GB/T 16656.55-2010 工业自动化系统与集成 产品数据表达与交换 第55部分：集成通用资源：过程与混合表达

ICS25．040．40

L67

囝雪

中华人民共和国国家标准

16656．55—2011

GB／TO／ISO

工业自动化系统与集成产品数据表达

与交换第55部分：集成通用资源：过程

与混合表达

Industrialautomationanddataand

systems

integration--Product

and

resource：Procedural

exchange--Part55：Integratedgenerichybrid

representation

(ISO

10303—55：2005，IDT)

201201

1-01-14发布

宰瞀鹞鬻瓣訾糌瞥翼发布中国国家标准化管理委员会仅19

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4800

GB／T16656．55—2010／,so

前言

GB／T16656{工业自动化系统与集成产品数据表达与交换》是一项由多个部分组成的标准，各部

分单独出版。GB／T16656的所属各部分又组成多个子系列，即：

——第1部分至第19部分规定了描述方法；

——第20部分至第29部分规定了实现方法；

——第30部分至第39部分规定了一致性测试方法与框架；

——第40部分至第59部分规定了集成通用资源；

——第100部分至第199部分规定了集成应用资源；

——第200部分至第299部分规定了应用协议；

——第300部分至第399部分规定了抽象测试套件；

——第400部分至第499部分规定了应用模块；

——第500部分至第599部分规定了应用解释构造；

——第1000部分至第1999部分规定了应用模块。

GB／T16656《工业自动化系统与集成产品数据表达与交换》现已发布和即将发布的包括以下

部分：

——第1部分：概述与基本原理；

——第11部分：描述方法：EXPRESS语言参考手册；

——第21部分：实现方法：交换文件结构的纯正文编码；

——第28部分：实现方法：EXPRESS模式与数据的XML表达(使用XML模式)；

——第31部分：一致性测试方法论与框架：基本概念；

——第32部分：一致性测试方法论与框架：对测试实验室与客户的要求；

——第34部分：一致性测试方法论与框架：应用协议实现的抽象测试方法；

——第41部分：集成通用资源：产品描述与支持原理；

——第42部分：集成通用资源：几何与拓扑表达；

——第43部分：集成通用资源：表达结构；

——第44部分：集成通用资源：产品结构配置；

——第45部分：集成通用资源：材料；

——第46部分：集成通用资源：可视化显示；

——第47部分：集成通用资源：形状变化公差；

——第49部分：集成通用资源：工艺过程结构和特性；

——第51部分：集成通用资源：数学表达；

——第54部分；集成通用资源：分类和集合论；

——第55部分：集成通用资源：过程与混合表达；

——第56部分：集成通用资源：状态；

——第101部分：集成应用资源：绘图；

——第105部分：集成应用资源：运动学；

——第201部分：应用协议：显式绘图；

——第202部分：应用协议：相关绘图；

——第203部分：应用协议：配置控制设计；

Ⅲ

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GB／T16656．55—2010ILsO10303-5512005

引言

GB／T16656(Is0

10303)是一个计算机可解释的用于产品信息表达和产品数据交换的技术标准。

其目的是对产品全生命周期提供一种独立于任何特定系统、能够描述产品数据的中性机制。其描述功

能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。

本部分内容属于集成通用资源系列。

本部分主要包括：

——过程模型模式；

——过程形状模型模式。

16656

模型可按构造它们的操作来定义，本部分为这些模型的表达提供了一种通用机制。GB／T

其他部分定义了一些实体数据类型表达这种构造操作，它们被解释为构造符。过程模型有便于编辑的

优点，通过简单的改变构造操作变量的参数值便能实现。该类模型体现“设计意图”信息，意味着对于它

们的修改应符合最初创建时强制的构建参数模式，并且应遵守包含特殊构造操作的任何约束。因此一

个过程模型转移到一个接收系统时附带了模型在转移后被编辑时怎样表现的信息。

然而，在包含(以它们的抽象形式)很少或根本没有显式的真实表现操作序列结果的信息方面，过程

模型同样有其弱点。这些事实使它们不适合于作为依靠使用显式几何信息的许多工程过程自动化的基

础，例如数控加工或检测。

通过使用由一个“过程或构造历史”类型的初级表达和一个二级直接表达组成的双重表达的建模方

法，工程用途系统在模型方法方面取得普遍优势。其他GB／T16656资源为显式表达提供所需元素。

本部分不仅规定过程表达所用资源，同样提供通过使这样一种模式与其相应的显式对应相联合的一种

双重模型能力。

本部分内容的最初重点是允许过程与混合类型(一个混合表达基本上是一种过程表达，同时也包含

一些显式元素)cAD形状表达的捕获与交换。然而，对于过程表达的任何类型或混合模型的转移，本部

16656．42

分所提供的这种能力具有普遍适用性，不论其是几何的或非几何的。在该形状模型中，GB／T

是对应显式表达的主要资源。

由于过程表达本身是参数化的，因此它们可以通过改变输入构造程序变量值而被编辑。但这就要

求系统操作员具有一定的对原构造方法原理的理解水平。在编写本部分的时候，还不知道有哪一种方

法可以自动地获取模型构造过程中的设计原理信息。因此本部分规定了描述性条款，假设过程表达由

原设计者提供。

强调设计意图与设计原理的区别是有用的。设计意图在构建参数模式中被获取，它是模型构造过

程中强加于模型的约束，因此它管理一个模型以何种方式被编辑。另一方面，设计原理关注一个特定配

置或构造过程被采用的原因，以及设计意图的内在逻辑。

交换过程表达、混合表达与双重表达的工业方面的动机起因于模型转移后在接收系统中编辑

ISO

10303显式模型所遇到的困难。如果像过去那样，只有一个显式模型被转移，那么在发送系统的双

重模型中的过程部分所体现的设计意图在传输过程中将遗失。其后果就是被接收的模型在极其重要的

方面是不完整的，进行编辑也是困难或不可能的。

参考文献的E6]、ET]、[8]和[9]为本部分提供了进一步的背景资料。

本部分的两种模式的内容如下所示：

procedural—model—schema：过程与混合模型表达、设计原理获取的基本结构。

procedural—shape_modeLschema：上述几何模型的具体实例模式的限定。

V

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ISO16656．4116656．4116656．4216656．4216656．4216656．4310303—108

16656．55—2010／lsO

GB／T

geomerfic_model

虻12e1118．

图1本部分的模式(方框内)和其他资源的模式之间关系的模式级图

Ⅶ

GB／T16656．55—2010／IS0

工业自动化系统与集成产品数据表达

与交换第55部分：集成通用资源：过程

与混合表达

1范围

GB／T16656的本部分规定了过程或构造历史类型模型表达的资源构造，这些资源构造按构造它

们所用操作序列定义。本部分没有规定操作自身的表达。本部分提供的机制可使用GB／T16656其他

部分定义的实体数据类型(见4．2．5)。

本部分适用于：

——生成任何类型的显式表达或模型的构造操作序列的规定；

——构造序列的层次结构；

——表达混合模型的构造序列中的显式定义元素的嵌入方式；

——用于表达representation_item实例的构造操作，GB／T

item的用法；

——过程模型与显式“当前结果”模型组成的双重表达的定义，后者作为前者所定义模型的参数族

的典型实例；

——设计原理信息与过程模型的结合；

——过程模型中，通过交互的方式从发送系统中的模型可视化显示中选择的显式元素的标识；

——过程模型中，为了简化模型的目的而可被抑制的某些构造操作的标识；

——形状模型过程表达的上述能力的特化；

本部分不适用于：

——在生成其过程序列细节基础上的，任何用于显式模型元素的“永久命名”机制；

16656．11

定义了这些用于局部和全局规则的结构，但并没有提供类似工具允许在过程模型使用条件

运算。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过GB／T16656的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文

件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成

协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本

部分。

16262．i--

GB／T16262．1信息技术抽象语法记法一(AsN．1)第1部分：基本记法规范(GB／T

8824-1：2002，IDT)

2006，ISO／IEC

16656．II

GB／T工业自动化系统与集成产品数据表达与交换第11部分：描述方法：

16656．11

EXPRESS语言参考手册(GB／T2010，IsO10303—11：1994，IDT)

GB／T

16656．41—2010，IsO10303—41：2005，IDT)

品描述与支持原理(GB／T

GB／T

16656．42--2010，ISOi0303—42：2003，IDT)

何与拓扑表达(GB／T

1

10303-55：2005

GB／T16656．55—2010／Iso

GB／T

16656．432008，ISO10303—43：2000，IDT)

达结构(GB／T

ISO

10303—1工业自动化系统与集成产品数据表达与交换第1部分：概述与基本原理

ISO

式几何产品模型的参数和约束

3术语、定义和缩略语

3．1ISO

10303-1中定义的术语

ISO

10303—1中确立的下列术语和定义适用于本部分。

——应用application；

context；

——应用相关环境application

——应用协议applicationprotocol(AP)；

——装配件assembly；

——组件component；

——数据交换data

exchange；

——交换结构exchangestructure；

method；

——实现方法implementation

resource(IR)；

——集成资源integrated

——产品product；

data；

——产品数据product

——结构structure。

3．216656．11中定义的术语

GB／T

GBIT16656．11中确立的下列术语和定义适用于本部分。

——实体entityI

data

——实体数据类型entitytype；

——实体(数据类型)实例entity(datatype)instance；

——实例instance；

——值value。

3．3GB／T16656．42中定义的术语

GB／T16656．42中确立的下列术语和定义适用于本部分。

solid

representationmodel(B-rep)；

——边界表达实体模型(B-rep)boundary

solid

——构造实体几何(CSG)constructivegeometry(CSG)；

——坐标空间coordinatespace；

——维数dimensionality；

——模型空间model

space。

3．4GB／T16656．43中定义的术语

GB／T16656．43中确立的下列术语和定义适用于本部分。

——表达相关环境contextofrepresentatio“；

of

——表达元素elementrepresentation；

——建立founded；

——表达representation。

ISO

3．510303-108中定义的术语

／SO10303—108中确立的下列术语和定义适用于本部分。

注：在ISO10303—108中规定的能力同本部分中规定的非常接近。因此，这些术语与它们的定义的相似之处就是

理解本文件的关键。

2

GB／T16655．55—2010／iso

——约束constraint；

solution；

一一约束解决constraint

result；

——当前结果current

当前值currentvalue；

constraint；

——声明约束declarative

model；

——声明模型declarative

intent；

——设计意图design

一一元素element；

model；

一定值模型evaluated

constraint；

——显式约束explicit

model；

——显式模型explicit

——特征feature；

model；

——造型模型generative

model；

——基于历史的模型history—based

model；

——混合模型hybrid

constraint；

——隐式约束implicit

模型参数modelparameter；

constraint；

一一过程约束procedural

model；

——过程模型procedural

——草图sketch；

一model；

未定值模型unevaluated

——变化variational。

3．6其他术语与定义

下列术语和定义适用于本部分。

3．6．1

rationale

设计原理design

用于构造设计的内在逻辑方法论。

3．6．2

model

双重模型deal

一个过程或混合表达与一个显式表达的结合体，第二个代表第一个定义的模型参数类的一个例子。

3．7缩略语

以下缩略词适用于本部分。

Protoc01)

AP：应用协议(Application

B-REP：边界表达(Boundaryrepresentation)

Aided

Design)

cAD：计算机辅助设计(Computer

Solid

CSG：构造实体几何(ConstructiveGeometry)

Resource)

IR：集成资源(Integrated

4过程模式

EXPRESS描述：

3

10303-55：2005

GB／T16656．55—2010／[so

*)

SCBEMA

procedural．．model．．schema

REFERENCEFROM16656．41

support—resource—schema——GB／T

FROM

REFERENCE16656．43

(item—irLcontext，

representation，

representation_item，

representationitem—relationship，

representation_relationship，

using_representation)；

REFERENCEFROM

variational—representation_schema

(variational—representation)；

(*

注1：以上引用的模式可以在GB／T16656的下列部分中找到：

GB／T16656．41

support_resource_schema

GB／T16656．43

representation_schema

ISO10303—108

variationaLrepresentation_schema

注2：该模式的图形表达见附录D的图D．1，

4．1引言

结果而被显式创建出来的元素的表达或模型形成对比。

示例：GB／T

体表达，这个边界把实体的内部和外部分离开来。虽然这类表达不包括形状如何被创建的信息，但无论怎样清晰地使用

在它的产生方式上提供另一种表达方法。

4．2基本概念和设定

本模式提供以下表达方法：

——任何类型的模型或表达所生成的构造操作序列的规定；

——构造序列的层次结构；

——在用于混合模型表达的构造序列中嵌入显式定义元素；

——用于表达representationitem实例的构造操作，GB／T

item的用法；

——过程模型与显式“当前结果”模型组成的双重表达的定义，后者作为前者所定义模型的参数族

的典型实例；

——设计原理信息与过程模型的关联；

——过程模型中，通过交互的方式从发送系统中的模型可视化显示中选择的显式元素的标识；

——过程模型中，为了简化模型的目的而抑制的某些构造操作的标识。

本部分初衷是为CAD系统产生的几何形状的过程与混合模型表达提供方法。基于这个原因，在

该模式的描述内容里所列举的事例关注的都是CAD建模。但是，本模式提供的资源构造是在表达、交

换与共享任何应用的过程定义和混合模型的通用模式。附录E的E．1给出了过程建模的非几何应用

4

16656．55—20IO／LsO

GB／T

的例子。

4．2．1过程模型

过程模型在其创建操作过程中被表达。基于这个原因，它同样经常被称为一个构造历史模型。一

个纯粹的过程模型由一些操作显式定义，因此，执行这些操作时，所生成显式模型的大部分特定要素都

不可能在这一模型中引用。

示例：一个带有半径R和高H的圆柱实体的形状模型可通过包括两步操作的过程模型产生：

a)创建一个带半径R的圆形区域；

b)在垂直于该四形区域的方向上，拉伸出距离H。

通过执行这些操作，生成的圆柱体有两个圆形边。第一个边对应由第一个操作创建的圆形区域的

边界，但直到执行了第一个操作，该圆形边才会显式存在。第二个边只有通过第二个操作的执行才会产

生。这两种操作表达了圆柱体的形状，但通过它们自身均不能提供单独的几何或拓扑元素的引用方法。

在数据交换环境中，被转换的过程模型只规定操作，从它生成显式模型是转换以后在接收系统中发生

的。这个过程称为定值；它的输入是未定值的过程模型，输出的是定值显式模型。一个过程模型本质上

是参数化的。它的许多构造操作变量都包含数值。模型中的参数变量可以通过简单的改变这些参数的

值而实现。为了看到这些变化对其相应显式模型中的影响，有必要在修改的构造历史基础上对其进行

再定值。

quence(见4．3．3)。

4．2．2混合模型

混合模型是显式元素与构造操作的结合体。

示例：CAD系统中一个普通的构造过程使用一个显式定义的平面草图或轮廓。它由几何元素和拓扑元素(曲线、

点、边、顶点)组成，在曲线元素之间可能发生平行、垂直或相切等几何约束。构造过程通常认为是一个扫掠操作。草图

在空间移动扫成一个体，并且，按照显式元素上的操作可定义该体。因此它的表达属于混合类型。各等级的扫掠曲面与

体在GB／T16656．42中定义。

混合形状模型的交换中，被交换的显式元素通常是建在较低级别元素之上的数据结构，这些元素必

10303—108)在内的变化

须同模型一起传送以完全指定它。这就可能包括诸如模型参数与约束(见ISO

sequence的实例。

4．2．3显式选定元素

过程或混合模型交换中，为了达到标识选定元素的目的，使用显式模型元素是很方便的，这些元素

标识可从显示在发送系统屏幕上的已定值显式模型中选定出来。

示例：假定系统是一个CAD系统，考虑如下情况：一个由直线段组成的L形区域的封闭二维草图。该操作将产生一

个带有已定义阶梯形特征的块体。这一对象具有一凹形边，即，阶梯的内边。假定现在需要在凹形边上倒圆角。那么，

以下就是产生所需形状的可能操作序列：

a)线性扫掠草图(构造操作)；

b)从屏幕中选择被倒圆的边(选择操作)；

c)倒圆(构造操作)。

问题是在由以上操作序列定义的混合模型中如何表达选择操作。选定的边不在目前模型中；在该

模型被定值前它将不会出现，因为它是由草图中的一个顶点的运动而扫成的。解决方法就是显式地从

发送系统中传送边(它将从该系统的二级定值模型中被选择)。之后，当模型在接收系统重新生成时，显

式边信息可以用来决定哪条边将被倒圆角。在那个系统中的活动将会是：

a)执行扫掠操作生成L模块。通过该操作，被倒圆角的边将在接收系统的显式模型中被创建；

b)对比显式传送选定边与所有最新创建的L模块边，直到找到一个匹配。匹配边是被倒圆角

的边；

5

10303-55：2005

GB／T16656．55—2010ils0

c)在被标识的边上倒圆角。

前面条款所描述的在混合模型中的显式模型元素与在这里讨论的这类显式选定元素存在重要的语

义区别：

——显式模型元素；(见4．2．2)。它用于将一元素从发送系统直接传送到接收系统，在接收系统中

以前是不存在该元素的。

——显式选定元素：(如本条所释)。在接收系统中，它用于已经在系统中生成元素的标识；在发送

系统中，它用于对应指定的显式元素的标识。

元素表达一些其他元素。在形状建模相关环境中使用间接选择的例子在4．3．6中给出。

4．2．4双重模型

如引言所述，大多数cAD系统生成的不仅有过程模型，还有二级显式模型。二级显式模型在用户

与建模系统之间的交互中起着非常重要的作用。显式模型显示于屏幕之上，它所提供的视觉反馈能验

证建模操作的结果。显式模型同样允许来自屏幕的建模元素选择作为进一步建模过程的基础。

10303靠前的部分已对这些类型以及相关类型的显式模型的表达与

数据类型是manifold_solid_brep)。ISO

交换进行了阐释。本部分增加了CAD过程表达与其他种类模型的表达与交换的基本机制。

注2：在大多数CAD系统中，二级模型的存在是哲时的，也就意味着当一级模型发生变化以及考虑到这个变化产

生一个新的显式模型时，它将被丢弃。

另外，模型的显式形式可用于计算目的。

示例1：如果模型是一个几何模型，当确定一条边曲线是由两个曲面相交所定义的这类事情时，其显式形式是有

必要的。如前所述，一级(过程)模型不包括计算这些类型的所需显式元素。

一级模型与二级模型之间相互影响的重要性要求一种双重模型表达，一种在过程或混合表达与其他

tionship在本部分中被定义。设定一个双重模型的两种组件总是相一致的替代模型或相同物理实体表达。

本部分内容建立在进一步假设基础之上：一个系统间交换的过程模型应附带一个显式模型，在这种情况

下，被交换的是一个双重模型。其基本目的是在接收系统中使由传送过程模型的定值所重构的显式模

型与存在于发送系统中的显式模型能够进行比较。这将能够检测任何发生在交换过程中的严重错误。

同样的，在一定情况下，模棱两可的情况可以出现在一个混合模型的重构过程中，并且有可能在接收系

统中通过引用双重模型中的显式组件解决这些模棱两可的情况，并通过发送系统中的模型创建者显示

其选择。

示例2：一种CAD模型的表达可能包含一个对应多解方程的非线性约束集，在这种情况下，显式模型显示由原设

计者作出的解决方案选择。

如4．2．1所释，一个过程或混合模型本质上是参数化的，一个双重模