第十节产品数据交换技术

第十章 产品数据交换技术第一节 产品数据交换方式产品数据交换方式主要有：通过专用数据格式的文件交换产品信息；(2)通过标准数据格式的中性文件交换产品信息；通过统一的产品模型交换产品信息。１、通过专用数据模式文件交换产品信息的集成方式〔点对点交换〕10-2〔假设有nIm＝2C个，增加一个子系统需增加的最大接口数为△Im=2n〕，而且编写接口时需要了解的数据构造也较多，当一个系统的数据构造发生变化时，引起的修改量也较多。这是CAD/CAPP/CAM系统进展初期所承受的集成方式。图10-2通过专用数据格式的文件交换产品信息２〔星式交换〕10-3系统的数据通过前置处理转换成标准格式的文件。各子系统也可以通过后置处理。将标准格式文件，转换为本系统所需要的数据。这种集成方式，每个子系统只与标准格并可以削减集成系统内的接口数〔Im=2n，增加一个子系统需增加的最大接口数为△Im=2〕和降低接口维护难度。但这种集成方式需要解３、通过统一的产品模型交换信息的集成方式数据治理软件来治理产品数据。各子系统之间可直接进展信息交换，而不是将产品信STEP进展产品信息交换的根底。10-4通过统一的产品模型交换信息和有效，则必需使用通用的数据交换标准。下面将目前世界上几种著名的数据交换标准作一介绍。—IGESIGES是在美国国家标准局的提倡下，由美国国家标准协会 (ANSI)公布的美国标准，是CAD/CAM系统之间图形信息交换的一种标准。它由一系列产品的几何、绘图、构造和其它信息组成，可以处理CAD/CAM系统中大局部信息，是用来定义产品几何外形的现代交互图形系统。IGES的1.0版本，偏重于几何图形信息的描述IGES2.0版本扩大了几何实体范围，并增加了有限元模型数据的交换1987年公布的第三版本，能处理更多的制造用非几何图形信息。1989年公布的第四版本，增加了实体造型的CSG表示，1990年公布的第五版本，又增加了实体造型的B-rep表示。１、IGES描述IGES用单元和单元属性描述产品几何模型。单元是根本的信息单位，分为几何、尺寸标注、构造、属性等四种单元。IGES的每一单元由两局部组成，第一局部称为分类入口或条目名目，具有固定长度；其次部是参数局部，是自由格式，其长度可变。几何单元包括点、线、圆、二次曲线、参数样条以及直纹面和旋转面等。标注尺寸单元有：字符、箭头线段和边界限，能标注角度、直径、半径、直线等尺寸。构造单元用来定义各单元之间的关系和意义。属性单元是描述产品定义的属性。２、IGES文件格式IGES的文件格式分为ASCII格式与二进制格式。ASCII格式便于阅读，二进制格式适于传送大容量文件。ASCII格式已分为定长和压缩两种形式。固定行长的格式中，每行为80个字符，由假设干行组成一个文件。文件分成开头段、全局参数段、条目名目段、参数数据段、完毕段、标志段。第１行的第73列假设是Ｂ，则是二进制文件，假设是Ｃ，则是压缩二进制文件。下面以固定行长的ASCII文件的格式为例作一说明。开头段：供给人们阅读文件的序言。每行的第737480列为序号。全局参数段：包括描述前置处理与置处理的有关信息。例如参数界符、文件名、前置处理文本、承受系统标识符以及作者、版本等。全部记录的第73G,7480列为序号。条目名目段：7374-80列为序号。文件的20个域。每个域的内容：1)实体类型号；2)指向本实体参数数据记录第１行的指针；3)指向构造的指针；4)线型模型；5)层；6)视图；7)变换矩阵；8)与标号显示有关的指针；9)状态号；10)序号；11)同域；12)线宽加权值号；13)颜色号；14)实体参数数据记录行数；15)格式号；16)和17)保存；18)实体标号；19)实体下标；20)10)。参数数据段：列出实体的参数数据。每行的第73列有字母Ｐ。数据按自由格式排列，第１个域含有实体类型。完毕段：标志文件的完毕占一行。第73列为Ｔ。该行分为10个域，第10域为完毕段，该域中填T0000001。10-12所示的图形介绍IGES接口数据文件中的实例。３、IGES的前后处理程序IGESCAD/CAM系统的输出转成IGES文件时需经前置处理程序处IGES文件传至另一种CAD/CAM必需具备相应的前后置处理程序，以便利用IGES文件的传递产品的信息。10-12４、IGES标准的缺点IGES它的目的是在屏幕上显示图形或用绘图机绘出图形、尺寸标注和文字注释。全部这些CAD/CAM数据，在读入IGES数据时，也常常有局部数据被丧失。此外IGES的一些语法构造有二义性，不同的系统会对同一个IGES败。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标准STEP供给一种不依靠于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期中的产品数据。产品生命周期包括产品的设计、制造、使用、维护、报废等整个周期。这种描述不仅适合于中性文件转换，而且是实现和共享产品数据库以及存档的根底。产品在生命周期的各个过程产生的信息既多又简单，而且分散在不同的部门和地方。这就要求产品信息应以计算机能理解的形式表示，而且在不同的计算机系统之间进展交换时保持全都和完整。产品信息的交换包括信息的存储、传输、猎取和存档。产品数据的表达和STEP标准包括以下五个方面的内容：1)标准的描述方法；2)集成资源；3)应用协议；4)实现形式；5)全都性测试和抽象测试。１、标准的描述方法STEP的体系构造是应用层、规律层、物理层三个层次构成。层是规律层，包括集成通用资源和集成应用资源及由这些资源建筑的一个完整的产品模型。它从实际应用中抽象出来，并与具体实现无关。最低层是物理层，包括实现方法，给出具体在计算机上的实现形式。型。不管是应用层还是规律层，均由很多参照模型组成。高层次的参照模型可以由低层次的参照模型构成。语言，它供给了对集成资源和应用协议中产品数据进展标准描述的机制。包括实体属性和这些属性上的约束条件，而属性可以是简洁数据类型，EXPRESS用来描述集成资源和应用协议，而且也用来描述中性文件实现方式的数据模型和标准SDAI的实现供给了良好的根底。EXPRESS的说明等。EXPRESS序设计语言，它不包含输入/输出、信息处理等语旬。EXPRESSISO10303－11EXPRESSSTEP它是STEP标准的主要局部，承受EXPRESS语言描述。集成资源供给的资源是产品数据描述的根底。集成资源分为通用资源和应用资源两类，通用资源在应用上有通用性，与应用无关；而应用资源则描述某一应用领域的数据，它们依靠于通用资源的支持。材料、视图描绘、公差和外形特征等。应用资源局部有制图、舶体构造和有限元分析等。应用资源局部有制图、舶体构造和有限元分析等。几何与拓扑表示包括几何局部、拓扑局部、几何形体模型等，用于产品外形的显示表达。其中几何局部只包括参数化曲线、曲面定义以及与此相关的定义，拓扑局部涉及物体的连通关系。几何外形模型供给了物体的一个完整外形表达，在很多场合，都要包括产品的几何和拓扑数据，它包含了CSGB-rep构造表示描述几何表示的构造和这些构造的掌握关系。它包括外表模式和扫描实体表示模式两方面内容。细节的特征，有相应的模式、实体及属性定义。式等。ISO10303－41～48，ISO10303-101～105。３、应用协议STEP标准支持广泛的应用领域，具体的应用系统很难承受标准的全部内容，一般只实现标准的一局部，假设不同的应用系统所实现的局部不全都，则在制订了一系列应用协议。所谓应用协议是一份文件，用以说明如何用标准的STEP资源来解释产品数据模型文本，以满足工业需要。也就是说，依据不同的应用领域的实际需要，确定标准的有关内容，或加上必需补充的信息，强制要求各应用系统在交换、传输和存储产品数据时应符合应用协议的规定。应用协议(AP)包括庆用的范围、相关内容、信息需求的定义，应用解释模型(AIM)、规定的应用方式、全都性要求和测试意图。应用范围的说明可描述过程、信息流、功AAM相关内容的信息要求和约束由一组功能和应用对象来定义，定义的结果是一个应用参(ARMARM性附录。应用解释模型(AIM)表示应用的信息要求。AIM的资源构件选取。资源构件的解释，就是通过修改、增加构件上的约束、关系、属性等方式来满足应用协议规定领域内的信息要求。1991STEPR1CAD图纸交换的应用协议。配ISO10303－202～ISO10303-208。４、实现形式STEP标准将数据交换的实现形式分为四级：第一级为文件交换；其次级为工作格式(Workingform)交换；第三级为数据库交换；第四级为学问库交换。形式。文件交换是最低一级。STEP文件有特地的格式规定，利用明文或二进制编码，供给对应用协议中产品数据描述的读和写操作，是一种中性文件格式STEP件描述、前后处理程序名等。数据节为文件的主体，记录内容主要是实体的帝例及其属性值，实例用标识号和实体名表示，属性值为简洁或聚合数据类型的值或引用其它实例的标识号。各应用系统之间数据交换是经过前置处理或后置处理程序处理为标准CAD/CAMSTEP有统一的产品数据模型，由模型到文件只是一种映射关系，前后处理程序比较简单。工作格式交换是一种映射关系，前后处理程序比较简洁。工作格式交换是一种特别的形式数据治理系统使要处理的数据常驻内存，对它进展集中处理，即利用内存数据治理系统产生一个数据治理环境，利用这个数据环境对工作格式(WF)中的数据进展操作，产另外，不必考虑数据的存储方式、指针、链表的维护，减轻了设计人员的负担。数据库交换方式是通过共享数据库实现的。如图10-13所示，产品数据经数据库治理用系统可以向数据库系统直接查询、处理、存取产品数据。学问库交换是通过学问库来实现数据交换的存取产品数据，它们与数据库交换级的内容根本一样。取方式承受专用数据访问接口。对现有的应用软件，假设要改用另一种数据存储技术或数据存取方法，则必需修改原有应用软件。假设全部存储数据技术承受标准的