Trao đổi dữ liệu CAD và tiêu chuẩn CAD

GVGD: TS TRẦN VŨ MINH HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC Mục lục Chương 2: Trao đổi liệu CAD Tiêu chuẩn CAD…………… .2 I Tóm tắt…………………………………………………………… II Vấn đề nhân công……………………………………………… ……………4 III Hạt nhân CAD……………………………………………………………….5 IV.Tương tác liệu…………………………………………………………….6 V.Các loại chuyển đổi liệu khác nhau……………………………………… VI.Hai mặt cốt lõi hệ thống CAD……………………………………………8 VII.Trình biên dịch liệu trực tiếp…………………………………………… VIII.Biên dịch viên trung gian………………………………………………….10 8.1 DXF ……………………………………………………………………11 8.2 IGES…………………………………………………………………… 13 8.3 PDES…………………………………………………………………….14 8.4 STEP…………………………………………………………………….17 IX Thảo luận………………………………………………………………… 25 X Kết luận…………………………………………………………………… 28 Các tài liệu tham khảo………………………………………………………….30 Nhóm - GVGD: TS TRẦN VŨ MINH HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC Chương Trao đổi liệu CAD Tiêu chuẩn CAD I TĨM TẮT Ngày nay, ngày nhiều cơng ty hết tham gia sản xuất phận khác sản phẩm cuối họ sử dụng nhiều nhà thầu phụ khác Mỗi nhà thầu phụ tham gia vào phần sản phẩm Tuy nhiên, nhiều công ty thường cách xa nhau, đâu giới Sự gia tăng nỗ lực toàn cầu phát sinh nhu cầu chia sẻ thông tin nhà cung cấp tham gia vào dự án Việc chuyển liệu thực cần thiết Ví dụ, tổ chức phát triển mơ hình CAD, tổ chức khác thực phân tích mơ hình đó, đồng thời tổ chức thứ ba chịu trách sản xuất sản phầm Việc truyền liệu xác lúc trở nên vô quan trọng Như vậy, việc tạo phương thức truyền liệu xác cần thiết Vấn đề tương thích CAD - sử dụng hệ thống CAD nhà, cần phải phân phối thiết kế nhận thiết kế từ hệ thống khác, đặt thách thức ngành ô tô, hàng không vũ trụ, đóng tàu, thiết bị nặng nhà sản xuất thiết bị gốc công nghệ cao nhà cung cấp họ Cần nghiên cứu vấn đề xác định cách liệu mô hình kỹ thuật phân phối ngày hơm cho nhà sản xuất nhà cung cấp, cách CAD chuyển đổi, dịch hình học / tính tương thích CAD dựa tính xử lý, với chi phí nào, theo thẩm quyền Chương khám phá cách khác để thực chuyển giao quan trọng Ta ý tới việc trao đổi liệu tiêu chuẩn cho hệ thống CAD 3-D Từ định dạng liệu CAD có nhiều việc phải làm với hạt nhân điều chỉnh cấu trúc liệu định dạng liệu CAD, số hạt nhân CAD phổ biến bàn luận Khả tương tác liệu phần bao gồm loại ngôn ngữ chuyển đổi liệu khác Việc sử dụng file trung gian Nhóm - HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC GVGD: TS TRẦN VŨ MINH giao thức trao đổi liệu tiêu chuẩn hóa phương pháp tự nhiên để trao đổi liệu chia sẻ liệu Chủ đề đề cập cuối chương II VẤN ĐỀ NHÂN CƠNG Máy tính cơng nghệ thông tin đưa vào ngành công nghiệp quảng cáo đặc biệt cách làm giảm tắc nghẽn đặc biệt quy trình cơng nghiệp Không cần suy nghĩ ảnh hưởng đến doanh nghiệp tổng thể vấn đề hội nhập Mọi nỗ lực để giải với việc trao đổi liệu theo cách đặc biệt (Bloor & Owen, 2003) Như máy tính sử dụng ngày nhiều tất tầng lớp tổ chức, đặc biệt sản phẩm trình phát triển, trao đổi liệu chia sẻ tăng lên đầu chương trình nhiều doanh nghiệp Những ngày này, trường hợp công nghiệp liên quan đến chuyển đổi liệu CAD khơng khó qua Hãy xem xét nhà sản xuất tơ lớn General Motor (GM®) Các nhà máy có sở 30 tiểu bang Hoa Kỳ 33 quốc gia Phụ tùng cho xe đến từ ngồi nước Mỹ Các phận thiết kế sản xuất theo với thơng số quy định GM® Các cơng ty thiết kế phận khơng sử dụng hệ thống CAD, cần thiết phải chuyển đổi liệu Ngồi có nhu cầu để chia sẻ liệu bên khác nhóm thiết kế Đẩy cho CAD hệ thống chuỗi cung ứng khơng bán Điều cơng ty có doanh nghiệp dẫn đến lựa chọn hệ thống CAD khác phù hợp với nhiều loại ứng dụng Các công ty có nhiều doanh nghiệp đa dạng trì hai hai hệ thống CAD CAD / CAM Trong trường hợp này, liệu không tương thích chí tồn cơng ty Khi làm việc với tổ chức khác, định dạng liệu thiết kế trao đổi có xu hướng phụ thuộc vào nguồn gốc Dữ liệu thiết kế từ khách hàng đối tác nhiều khả phân phối định dạng CAD gốc Dữ liệu thiết kế từ nhà cung cấp có nhiều khả nhận định dạng trung tính Điều phần cho thấy mức độ nhận thức liệu gia tăng trao đổi nhà cung cấp Thiết kế liệu từ nhóm kỹ thuật nội khác phần lớn phân phối định dạng CAD gốc thay định dạng trung gian Điều đáng ý việc chuyển liệu hệ thống CAD khác phải nắm lấy mô tả sản phẩm hoàn chỉnh lưu trữ sở liệu Nhóm - HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC GVGD: TS TRẦN VŨ MINH Điều bao gồm liệu hình học, siêu liệu (dữ liệu phi đồ họa), liệu ý tưởng thiết kế liệu ứng dụng Cả hai liệu hình học liệu ý tưởng thiết kế giải Chương I Siêu liệu thơng tin (ví dụ: dấu thời gian chủ sở hữu liệu) liệu cụ thể (ví dụ: liệu hình học) Điều cho thấy liệu sử dụng để phục vụ cho hiểu biết, sử dụng quản lý liệu hạt nhân CAD Dữ liệu ứng dụng bao gồm thông tin liên quan đến việc sản xuất ứng dụng Fnal thiết kế, ví dụ: dụng cụ, đường dẫn dao NC, dung sai, lập quy trình gia cơng hóa đơn vật liệu Các loại liệu phụ thuộc vào giai đoạn khác vòng đời sản phẩm liệu sử dụng Ở số trường hợp, liệu sử dụng phần toàn nơi khác, liệu sử dụng với kết hợp loại khác Ví dụ, giai đoạn thiết kế tầm quan trọng yêu cầu khách hàng đưa ra, hình học thiết kế liệu có liên quan Ít cung cấp cho siêu liệu Siêu liệu quan trọng tương tác với hệ thống khác nhiều người dùng III HẠT NHÂN CAD Các định dạng liệu CAD điều chỉnh hạt nhân (solid) mà dựa vào hệ thống CAD xây dựng Điều với hệ thống CAD trước thảo luận Chương I Một hạt nhân mơ hình hóa tập hợp lớp thành phần bao gồm hàm tốn học thực nhiệm vụ mơ hình hóa specifc Một hạt nhân mơ hình hóa hỗ trợ mơ hình hóa rắn, mơ hình hóa tế bào tổng qt mơ hình hóa bề mặt / trang mơ hình Nó chứa chức tạo chỉnh sửa mơ hình (ví dụ: tốn tử mơ hình hóa Boolean), hỗ trợ mơ hình hóa tính năng, bề mặt nâng cao, dày rỗng, trộn mơ hình hóa trang tính flleting Hầu hết hạt nhân cung cấp đồ họa hiển thị hỗ trợ, bao gồm đường nét đứt, nét liền vẽ, chức tessellation câu hỏi mơ hình liệu Giao diện đồ họa CAD (GUI) với chức hạt nhân thông qua giao diện người dùng ứng dụng Lấy Parasolid® mơ hình hóa hạt nhân làm ví dụ, cung cấp khả biểu diễn kỹ thuật số 3D cho Giải pháp NX ™, Solid Edge, Femap Teamcenter Ứng dụng dựa 3D tương tác với Parasolid® thơng qua ba giao diện Hình 2.1: Parasolid® Giao diện hạt nhân (PK), Giao diện hạt nhân (KI) Giao diện hướng xuống (DI) Nhóm - HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC GVGD: TS TRẦN VŨ MINH Hình 2.1: Sơ đồ làm việc hạt nhân Trong năm qua, hạt nhân khác phát triển chấp nhận hệ thống CAD khác (Bảng 2.1) Một số độc quyền; người khác sử dụng thông tin phổ biến thơng qua cấp phép, ví dụ: ACIS® Tổng cơng ty Cơng nghệ Khơng gian Parasolid® UGS IV TƯƠNG TÁC DỮ LIỆU Sự mâu thuẫn xảy sử dụng hạt nhân mơ hình hóa khác Hậu mâu thuẫn có nghĩa bất thường liệu Kinh nghiệm thu số Parasolid® khách hàng cho thấy có tới 20% mơ hình nhập từ hạt nhân khác có lỗi mà phải sửa lại (CAD-User, 2000) Nhóm - GVGD: TS TRẦN VŨ MINH HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC V CÁC LOẠI CHUYỂN ĐỔI DỮ LIỆU KHÁC NHAU Các công ty khác xử lý chuyển đổi CAD theo nhiều cách khác Khi mô hình sản phẩm nhận theo định dạng trao đổi liệu trung gian STEP (Standard for Exchange) mơ hình liệu sản phẩm) (ISO 10303-1, 1994) IGES (Tiêu chuẩn trao đổi đồ họa ban đầu) (IGES, 1998), cơng ty chọn “thiết lập lại” tạo lại tính dựa mơ hình liệu nhận Bài tập gọi "làm chủ lại" mơ hình Làm chủ lại cần thiết STEP IGES mơ tả hình học túy mơ hình liệu tơpơ (mơ hình liệu giả, tương tự mơ hình từ hệ thống CAD miễn phí trước đây) trừ tất liệu liên quan đến sản phẩm khác tính thiết kế dung sai Ngồi ra, cơng ty từ bỏ tập tốn để Bảng 2.1 Hệ thống CAD nhân mơ hình hóa rắn họ Ứng dụng CAD ACIS ADINA AutoCAD CADKEY Catia I-DEAS IronCAD IX Design Mechanical Desktop MicroStation Pro/Engineer SolidEdge SolidWorks ThinkDesign NX VX CAD/CAM Hạt nhân Parasolid * Proprietary * * * * * * * * * * * * * * làm chủ lại mơ hình Khi mơ hình liệu độc quyền nhà cung cấp (thường chứa tính thơng tin) nhận, cơng ty chọn làm chủ lại Nhóm - HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC GVGD: TS TRẦN VŨ MINH gửi liệu cho người khác cơng ty để làm chủ lại Đã có cách tiếp cận hướng kỹ thuật khác khám phá các công ty nhà phát triển phần mềm Sử dụng hạt nhân mơ hình hóa kép lựa chọn Sử dụng gọi dịch giả liệu trực tiếp khác Một số nghiên cứu thực với nỗ lực làm phong phú định dạng fle trung lập (như STEP) với thơng tin tính liệu sản phẩm khác dung sai VI HAI MẶT CỐT LÕI CỦA HỆ THỐNG CAD Đây loại độc đáo hệ thống CAD với hai hạt nhân khác xây dựng thành hệ thống Ví dụ phổ biến IronCAD®, thức có hệ thống ACIS® , kết hợp với Parasolid® để trở thành hệ thống nhân IronCAD® sử dụng hai hạt nhân đồng thời, chuyển đổi qua lại cần thiết Lợi ích rõ ràng khả làm việc mơ hình phát triển theo hai hạt nhân, chí đến mức độ kết hợp liệu từ hai hạt nhân vào mô hình Điều thú vị hệ thống hạt nhân kép phát triển với nhân khác Việc chuyển đổi từ hạt nhân đến đầu IronCAD® xảy có vấn đề biên dạng uốn cong phức tạp - mà xử lý nhân Việc chuyển đổi nano giây gần vơ hình người dùng Một hệ thống CAD kép hạt nhân CAXA™ (một lần nữa, Parasolid® ACIS®) CAXA™ hệ thống quản lý thiết kế sản phẩm liệu hợp tác Nó trở thành nhà lãnh đạo thị trường PLM Trung Quốc nhà cung cấp cơng nghệ PLM tồn giới Tùy chọn hiệu ACIS® Parasolid® định dạng liệu có liên quan Mặc dù chứng minh vơ khó khăn để xây dựng hệ thống Hơn nữa, có nhiều số lượng hạt nhân CAD định dạng liệu CAD thị trường Cách tiếp cận phần giải vấn đề VII TRÌNH BIÊN DỊCH DỮ LIỆU TRỰC TIẾP Dịch liệu trực tiếp (Hình 2.2) cung cấp giải pháp trực tiếp mà đòi hỏi phải chuyển liệu mơ hình lưu trữ sở liệu sản phẩm trực tiếp từ định dạng hệ thống CAD khác, thường bước Thường tồn sở liệu trung gian phiên dịch liệu Nhóm - HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC GVGD: TS TRẦN VŨ MINH trực tiếp Cấu trúc sở liệu trung gian phải chung, chi phối định nghĩa yêu cầu tối thiểu loại mơ hình liệu, độc lập với định dạng nhà cung cấp Một ví dụ điển hình cho dịch liệu trực tiếp CADporter từ Elysium ™ (Dean, 2005) CADporter phần mềm CAD để làm mô hình, mà trình đọc file CAD Sản phẩm đọc định dạng khác file CAD từ nhà cung cấp khác Hình 2.3 cho thấy tương tác nhà cung cấp CAD với Elysium ™ hoạt động từ bên SolidWorks® Như mơ tả, chuyển hai chiều hệ thống CAD Với loại hình này, hệ thống CAD nhập Pro/E® Part viết lại để định dạng nhà cung cấp định dạng DWG AutoCAD® hay Catia® Tuy nhiên, mơ hình CAD trở nên phức tạp nên khả lỗi dịch gia tăng Khi điều xảy ra, mơ hình cần phải đơn giản hóa tái mơ Phần lại phần thảo luận số định dạng trao đổi liệu sản phẩm nêu Hình 2.2.Dữ liệu dịch trực tiếp Nhóm - HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC GVGD: TS TRẦN VŨ MINH Hình 2.3 truyền liệu hai chiều sử dụng Elysium ™ VIII BIÊN DỊCH VIÊN TRUNG GIAN Người ta cho giải pháp thảo luận việc sử dụng Elysium ™ liệu trung gian “đệm” thực tế số loại dịch chung Trong điều đúng, liệu Elysium ™ không minh bạch cho người dùng Các loại thực dịch chung chuyển đổi định dạng liệu CAD độc quyền sang định dạng liệu ngược lại trung gian, liệu trung gian thực có sẵn cho người sử dụng (Hình 2.4) Định dạng liệu trung gian định dạng liệu quốc tế ngành công nghiệp chấp nhận định dạng liệu độc quyền Có vài tiêu chuẩn cơng nghiệp phổ biến như: • • • • DXF (định dạng vẽ) (DXF, 2007) PDES (sự thay đổi liệu sản phẩm ) (PDES, 2007) IGES (Initial Graphic Trao đổi tiêu chuẩn) (IGES, 2007) STEP (Tiêu chuẩn cho Sở Giao dịch liệu mơ hình sản phẩm) (ISO 10.303-1, 1994) • XML (Extensible Markup Language) (XML, 2007) Nhóm - 10 HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC GVGD: TS TRẦN VŨ MINH • 3DXML (3D Extensible Markup Language) (3DXML, 2007) • Các định dạng khác 8.1 DXF DXF định dạng tập tin CAD AutoCAD®, phát triển Autodesk giải pháp họ phép khả tương tác liệu AutoCAD® chương trình khác DXF ban đầu giới thiệu tháng mười hai năm 1982 phần AutoCAD® 1.0, dự định Hình 2.4 Biên dịch viên trung gian cung cấp đại diện xác liệu định dạng tập tin gốc AutoCAD®, DWG (Drawing), có thơng số kỹ thuật chưa công bố Định dạng trở thành định dạng liệu định dạng truyền liệu sử dụng CAD DXF chủ yếu định dạng liệu 2D Nhóm - 11 HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC GVGD: TS TRẦN VŨ MINH Thành phần kiến trúc chuỗi phương pháp mô tả Descrip – tion chế chung để định cấu trúc liệu STEP Nó bao gồm ngơn ngữ đặc tả liệu thức phát triển cho STEP, gọi EXPRESS (ISO 10303-11, 1994) EXPRESS tương tự ngơn ngữ lập trình PASCAL Trong SCHEMA, kiểu liệu khác định nghĩa với ràng buộc cấu trúc quy tắc thuật tốn Một tính EXPRESS khả xác thực thức số lượng loại liệu, nghĩa kiểm tra tất quy tắc cấu trúc thuật tốn Khác phương pháp mơ tả bao gồm dạng đồ họa EXPRESS (EXPRESS-G) (ISO 10303-11,1994), biểu mẫu để khởi tạo mơ hình EXPRESS ngơn ngữ lập đồ cho EXPRESS EXPRESS-G, ký hiệu đồ họa thức cho việc hiển thị đặc tả liệu xác định ngôn ngữ EXPRESS, hỗ trợ tập ngôn ngữ EXPRESS EXPRESS-G biểu thị ký hiệu đồ họa tạo thành biểu đồ Có ba loại ký hiệu, a) Các ký hiệu định nghĩa biểu thị kiểu liệu đơn giản, kiểu liệu đặt tên, liệu xây dựng loại khai báo lược đồ; b) Ký hiệu quan hệ loại dòng khác mơ tả mối quan hệ tồn số định nghĩa; c) Văn bổ sung sử dụng để xác định thêm thực thể mối quan hệ liệu, ví dụ: loại liệu, ràng buộc quy tắc Các phương thức mơ tả chuẩn hóa loạt phần ISO 1030310 Sử dụng khác ngôn ngữ EXPRESS mô tả chi tiết Chương XI Nhóm - 18 HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC GVGD: TS TRẦN VŨ MINH Hình 2.5 STEP document architecture 1: Tổng quan / Giới thiệu 1x: Phương thức mô tả 2x: Phương thức triển khai 3x: Kiểm tra phù hợp 4x: Tích hợp chung Tài nguyên 1xx: Tài nguyên cam kết ứng dụng tích hợp 2xx: Giao thức ứng dụng 3xx: Tóm tắt kiểm tra trừu tượng 5xx: Ứng dụng diễn giải • Phương thức triển khai Thành phần kiến trúc thứ hai STEP phương thức triển khai thực Các phương thức triển khai thực kỹ thuật thực chuẩn cho cấu trúc thông tin định đặc tả liệu STEP dành cho việc thực hiện, giao thức application Mỗi phương thức thực STEP định nghĩa cách thức mà cấu trúc liệu định cách sử dụng phương thức mô tả STEP ánh xạ tới phương thức thực Loạt bao gồm cấu trúc trao đổi tập tin vật lý (ISO 10303-21, 1994), giao diện truy cập liệu chuẩn (ISO 10303-22, 1998) liên kết ngơn ngữ (ISO 1030323, 2000, ISO 10303-24, 2001, ISO 10303-27, 2000, ISO 10303-28, 2007) Chương XI thảo luận số phương pháp triển khai chi tiết • Kiểm tra phù hợp Thành phần kiến trúc thứ ba STEP hỗ trợ kiểm tra phù hợp Kiểm tra phù hợp bao gồm hai loạt 10303 phần: phương pháp kiểm tra phù hợp khuôn khổ, thử nghiệm trừu tượng Nhóm - 19 HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC GVGD: TS TRẦN VŨ MINH Phương pháp kiểm tra phù hợp loạt khung công tác cung cấp khuôn khổ rõ ràng cho phù hợp loại thử nghiệm khác phần tách rời tiêu chuẩn Phương pháp mô tả cách kiểm tra triển khai phần STEP khác thực Thực tế khuôn khổ phương pháp luận để kiểm tra phù hợp tiêu chuẩn hóa phản ánh tầm quan trọng việc kiểm tra kiểm tra STEP Các phương pháp thử nghiệm phù hợp chuẩn hóa loạt phận theo tiêu chuẩn ISO 10303-30 Một thử nghiệm trừu tượng chứa tập hợp trường hợp thử nghiệm trừu tượng cần thiết cho việc kiểm tra phù hợp việc thực giao thức ứng dụng STEP Mỗi trường hợp thử nghiệm trừu tượng xác định liệu đầu vào cung cấp cho việc triển khai thử nghiệm, với thông tin cách đánh giá khả thực Các thử nghiệm trừu tượng cho phép phát triển vi xử lý tốt khuyến khích kỳ vọng trao đổi khơng gặp cố • Thơng số liệu Thành phần cuối kiến trúc STEP đặc tả liệu Ở bốn phần thơng số kỹ thuật liệu cấu trúc tài liệu STEP, khái niệm có ba loại thơng số liệu chính: tài nguyên tích hợp, giao thức ứng dụng cấu trúc giải thích ứng dụng Tất đặc tả liệu ghi lại cách sử dụng phương thức mô tả Các tài nguyên ứng dụng tích hợp đại diện cho khái niệm liên quan đến ứng dụng cụ thể ngữ cảnh hỗ trợ yêu cầu chung nhiều ứng dụng liệu sản phẩm khác Ví dụ cấu trúc tài nguyên ứng dụng bao gồm vẽ sửa đổi vẽ, vẽ sửa đổi thích thứ nguyên Các cấu trúc sử dụng ứng dụng bao gồm vẽ Các tài nguyên ứng dụng tích hợp tiêu chuẩn hóa loạt phần ISO 10303-100 Các giao thức ứng dụng đặc tả liệu thực STEP AP bao gồm: Một mơ hình thơng tin EXPRESS đáp ứng nhu cầu liệu sản phẩm cụ thể ngữ cảnh ứng dụng cụ thể Các AP triển khai nhiều phương thức triển khai Chúng thành phần trung tâm kiến trúc STEP, kiến trúc STEP thiết kế chủ yếu để hỗ trợ tạo điều kiện cho AP phát triển Nhiều thành phần giao thức ứng dụng nhằm ghi lại miền ứng dụng thuật ngữ ứng dụng cụ thể Điều tạo điều kiện cho việc xem xét giao thức Nhóm - 20 HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC GVGD: TS TRẦN VŨ MINH ứng dụng chuyên gia miền Mơ hình giải thích ứng dụng (AIM) thành phần AP, mơ hình thơng tin thực EXPRESS Các lớp phù hợp xác định tập AIM sử dụng làm sở để thử nghiệm hiệu việc triển khai thực Các giao thức ứng dụng chuẩn hóa loạt phần ISO 10303-200 Các cấu trúc giải thích ứng dụng (AICs) đặc tả liệu thỏa mãn liệu sản phẩm cụ thể cần phát sinh nhiều ngữ cảnh ứng dụng Một ứng dụng giải nghĩa cấu trúc xác định cấu trúc liệu ngữ nghĩa sử dụng để trao đổi liệu sản phẩm chung cho hai nhiều giao thức ứng dụng Các giao thức ứng dụng với yêu cầu thông tin tương tự so sánh ngữ nghĩa để xác định tính tương đương chức năng, có, dẫn đến việc xác định tương đương chức AIC tiêu chuẩn AIC sử dụng hai giao thức ứng dụng sẵn sàng sử dụng APsto tương lai STEP có yêu cầu khả tương tác xử lý chia sẻ yêu cầu thông tin chung Một điều kiện cần thiết để đáp ứng yêu cầu đặc tả liệu chung Các cấu trúc giải nghĩa ứng dụng cung cấp khả Các cấu trúc giải thích ứng dụng chuẩn hóa loạt phần ISO 10303-500 Phương pháp STEP Phương pháp STEP hỗ trợ phát triển AP nguồn lực mà AP yêu cầu Một đặc điểm kiến trúc STEP phân lớp đặc tả liệu Quan tâm tài nguyên tích hợp độc lập theo ngữ cảnh giao thức ứng dụng phụ thuộc vào ngữ cảnh Có ba loại mơ hình thơng tin định hai loại thông số kỹ thuật Lớp mô hình thơng tin tập hợp lược đồ EXPRESS chuẩn hóa chứa tài nguyên tích hợp Mỗi lược đồ tài nguyên tích hợp đại diện lĩnh vực chủ đề cụ thể miền liệu sản phẩm Các tài nguyên tích hợp cấu trúc trừu tượng, khái niệm thông tin chung chung loại sản phẩm giai đoạn khác vòng đời sản phẩm Q trình đảm bảo tài ngun tích hợp STEP tạo thành tồn cố kết gọi tích hợp tài nguyên Lớp mơ hình thơng tin thứ hai thứ ba chứa ứng dụng protocols: mơ hình tham chiếu ứng dụng (ARM) mơ hình phiên dịch ứng dụng Một ARM nắm bắt yêu cầu thông tin cho bối cảnh ứng dụng có phạm vi bao bọc tập hợp loại sản phẩm cụ thể giai đoạn vòng đời sản phẩm Các ARM trình bày cách thơng tin hai ngơn ngữ Nhóm - 21 HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC GVGD: TS TRẦN VŨ MINH mơ hình hóa đồ họa (IDEF1X EXPRESS-G) chuẩn mực văn Một AIM lược đồ EXPRESS chọn cấu trúc áp dụng từ tài ngun tích hợp làm phần tử khái niệm Một AIM tăng thêm cấu trúc đường sở với ràng buộc bổ sung mối quan hệ định thực thể có chứa quy tắc cục bộ, kiểu liệu tinh lọc, quy tắc toàn cục định nghĩa văn chuyên biệt Hai nguyên tắc phương pháp STEP tích hợp tài nguyên giải thích ứng dụng Tích hợp tài nguyên tập hợp phần tử - mơ hình thơng tin Kết q trình tích hợp STEP mơ hình thơng tin nhất, ghi lại nhiều lược đồ theo nhiều tiêu chuẩn Ứng dụng giải thích tập hợp không giống yếu tố - yêu cầu thông tin bối cảnh ứng dụng mơ hình thơng tin Kết q trình diễn giải mơ hình thơng tin - AIM (Kemmerer, 1999) Tệp STEP Trong STEP thay sử dụng chữ số, văn sử dụng để xác định thực thể Ví dụ "Điểm Cartesian_" sử dụng làm định danh cho điểm Tất định nghĩa đưa lược đồ EXPRESS tương ứng Tệp STEP tạo phù hợp với quy tắc định dạng lược đồ EXPRESS Không giống C C ++, EXPRESS giống ngôn ngữ thiết kế định dạng Đối tượng hình học xác định theo ENTITIES Ví dụ tệp EXPRESS liệt kê bên dưới, SCHEMA TEST_SCHEMA; ENTITY CARTESIAN_POINT; x_coordinate: REAL; y_coordinate: REAL; z_coordinate: REAL; END_ENTITY; END_SCHEMA; Khi mơ hình CAD biên dịch trình biên dịch EXPRESS cấu trúc liệu dân cư, tệp STEP, có định dạng định nghĩa BƯỚC Phần 21 (ISO 10303-21, 1994), tạo hình đây, Nhóm - 22 HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC GVGD: TS TRẦN VŨ MINH ISO-10303-21; HEADER; FILE_DESCRIPTION((‘’), ‘1’); FILE_NAME(‘CARTESIAN-POINT’, ‘2007-07-10T09:19:11-04:00’, (‘’), (‘’), ‘STEP INTERFACE’, ‘STEP DESIGN SYSTEM’, ‘’); FILE_SCHEMA((‘TEST_SCHEMA’)); ENDSEC; DATA; #1=CARTESIAN_POINT(10.0,20.0,30.0); #2=CARTESIAN_POINT(5.0,10.0,15.0); #3=CARTESIAN_POINT(30.0,10.0,6.0); ENDSEC; END-ISO-10303-21; Trạng thái STEP Hiện trạng phát triển tiêu chuẩn STEP có bốn Front Trước hết, STEP AP 203, AP sử dụng rộng rãi giao thức ứng dụng STEP, thực số năm để sản xuất ấn thứ hai Trong ấn này, lịch sử xây dựng dung sai hình học chiều lần đưa vào, cung cấp tảng cho khả bổ sung tương lai Thứ hai, có số cơng việc phát triển mở rộng thực để cung cấp công cụ hiệu cho liệu STEP truyền thông qua Internet Điều chứng minh việc xuất STEP Phần 25 năm 2005 Phần 25 mô tả phương pháp triển khai từ EXPRESS đến XMI Cũng thực STEP Phần 28 Nhóm - 23 HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC GVGD: TS TRẦN VŨ MINH Phiên 2, định phương pháp triển khai cho biểu diễn XML lược đồ liệu EX-PRESS Thứ ba, STEP mở rộng để tiếp cận nhiều lĩnh vực khác thiết kế Điều đặc biệt với sản xuất Từ năm 2004 đến năm 2007, năm AP công bố Họ đang, • STEP AP 215: Sắp xếp tàu • STEP AP 218: Cấu trúc tàu • STEP AP 224 ed3: Định nghĩa sản phẩm khí cho quy hoạch quy trình sử dụng tính gia cơng • STEP AP 238: Mơ hình phiên dịch ứng dụng cho điều khiển số vi tính hóa • STEP AP 240: Kế hoạch xử lý sản phẩm gia cơng Để hỗ trợ quản lý vòng đời sản phẩm, Diễn đàn triển khai PDM (2002) ISO 10303-239 (2005) xuất Nghiên cứu điển hình cơng nghiệp Một chương trình thực STEP quan trọng AeroSTEP - việc sử dụng STEP việc lắp ráp kỹ thuật số động máy bay thương mại Cơ sở dự án AeroSTEP nằm mối quan hệ thương mại nhà sản xuất máy bay (Boeing) nhà cung cấp động (General Electric, Pratt & Whitney Rolls-Royce) Trong khứ, phương pháp để kiểm tra phù hợp động máy bay khung máy bay xây dựng mơ hình vật lý kích thước đầy đủ Các mơ hình sử dụng để kiểm tra giao diện khác khung máy bay, động hệ thống máy bay Khi việc sử dụng công nghệ CAD tiên tiến cho thiết kế động khung máy bay trở thành thực hành tiêu chuẩn, nhu cầu tạo mơ hình vật lý trở thành nút cổ chai ngày nghiêm trọng trình thiết kế Máy bay Boeing 777 máy bay thiết kế hoàn toàn CAD Tương tự, động khác trang bị cho 777 thiết kế sử dụng CAD Điều tạo hội để so sánh phân tích thiết kế khung máy bay động dựa mô hình CAD tương ứng, để loại bỏ cần thiết cho mơ hình vật lý Việc sử dụng mơ hình CAD gọi "kỹ thuật số lắp ráp trước" (DPA) Tuy nhiên, việc dịch liệu phức tạp cần thiết để thực yêu cầu này, Boeing ba nhà cung cấp động sử dụng ba hệ thống CAD 3D khác nhau: Catia® (Hệ thống Dassault), Nhóm - 24 HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC GVGD: TS TRẦN VŨ MINH CADDS5® (ComputerVision) Unigraphics® (EDS) Những nỗ lực trước để trao đổi liệu hệ thống IGES, SET người dịch trực tiếp không cung cấp đầy đủ xác cần thiết để trao đổi, thử nghiệm khả STEP so với phương pháp trước Cơ sở dự án AeroSTEP sử dụng giao thức ứng dụng STEP- AP203 "Thiết kế kiểm soát hợp nhất" - trao đổi liệu Boeing nhà cung cấp động bối cảnh lắp ráp kỹ thuật số (Hình 2.6) Kết trao đổi thử nghiệm hứa hẹn, cho thấy cải thiện thực phương thức trao đổi liệu trước cố gắng Một tập hợp vấn đề thú vị phát sinh từ trao đổi liệu quản lý hợp Khả trao đổi thông tin STEP số tiêu chuẩn trao đổi CAD / CAM Phân tích thực từ liệu quản lý hợp công ty khác tiết lộ số dấu hiệu khác biệt việc hiểu thuật ngữ “phần”, “phiên bản” “lắp ráp” STEP đóng vai trò bất ngờ - ngôn ngữ trung gian tạo thành sở cho liên kết thực hành thuật ngữ làm việc Sự thành công dự án AeroSTEP đánh giá từ thực tế hoàn thành, việc triển khai sản xuất AP203 sử dụng cho trao đổi trước lắp ráp kỹ thuật số, loại bỏ mơ hình vật lý nằm sách lịch sử Lợi ích chung chia sẻ cho nhà sản xuất máy bay nhà cung cấp động từ việc sử dụng hiệu STEP bao gồm, cải thiện tính tồn vẹn liệu; giảm thời gian chu kỳ; giảm đáng kể nỗ lực trao đổi liệu; Nâng cao chất lượng; tiết kiệm quản lý hợp (Fowler, 1995) Ngoài AP203, Boeing triển khai AP210 (ISO 10303-210, 2001) Điều giao thức ứng dụng bao gồm đại diện thiết kế cụm điện tử, mối liên kết bao bì chúng, cụm dây dẫn in (PWA) bảng mạch in (Smith, 2002) Điều cho phép thiết kế PWA chuyển trực tiếp hệ thống CAD cho phép người dùng cuối CAD thiết kế PWA hệ thống CAD mà họ chọn Điều hỗ trợ triết lý “tốt lớp” IX THẢO LUẬN Phần so sánh phương thức trao đổi liệu khác thảo luận số phương án thay cách dịch liệu thiết kế Chất lượng liệu sản phẩm thảo luận phần Nhóm - 25 HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC GVGD: TS TRẦN VŨ MINH Hình 2.6: Kịch dự án AeroSTEP So sánh phương thức trao đổi liệu Dựa thảo luận phần trước, ma trận Bảng 2.2 phát triển để mô tả thân thiện với người dùng loại phương pháp dịch liệu khác Có vẻ việc sử dụng định dạng phổ biến thuận lợi Tuy nhiên, khơng phải giải pháp hồn chỉnh cho hệ thống tích hợp Phần lớn ngành công nghiệp chi phí dành cho việc trao đổi liệu mơ hình dựa tính Điều có nghĩa chi phí chi tiêu cho việc dịch liệu bị ẩn không thực xem chi phí dễ dàng bỏ qua cắt giảm Có vài phương pháp trung gian để trao đổi liệu Thay dịch tái tạo tất liệu thiết kế vào định dạng CAD khớp với công cụ nội bạn, người ta sử dụng cơng cụ trực quan hóa kỹ thuật để lắp ráp liệu thiết kế tồn định dạng CAD khác để thực tất hoạt động kỹ thuật cần thiết Điều thực hành nên giảm thời gian chi phí kỹ thuật Là bước trung gian bạn di chuyển sang sử dụng công cụ quản lý liệu để liên kết thiết kế theo định dạng khác với nhau, người ta sử dụng bảng tính để theo dõi liên kết theo cách thủ công Một số phương pháp định mức cơng nghiệp có hiệu Thay quản lý liệu thiết kế nhiều công cụ quản lý liệu, công cụ số specifc cho ứng dụng CAD, tổ chức tập trung ứng dụng Nhóm - 26 GVGD: TS TRẦN VŨ MINH HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC họ để giảm chi phí hỗ trợ CNTT củng cố liệu thiết kế kho lưu trữ Các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM), trái với nhà cung cấp nhà sản xuất hợp đồng, sử dụng chuyên gia thuê để dịch tạo lại liệu thiết kế định dạng Điều cho phép nhà sản xuất tập trung vào hiệu kỹ thuật nội Cách tiếp cận tốt lớp sử dụng công cụ quản lý liệu trung tâm để liên kết thiết kế có định dạng CAD khác đại diện cho phần lắp ráp Điều tăng tái sử dụng thiết kế người dùng nhận thiết kế tồn định dạng bắt buộc, giảm nỗ lực dành cho việc tạo lại dịch thiết kế chí tệ hơn, tạo thiết kế Chất lượng liệu Chất lượng liệu sản phẩm giải nội bên ngồi Khía cạnh nội chất lượng liệu sản phẩm đề cập đến vấn đề mơ hình hóa liệu sản phẩm Bảng 2.2: Ma trận chuyển đổi liệu Phương pháp chuyển đổi liệu Sử dụng phần mềm với hạt nhân Các ứng dụng hoạt động nhân kép Sử dụng định dạng tệp phổ biến Sử dụng trình dịch liệu trực tiếp Thân thiện với người dùng **** Tiện dụng Hiệu * **** ** ** **** **** *** *** *** ** ** * Cho biết mức độ danh mục Nhóm hành động ngành công nghiệp ô tô (AIAG) giảm chất lượng liệu sản phẩm sau cách (Contero & Vila, 2005): Dữ liệu mơ hình sản phẩm chất lượng xây dựng xác, hồn tồn đại diện cho hình học mơ hình (dữ liệu tốn học), xác hồn tồn đại diện cho tất thơng tin bổ sung cách chia sẻ sử dụng nhiều người dùng quản lý với nỗ lực tối thiểu Nhóm - 27 HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC GVGD: TS TRẦN VŨ MINH Có loạt tiêu chuẩn chất lượng liệu sản phẩm Việc sử dụng rộng rãi dường VDA 4955 (Verband der Automobilindustrie, 2002) ODG11CQ9504 tương đương “Phương pháp đảm bảo chất lượng CAD / CAM ODETTE” chuẩn ODETTE VDA 4955 cung cấp tiêu chuẩn chất lượng cho khía cạnh hình học tổ chức liệu CAD / CAM Với mục tiêu thống khuyến nghị cấp quốc gia liên quan đến sản phẩm chất lượng liệu, "Nhóm cơng nghiệp tiêu chuẩn liệu sản phẩm ô tô chiến lược (SASIG)", thành lập vào năm 1995, nghiên cứu phát triển đề xuất quốc tế (SASIG-PDQ) cho chất lượng liệu sản phẩm ngành công nghiệp ô tô Tiêu chuẩn kết hợp ISO PAS (ISO / PAS 26183, 2006) ISO / PAS 26183 sản phẩm defnes chất lượng liệu thước đo tính xác phù hợp liệu sản phẩm, kết hợp với tính kịp thời mà liệu cung cấp cho tất người cần chúng Người đọc quan tâm cung cấp thêm thông tin từ viết Contero, Company, Vila Aleixos (2005) Dữ liệu thiết kế, chuyển đổi từ loại sang loại khác, bị chất lượng vấn đề Đây khía cạnh bên ngồi chất lượng liệu sản phẩm Những vấn đề thường liên quan đến lỗi tôpô, tức lỗi tổng hợp, chẳng hạn phận có khối lượng khơng, trùng lặp thiếu phần, định hướng bề mặt không quán, v.v., lỗi hình học, tức là, số lỗi khơng xác, chẳng hạn vết nứt chồng chéo hình học (Barequet & Duncan, 1998) Những khiếm khuyết mơ hình gây vấn đề việc chia lưới phần tử fnite, Stereolithography đầu quy trình tạo đường dẫn cơng cụ NC Phần mềm thuật tốn cố gắng để giải vấn đề gọi (tự động) hình học (mơ hình) chữa bệnh sửa chữa Độc giả quan tâm đề cập đến công việc thực Barequet (1997), Chong, Kumar, & Lee (2007), Nooruddin, & Turk (2003), Yau, Kuo, & Yeh (2003) Có thể kết luận phát triển STEP giải pháp tốt để giải vấn đề bên (Vergeest & Horváth, 2001) xuất trình trao đổi liệu X PHẦN KẾT LUẬN Do môi trường sản xuất kinh doanh tồn cầu hóa, khả tương thích liệu miền thiết kế trở thành vấn đề mà công ty bỏ qua Hạt nhân CAD tất có định dạng liệu độc quyền riêng họ, trình bày Nhóm - 28 HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC GVGD: TS TRẦN VŨ MINH trường hợp đầy thách thức cho nhà sản xuất để cộng tác, đặc biệt trao đổi công việc thiết kế họ Có hai loại phương pháp dịch liệu: dịch liệu trực tiếp dịch liệu trung tính Sau chuẩn hóa liệu sản phẩm cách sử dụng liệu phương pháp dường giữ phím đến giải pháp tối ưu khả tương thích liệu hệ thống tích hợp Trong số tiêu chuẩn trao đổi liệu / giao thức sử dụng để dịch liệu trung lập, STEP tiêu chuẩn quốc tế sử dụng ngày rộng rãi ngành công nghiệp Các định dạng liệu sử dụng STEP không chứa thông tin giai đoạn thiết kế sản phẩm, cần thiết cho tồn vòng đời sản phẩm Khơng có định dạng khác có mơ loại khả Bằng cách sử dụng STEP, sản phẩm hỗ trợ chuẩn dễ dàng kết nối fl độ linh hoạt việc lựa chọn thành phần đạt được, cho phép người dùng chọn sản phẩm tốt rẻ mà không cần cam kết sản phẩm độc quyền Dự án Aero STEP thành công triển khai cơng nghiệp STEP Nó thực rõ ràng trao đổi liệu STEP liệu mơ hình rắn vừa khả thi vừa ý Nhóm - 29 HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC GVGD: TS TRẦN VŨ MINH TÀI LIỆU THAM KHẢO Barequet, G (1997) Using geometric hashing to repair CAD objects IEEE Computational Science & Engineering, 4(4), 22-28 Barequet, G., & Duncan, C A (1998) RSVP: A geometric toolkit for controlled repair of solid models IEEE Transactions on Visualization And Computer Graphics, 4(2), 162-177 Bloor, S., & Owen, J (2003) Product Data Exchange UK: Taylor & Francis CAD User (2000) Healing the wounds of data conversion AEC Magazine, 13(03) Chong, C S., Kumar, A S., & Lee, H P (2007) Automatic mesh-healing technique for model repair and fnite element model generation Finite Elements in Analysis and Design, 43(15), 1109-1119 Contero, M., Company, P., Vila, C., & Aleixos, N (2002) Product Data Quality and Collaborative Engineering, IEEE Computer Graphics and Applications, 22(3), 32-42 Contero, M., & Vila, C (2005) Collaborative Engineering, in Advances in Electronic Business (Volume one), by Li, E., & Du, T C (Ed.) Hershey, PA: Idea Group Inc (IGI) Dassault Systemes (2007) 3DXML (3D Extensible Markup Language) France: Dassault Systemes Retrieved July 28, 2007, from http://www.3ds.com Dean, A (2005 December) Elysium™ CAD doctor 5.2 MCAD Magazine, EDA Publications Retrieved July 28, 2007, from http://www.mcadonline.com/index.php?option=com_content&task=view&id=1 79&Itemid=1) DXF (Drawing eXchange Format) Specifcations (2007) Autodesk®, Inc., 111 McInnis Parkway, San Rafael, CA 94903 USA Retrieved July 28, 2007, from http://usa.autodesk.com/adsk/servlet/item?siteID=123112&id=8446698) Fowler, J (1995) STEP for Data Management - Exchange and Sharing Great Britain: Technology Appraisals IGES (Initial Graphics Exchange Specifcation) (1980) ASME Y14.26M National Bureau of Standards, USA Nhóm - 30 HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC GVGD: TS TRẦN VŨ MINH ISO 10303-1 (1994) Industrial automation systems and integration Product data representation and exchange Part 1: Overview and fundamental principles Geneva, Switzerland: International Organisation for Standardisation (ISO) ISO 10303-11 (1994) Industrial automation systems and integration – Product data representation and exchange – Part 11: Description methods: The EXPRESS language reference manual Geneva, Switzerland: International Organisation for Standardisation (ISO) ISO 10303-21 (1994) Industrial automation systems and integration – Product data representation and exchange – Part 21: Implementation methods: Clear text encoding of the exchange structure Geneva, Switzerland: International Organisation for Standardisation (ISO) ISO 10303-210 (2001) Industrial automation systems and integration Product data representation and exchange Part 210: Application protocol: Electronic assembly, interconnection, and packaging design Geneva, Switzerland: International Organisation for Standardisation (ISO) ISO 10303-22 (1998) Industrial automation systems and integration – Product data representation and exchange – Part 22: Implementation methods: Standard data access interface Geneva, Switzerland: International Organisation for Standardisation (ISO) ISO 10303-23 (2000) Industrial automation systems and integration – Product data representation and exchange – Part 23: C++ language binding to the standard data access interface Geneva, Switzerland: International Organisation for Standardisation (ISO) ISO 10303-239 (2005) Industrial automation systems and integration Product data representation and exchange Part 239: Application protocol: Product life cycle support Geneva, Switzerland: International Organisation for Standardisation (ISO) ISO 10303-24 (2001) Industrial automation systems and integration – Product data representation and exchange – Part 24: C language binding of standard data access interface Geneva, Switzerland: International Organisation for Standardisation (ISO) ISO 10303-27 (2000) Industrial automation systems and integration – Product data representation and exchange – Part 27: Java programming language Nhóm - 31 HỌC PHẦN CAD/CAM/CNC GVGD: TS TRẦN VŨ MINH binding to the standard data access interface with Internet/Intranet extensions Geneva, Switzerland: International Organisation for Standardisation (ISO) ISO 10303-28 (2007) Industrial automation systems and integration – Product data representation and exchange – Part 28: XML representations of EXPRESS schemas and data, using XML schemas Geneva, Switzerland: International Organisation for Standardisation (ISO) ISO/PAS 26183 (2006) SASIG Product data quality guidelines for the global automotive industry Geneva, Switzerland: International Organisation for Standardisation (ISO) Kemmerer, S J (Eds.) (1999) STEP – Grand experience Gaithersburg US: Department of Commerce, U.S Nooruddin, F., & Turk, G (2003) Simplifcation and repair of polygonal models using volumetric techniques IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 9(2), 191-205 PDES (Product Data Exchange Specifcation) (2007) 5300 International Blvd N Charleston, SC 29418 USA.: PDES, Inc Retrieved July 28, 2007, from http://pdesinc.aticorp.org/ PDM Implementers Forum (2002) Usage Guide for the STEP PDM Schema, V1.2, Release 4.3 January 2002 Smith, G L (2002) Utilisation of STEP AP 210 at the Boeing Company Computer-Aided Design, 34, 1055-1062 Verband der Automobilindustrie (2002) DVA Recommendation 4955/3: Scope and Quality of CAD/CAM Data, German Assoc Automotive Industry (VDA), Frankfurt, Germany Vergeest , J S M., & Horváth, I (2001) Where Interoperability Ends Proceedings of the 2001 Computers and Information in Engineering Conference (DETC’01) (Paper No CIE- 21233) New York: ASME XML (Extensible Markup Language) (2007) Wide Wide Web Consortium MIT/CSAIL, USA Retrieved July 28, 2007, from www.w3.org Yau, H T., Kuo, C C., & Yeh, C H (2003) Extension of surface reconstruction algorithm to the global stitching and repairing of STL models Computer-Aided Design, 35, 477-486 Nhóm - 32 ... trọng Ta ý tới việc trao đổi liệu tiêu chuẩn cho hệ thống CAD 3-D Từ định dạng liệu CAD có nhiều việc phải làm với hạt nhân điều chỉnh cấu trúc liệu định dạng liệu CAD, số hạt nhân CAD phổ biến bàn... nhằm hỗ trợ trao đổi liệu, chia sẻ liệu lưu trữ liệu Đối với liệu trao đổi, STEP xác định dạng liệu sản phẩm chuyển cặp ứng dụng Mỗi ứng dụng có riêng liệu sản phẩm mẫu ưa thích Dữ liệu phù hợp... Kết trao đổi thử nghiệm hứa hẹn, cho thấy cải thiện thực phương thức trao đổi liệu trước cố gắng Một tập hợp vấn đề thú vị phát sinh từ trao đổi liệu quản lý hợp Khả trao đổi thơng tin STEP số tiêu