1、中华人民共和国国家标准工业自动化系统与集成产品数据表达与交换第部分集成通用资源表达结构发布实施国家质量技术监督局发布前言本标准等同采用工业自动化系统与集成产品数据表达与交换系列标准的第部分集成通用资源表达结构本标准的主要内容是表达模式它规定与一个环境相关的产品数据元素集合的表达结构以供其他部分使用在该表达模式中包括基本概念与设定表达模式的类型实体和函数的定义本标准的附录附录为标准的附录附录附录附录为提示的附录本标准首次发布从年月日起实施本标准由国家机械工业局提出本标准由全国工业自动化系统与集成标准化技术委员会归口本标准起草单位北京机械工业自动化研究所本标准主要起草人郝淑芬徐颖梁云林钧永前言国际
2、标准化组织是一个世界性的国家标准团体成员团体的联合机构国际标准的制定工作通常由的技术委员会完成对关心已建立的技术委员会项目的每个成员团体都有权派代表参加该委员会项目的工作与有协作关系的官方和非官方的国际组织也可以参加工作在电气技术标准化的各个方面都与国际电工技术委员会密切合作各技术委员会所采纳的国际标准草案为了投票表决要散发给各成员团体作为国际标准发布至少需要参加投票的成员团体的赞同国际标准已由技术委员会工业自动化系统与集成的第分技术委员会工业数据制定在工业自动化系统与集成产品数据表达与交换的总标题下由下述各部分组成第部分概述与基本原理第部分描述方法语言参考手册第部分实现方法交换结构的纯正文编
3、码第部分实现方法标准数据存取接口规范第部分一致性测试方法与框架基本概念第部分一致性测试方法与框架测试实验室与顾客的要求第部分集成通用资源产品描述与支持原理第部分集成通用资源几何与拓扑表达第部分集成通用资源表达结构第部分集成通用资源产品结构配置第部分集成通用资源物料第部分集成通用资源可视化显示第部分集成通用资源形变公差第部分集成通用资源工艺结构与特性第部分集成通用资源绘图第部分集成通用资源有限元分析第部分集成通用资源运动学第部分应用协议显式绘图第部分应用协议相关绘图第部分应用协议配置控制设计第部分应用协议钣金模具的规划与设计第部分应用协议印刷电路部件产品的设计数据第部分应用协议加工零件的数控工艺
4、计划在中描述了该国际标准的结构其各部分的编号反映了它的结构第部分规定了描述方法第第部分规定了实现方法第第部分规定了一致性测试方法与框架第第部分规定了集成通用资源第第部分规定了集成应用资源第第部分规定了应用协议如果再发布更多的部分它们的编号也将遵循这个模式附录和附录是本标准的一个完整的组成部分附录和附录仅是提示性的引言是一个计算机可识的产品数据表达与交换的国家标准目的是提供一种与任何特定系统无关的中性机制以描述整个产品生命周期的产品数据这个描述特点不仅适合于中性文件的交换而且也是实现和共享产品数据库及存档的基础本国家标准由一系列部分组成每个部分单独发布的各个部分都分属下述系列之一即描述方法集成资
5、源应用协议抽象测试套件实现方法及一致性测试在中描述了这些系列本部分是集成资源系列中的一个标准本标准规定了表达的总体结构作为产品数据某些方面如一个产品的特性的表达可构成一些元素的集合在这个集合中的每个元素都是一个表达项可表示特性的一个实例是产品的形状本标准中并不规定要表示的方面或特性表示对象的定义是在使用这些表示能力的的其他标准中当为参与一个表达而集合一些表达项时这些表达项将共享与该表达相关联的一个公用环境这个相关环境被称为一个表达的相关环境不是产品数据的所有元素都参与表达只有可参与表达的那些项被定义为表达项表达项是仅当与一个相关环境相关联时具有完整意义的那些元素例如仅当在一个相关环境一个坐标空
6、间中才有意义的点是一个表达项相反一个人的名字因为其意义与任何相关环境不相关因而不是一个表达项除了存在表达的元素外一个表达项也可以支持其他表达项的定义本标准考虑了这个特性一个产品数据的集合可含有许多个表达项每个表达项可参与一个或多个表达这些表达可能与形成一个结构有关这个结构也与该表达的环境相关然后这个结构可用于确定哪些表达项在某种意义上是彼此相关的例如仅当定义两个点的坐标系是相关的时候两点间的距离才有意义在一个环境中是不相关的表达而在另一个环境中可能是相关的考虑一个部件及它的零件的形状表达每个零件的形状都可以作为与其他零件形状无关的独立的概念来表示但是在已装配的部件的环境中这些零件的形状就相关了
7、产品数据的某个方面可能有种种或多种表达但不论哪一种表达都不是这个概念本身例如一个零件的形状可以用二维几何及构造实体几何两者的集合来表示但是这两种表达的每一种也都是该形状的理想表示方法每一种表达都未必是产品数据某个方面的完整模型但它可以给出适合于特定应用的该方面的模型前一段所述的形状表达没有一种是形状概念的完整表示别的形状表达还可能包括公差信息所以说每一种表达只适用于某种特定的应用观点或方法本标准规定了从一种表达到另一种表达的变换结构本标准包括变换规范的构造可以认定这些变换是现有表达间关系的定义通过应用对另一种表达的变换可提供定义一个新的表达的能力在这种情况下把这个新的表达称为映射项中华人民共和
8、国国家标准工业自动化系统与集成产品数据表达与交换第部分集成通用资源表达结构国家质量技术监督局批准实施范围本标准规定把表达元素联结成不同集合的集成通用资源它提供在一组这样的元素中区别哪些元素相关哪些元素不相关的基础本标准还包括规定这些集合间关系的结构其中包括根据一个表达参与一个关系的状况确定该表达的变换下面所述内容在本标准的范围之内用于表达的不同的无关环境的规范表达元素的规范在一个或多个环境下表达元素的联系在这些环境中为表达一个概念而把表达元素加以组合使一个表达元素可定义另一个表达元素的联系使一个表达参与另一个表达定义的两个相关表达的结构一个表达不参与另一个表达定义的两个相关表达的结构防止一个表
9、达元素的各实例递归定义的约束条件把一个表达元素变换成另一个表达元素过程的规范这个变换是通过规定应用该过程之前该过程的一个元素和应用该过程之后该过程的那个元素实现的通过规定变换函数把一个表达元素变换成另一个表达元素的过程规范下面所述内容不在本标准的范围之内表达的类型表达元素的类型以及表达环境的类型的完整规范表达用途的规范带有任何可能用途的表达的联系两个表达间有向关系所需的约束条件注当到的关系的意义不同于到的关系的意义时则在项与项间存在一个有向关系在无向关系中与是对等的有向关系是本标准规定关系中的一种有约束的类型这些约束条件留给特别指明要使用本标准所提供结构的那些集成资源或应用协议禁止相关表示的循
10、环结构的约束条件存在相关表示的环境间的有向关系所需的约束条件禁止表达环境间关系的循环结构的约束条件引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性信息处理系统开放系统互连抽象语法记法一规范工业自动化系统与集成产品数据表达与交换第部分概述与基本原理工业自动化系统与集成产品数据表达和交换第部分描述方法语言参考手册工业自动化系统与集成产品数据表达与交换第部分集成通用资源产品描述与支持原理定义本标准使用了在中定义的下述术语应用应用协议部件零件或构件数据信息集成资源产品产品数据结构表达模式下
11、面的描述开始了表达模式并说明了必要的外部引用描述注本模式的图形表示见附录上述引用的模式可在的下列部分中找到支持资源模式度量模式引言表达模式论述的对象是把一个产品数据元素的集合与一个环境联系起来的表达结构这些表达的应用不在本标准中定义的其他部分使用本部分定义的结构这些结构是供使用表示的各部分所共有而规定的每一个表达都有一个环境和一个在该环境中规定的元素集合一个环境可以与不同的或更大的环境相关联注对于几何元素的表达来说其环境就是坐标空间本标准还可以规定表达间的变换提供规定一个表达的变换结果成为另一个表达一部分的能力基本概念和设定有关表达的基本概念和设定下面的设定适用于涉及本模式表达的各部分为了某个
12、特定的应用表达的元素可组织成与一个环境相关联的可识别的集合这些组织称为表达由此根据元素的组织可把元素区分为与特定应用环境相关或无关的注在本注和下面的注中大多数实例就其性质来说是几何的但是所说明的概念并不限于几何考虑坐标值为和的两个点在没有确定它们是在同一个坐标空间中之前不能认定这两个点在空间中的距离是一个单位点的规范本身不包含说明它在哪一个坐标空间中及还有什么元素共用这个坐标空间的足够数据在本标准中这些表达与表达实体的实例相对应一个表达可被多于一个的应用所引用一个表达独立于它的应用注考虑在一个坐标空间中的几何集合这种集合可用作一个产品的形状这个集合可能带有某个变换因而也可用作该产品的图样或图画
13、但是不论哪一种应用都不是该集合自身定义的一部分有关表达环境的基本概念与设定下面的设定适用于涉及本模式表达环境的各部分一个表达具有一个环境在这个环境中表达的诸元素是相关的在本标准中一个表达的环境与表达环境实体的一个实例相对应由于一个表达的环境仅作为构成使用它的表达基础而存在因此仅当使用这些环境的表达相关时这些表达环境才相关表达的环境及使用它们的表达在的其他部分可能更进一步专业化这种专业化也可能约束表达元素的集合注可能的专业化包括用于几何拓扑有限元建模及运动学建模的环境有关表达元素的基本概念与设定下面的设定适用于涉及本模式表达元素的各部分表达的元素既可以是直接参与一个表达的元素也可以是支持表达的某
14、个其他元素定义的元素注一个点可以是产品位置表达中的唯一元素也可以作为一个产品的边的表达中的唯一元素即提供一条直线定义的一部分直线的一个端点在前一种情况下这个点本身直接是表达中的一个元素而在后一种情况下这个点仅起着为直线实体提供定义的作用除非表达元素可最终支持一个表达外它们不同于支持表达的其他元素的定义表达的元素可相互引用并构成带有可标识根的这种元素的树与一个环境相关联的根元素应把该树中的所有元素与同一个环境联系起来注考虑一个引用若干点的曲线由于这些点是由该曲线引用的故假设它们与该曲线全都在同一个坐标空间中表达的元素与环境的关联作为区分它们之间哪些相关和哪些不相关的基础在本标准中表达的元素作为表
15、达项来描述且与一个环境相关联的一个或多个表达元素构成一个有关表达联系的基本概念和设定下面的设定适用于涉及本模式表达联系的各部分一个表达可以与另一个表达相关联表达可以与表达相关联使它们两者同参与这个联系中但一个表达不能定义另一个表达在本标准中这种联系对应于表达关系实体如果表达与表达相关联且具有表达是表达中的一个元素则这个关系本身是表达中的一个元素在本标准中这种联系对应映射项实体和表达映象实体两个表达元素的集合在两个单独的环境中可能是不相关的但在第三个环境中仍可以是相关的或者仅作为其二者参与一个相关结构而成为相关的注考虑两个几何元素的集合其每一个都表示一个零件的形状这两个零件形状的每一个都在一个单
16、独的无关的环境中且每一个对另一个都完全无关但是可以存在第三个环境在这个环境中这两个零件作为一个部件的构件而组成该部件的形状因而在这第三个环境中全部元素都是相关联的即或者是在该环境中诸元素通过直接联系而相关联或者是通过零件表达到部件表达的联系而相关联有关变换的基本概念和设定下面的设定适用于涉及本模式变换的各部分在一个表达与另一个表达相关的情况下可能要变换参与该表达的表达元素在一个表达元素用于定义另一个表达元素的情况下可能要变换这个表达元素一个变换可定义为域与域间的一个函数该函数取中的每个元素并把它映射成中的元素即应用一个变换的完备规范要求如下要被变换的元素的集合由变换产生的元素的集合为元素的集合
17、所共有的环境的定义为元素的集合所共有的环境的定义函数在本标准中环境和是实体和是实体与间的关系和与间的关系规定为实体本标准使用两种不同的方法规定变换其特点为函数定义的从每个环境中规定一个足以确定变换的元素通过一个定义的函数来规定一个变换是函数定义的变换通过规定元素来定义变换是项定义的变换在由函数定义变换的地方函数的形式按本标准的规范正文来规定导出该函数所需的信息显式地包含在数据规范中这个信息可以通过一种或多种方法提供选择适当的数据规范取决于所应用的变换注绕笛卡儿坐标空间的和轴旋转一个表达元素的变换由定义正交矩阵的列的三个规范化矢量规定该矩阵可直接用来计算所要求的变换利用一个因子一个变换可将与环境
18、相关的全部表达元素进行缩放在用两个元素规定变换的地方这两个元素是中的一个元素和中的一个元素由它们可导出所需要的变换函数注如果所需要的变换函数是要实施在一个坐标空间中的刚体运动则这个函数可由一个的和一个的唯一地确定致使取并把它变换成实体在中定义类似于变换的另一个函数是中的所有元素被作为中的单一元素的函数这要求一个新的的存在而不是使和及其相关环境去定义一个变换在本标准中这类要求是一个中的元素是元素是规定这两个元素对来说是为了允许以同样的方法去确定一个变换这两个元素是和注可在的其他标准中被专业化以定义在该中要被映射的所起的作用这种专业化可规定所包含变换的形式变换不一定是几何的且可以提供定位和方向信息
19、这并不意味着在目标表达中一定包含来自映射表达的表达项表达模式的类型定义变换变换是变换函数规范类型间的选择描述表达模式的实体定义本节包含在中的实体的定义有单位的非精确测量有单位的非精确测量是一种有单位测量其规定一个物理量的值可以不同于它的规定值并且规定了该量值的单位描述属性定义名一个词或词组通过它可引用描述对有单位非精确测量规范理由的非形式化描述形式限制如果值部分的类型是数值则的应是正数表达环境是一个环境在其中的集合是相关的两个是不相连的并且除非单独规定一个关系否则它们就没有关系描述属性定义环境标识符该的标识符环境类型类型的描述注的唯一性约束条件或的允许值由应用协议规定环境中的表示至少一个应与每
20、个相关联全局非精确分配环境全局非精确分配环境是一个在其中所规定的物理量允许变化或被改变这个偏差应与所规定的一致描述属性定义非精确性用于的表达项一个是参与一个或多个或参与另一个定义的产品数据的一个元素当一个被另一个引用时则这个便参与了另一个的定义描述属性定义名的标识符形式限制每个至少应与一个相关联表达一个是与一个特定相关联的一个或多个的集合的应用即要表示哪一个对象不在本标准中规定与的关系是区分哪些实体是相关的基础注考虑一个环境在其中的集合与表达某物体的形状有关与这个环境相关的项适用于该更确切地说不包括其他的这是区分在该集合中哪些几何表达项是相关的基础这个区别不以其他方式包含在的规范中集合的成员加
21、上该集合间接引用的所有与项的环境有一个的关系当一个通过任何数目的各种类型的中介实体被引用时则间接引用该便存在了注一个把一个与一些树关联起来每棵树的根都是该集合的一个成员一个是该树中的一个节点且一个对另一个的引用是一个分支与相关的作为直接引用的集合是一个间接引用的支持这些的定义并且全部与同一个相关联注由直线实体的集合构成的立方体形状的中该的集合是表达形状的仅有的一条依次引用支持该定义的一个笛卡儿点和一个方向并且在被引用的环境中它们彼此及都是相关联的然而这个形状却不由这些和来表达为满足一种应用的需要而规定一个通常一个是不完备的因为要表达的概念不需要完整的模型也足够一个特定应用的使用注考虑用于表示一
22、个加工零件的二维的集合这不是零件形状的完整描述但它适合某些特定的应用如计算机辅助绘图等一个可以与多于一个的相关联两个不相关只是因为来自它们的集合可直接或间接引用同一个注考虑用于铸模形状和用该铸模铸造的零件形状的中的一个曲面同一个曲面与两个不同的相关联即两个坐标空间按照模具一个零件一个然而这些是不相关联的这两个确实共用一个共同的同一个由于被多个直接或间接地使用其每个引用都在同一个中因而与同一个关联多次这并不意味着每个都在同一个中建立同一个的一个新的实例相反地每一个都再次断定是在该中对不同应用的的一个实例注考虑两个其对具有同样的值一个是一个立方体的形状和作为该立方体边之一而直接引用的一个的另一个就
23、是作为它的之一的来引用在这个中该及其所引用的的子树没有两个具体值相反地在这个中已断定该使用了两次即每个使用一次第一次可认为是在表达整个立方体形状的情况下的使用第二次可认为是在表达同一个立方体的边的形状情况下使用描述属性定义名的标识符项在中相关联的的集合项的表达环境是一个其中的与构成某概念的一个相关联表达关系是两个的联系注一个不能通过参与一个而构成另一个定义的一部分和的组合可用于相关树的建模在这样的树中是节点而是连接节点的分支可存在某些非循环的结构即一棵树或没有一个是它自己前辈的复杂的的结构但这个约束条件不在本标准的范围之内可能存在某些有向的结构即这个在所定义的一个方向上是有意义的在其他方向上没
24、有意义或指定不同于最初定义方向的逆方向的意义本标准对方向问题不加区分描述属性定义名的标识符描述的描述两个相关联的第一个两个相关联的第二个注两个相关联的的排序没有什么意义名字也仅用于区别属性如果在的任何专业中需要排序的意义那么这个意义将由相应的专业去定义项定义的变换是通过两个的定义实现的变换其中一个是应用该变换函数到另一个的结果这个变换函数不是显式给出的但它可通过这两个的关系导出来该变换函数是域和域间的一个函数函数是取中的每一个元素并把它映射成中的元素即这两个相关联的的顺序是无意义的在一般情况下逆变换函数也可以以适当的形式导出注属性名中序号的使用仅作为名字的区分如果对应用需要排序的意义那么这个意
25、义将由专业或应用去定义描述属性定义名的标识符描述的描述变换项描述变换函数的两个中的第一个变换项描述变换函数的两个中的第二个注考虑一个其具有一个的集合和一个笛卡儿坐标空间的环境以及第二个其具有另一个的集合和第二个笛卡儿坐标空间的环境这两个通过使用一个的有变换的表达关系中的刚体运动而相关联和的每一个都是在各自笛卡儿坐标空间中的一个这种的意义是要通过叠加这两个把这两个关联起来函数定义的变换是通过定义一个显式的变换函数来实现的变换该变换函数是域和域间的函数函数取域中的每一个元素并把它映射成域中的一个元素即描述属性定义名的标识符描述的描述有变换的表达关系是两个间的一种联系它通过把这两个的环境关联起来这个
26、变换可用于确定在各自中间的关系注在此两个相关的具有几何内容该变换可用于计算这两个中间的距离有变换的相关表达实体的存在并不一定意味着两个中的间有任何对应之处在该实体的规范中可定义任何这种对应和其他的约束描述属性定义在一个环境中要应用变换的在一个环境中该变换结果的变换运算符把两个相关联的的联系起来的一个变换注把一个的与另一个的联系起来的变换可通过对定义各自的树的操作来规定形式限制两个相关联的的环境不应相同非形式限制当该变换是时根据的继承属性所给定的的排序应与作为属性所给定的两个的排序一致表达映象是为了映射的一个和该中一个的标志这个定义该映射的原点而是用作通过一个进行映射的源注用于给定一个新的的映射
27、的定义由一个实体和一个实体构成如果没有这两个实体映射的定义就不完整这两个实体被规定为可使用同一个源表达映射成多个新的表达描述属性定义映射原点要进行映射的的一个注考虑一个几何到另一个几何的笛卡儿映射该映射原点可能是环境中的一个它定义要进行映射的的位置映射表达至少要被映射成一个的映象的应用被映射的的一个或多个的集合形式限制应在的中映射项是把已经有的一个用作另一个中的一个注是的一个子类型它能够使一个在一个或多个其他中被用作一个该可供使用其他定义一个用映射是通过由和属性隐含定义的操作符实现的在这方面就的规定方法而论映射将以同样的方法去规定描述属性定义映射源的源的一个映射目标映射成为目标的一个形式限制不
28、应是通过参与要被映射的的定义而自定义的见注如何实现任一具体映射的细节在和的专项中规定例如考虑一个几何到另一个几何的笛卡儿映射可能是引用一个的和在所引用的的中可找到的一个可能是对这个和另一个的引用然后这个就是所引用的映射的一个致使这个叠加成为定义表达定义表达是在参数表达环境中定义的一个描述形式限制的环境应是一个参数表达环境是一个其中的定义在某个参数空间中在这个空间中的长度单位是无量纲的注参数空间的定义在的其他标准中专门化和使用该实体时给出描述非形式限制如果该实体的实例也是的实例则属性不应包括长度单位见在中全部长度的度量都是在无单位的参数空间中表达模式的函数定义本节包含在中的函数定义中非循环映射表
29、达函数确定一个已知的是否是借助于使用该的的映射而自定义的该函数用于检验对于在引用一个时可能引起的递归性即自定义引用的任何或的和当该输入选择的没导致自定义时该函数返回真否则返回假该函数的类型是布尔型的该函数用于约束实体见描述变量定义父集合使用的的集合对于该函数它是输入就初始输入而言它是的集合在其中使用了要进行检验的并且在递归调用中要修改的子集合可以是一个并且在中通过的直接或间接引用的的集合它是该函数的输入就初始输入而言它是要进行检验并且在递归调用中要进行修改的环境中的项函数确定一个是否与一个相关联当变量通过一个与输入表示环境变量相关联时变量通过与输入变量相关联时函数返回否则函数返回该函数的类型是
30、型的在下述的任一种条件下都是与相关联的在一个的的集合中引用的其中作为出现时在一个的的集合中引用的其中作为出现时由该的一个的一个引用的注第三个条件通过相关的树的现有部分对与一个相关联的提供递归检验该树的根固定在满足第一个和第三个条件的与一个相关联的实体上函数仅确定一个是否与一个特定的相关联而确定该与某个其他的的关系描述变量定义项在中检验关系的它是该函数的输入环境确定与有关系的这是该函数的输入使用表达函数使用表达返回一个的集合这些都使用一个当一个在一个的的集合中被引用时或被在一个中使用的一个引用时那么该就使用了一个注第二个条件通过相关的树的现有部分对一个在中使用的一个提供递归检验该树的根固定在满足
31、第一个条件的所使用的一个实体上描述变量定义项确定使用的它是该函数的输入附录标准的附录实体简名表提供了本标准中规定的实体的简名使用简名的要求可在所包括的实现方法中找到表实体简名实体名简名附录标准的附录信息对象注册文件的标识为了在开放系统中对信息对象提供无二义性的标识分配给本标准的对象标识符等同于的对象标识符为这个值的意义在中定义且在中描述模式的标识为了在开放的信息系统中对提供无二义性的标识分配给模式见第章的对象标识符等同采用中的对象标识符为这个值的意义在中定义且在中描述附录提示的附录计算机可识的清单本附录提供在本标准中规定的实体简名及其对应的实体名以及构造的清单不包括正文或注释本附录仅以计算机可识的形式提供注以计算机可识的形式所提供的信息是提示性的标准的正文包含在本标准的文本中附录提示的附录图图对应于附录中所给出的表该图对语言使用了的图形表示法在的附录中定义注为了清晰起见省略了下述实体与来自的和的标识符和正文的关系图表达模式研究对象的规划模型附录提示的附录中英文索引表达表达环境表达项表达映象表达关系定义表达环境中的表示环境类型环境标识符环境中的项非循环映射表达非精确有单位的非精确测量参数表达环境项的表达环境项定义的变换使用表达映象的应用映射项映射表达映射原点映射源映射目标名交换描述文件的标识函数定义的变换全局非精确分配环境信息对象注册引言模式的标识范围实体简名
