件件的组组码DXF文件件格式式中最最小的的组成成单位位是组组，两两行为为一组组。第第一行行为整整数称称组码码，第第二行行为相相应的的组值值，组组值可可以是是字符符串，，也可可以为为浮点点数。。同同样样DXF只能能转换换几何何信息息。此此外，，随着着AutoCAD版版本的的升级级，DXF格式式也作作了相相应的的修改改和扩扩充。。因此此，AutoCAD不不同版版本之之间进进行图图形信信息转转换时时，也也可能能出现现部分分信息息的丢丢失。。4.4STEP产品品模型型的的构成成STEP旨旨在产产品生生命周周期内内实现现产品品模型型的数数据交交换。。STEP标标准由由五大大部分分组成成，即即标准准的描描述方方法、、集成成资源源、应应用协协议、、实现现形式式、一一致性性测试试。（l））标准的的描述述方法法STEP标标准是是三层层组织织结构构，即即应用用层、、逻辑辑层和和物理理层，，并且且采用用参考考模型型和形形式定定义语语言。。应用层层：描述述应用用领域域的需需求，，建立立需求求模型型。逻辑层层：根据据需求求模型型进行行分析析、归归类，，找出出共同同点，，协调调冲突突，形形成统统一的的、不不矛盾盾的集集成的的信息息模型型（IPIM））或称称集成成资源源。物理层层：完成成数据据交换换的中中性文文件结结构（（STEP文件件）。。参考模模型：用来来构造造其它它的模模型，，不论论是应应用层层还是是逻辑辑层均均由许许多参参考模模型组组成。。（2））集成资资源又称为为集成成的产产品信信息模模型IPIM。。是STEP标标准的的主要要部分分，采采用EXPRESS语言言描述述。集集成资资源又又分成成两大大部分分：通通用集集成资资源与与应用用集成成资源源；通通用资资源在在应用用上具具有通通用性性；应应用资资源描描述某某一应应用领领域的的数据据并依依赖于于通用用资源源的支支持。。（3））应用协协议应用协协议是是一份份文件件，用用以说说明如如何用用标准准的STEP集集成资资源来来解释释产品品数据据模型型文本本以满满足工工业的的需求求。（4））实现形形式实现形形式或或应用用方式式系指指用什什么方方法或或格式式在具具体领领域里里实现现信息息交换换。实实现形形式大大致分分为四四级：：第一一级文文件交交换，，第二二级工工作格格式，，第三三级数数据库库交换换，第第四级级知识识库交交换。。1、文文件交交换是是最低低一级级。2、、工作作格式式交换换是产产品数数据结结构在在内存存的表表现形形式，，以实实现数数据处处理能能达到到“实实时””的效效果。。3、、数据据库交交换适适应数数据共共享的的要求求。4、、知识识库对对数据据库进进行约约束检检查。。的的应用用STEP的的适用用领域域很广广，它它可应应用于于机械械、电电子、、航空空航天天、汽汽车、、船舶舶等各各工程程领域域。它它的应应用是是为了了满足足市场场竞争争机制制下工工业发发展的的需求求，具具体的的应用用场合合可分分为两两大类类：（（l）来来自产产品开开发和和发放放部门门的需需求，，包括括设计计部门门内群群体的的合作作、多多学科科交叉叉、产产品全全生命命期设设计、、集成成化产产品开开发、、分布布及并并行作作业、、产品品的数数据的的长期期存档档。（（2）来来自CAX应应用系系统供供应商商和DBMS（数数据库库管理理系统统）供供应商商的需需求，，包括括：接接口标标