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舰船研制中基于STEP的数据模型集成系统设计

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Ｋｅ ｒ ｓ ｗ ｒｈ ｐ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ； Ｔ Ｐ； ｒｄ ｃ ａａ ｍｏ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ： ａ ｓ ｉ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ Ｓ Ｅ ｐ ｏ ｕ ｔｄ ｔ ｄ ｌ
０ 引 言
舰船总体 概念 研 制 中最难 解 决 的 问题 之 一 就 是 不 同学 科领域 及不 同功 能 子 系统 都 有 各 自的信 息 表
估 。不 同领域 的信 息 特 征 以不 同 的仿 真 试 验 进 行
评 估 ， 以不 同的 数据 模型 表达 。为了将 这几 个方 面 且
都是 在本领域 独 自向前 发展 的 ， 型本 身 的表示并 没 模 有考 虑到可 能 的多领 域 、 多用 户 之 间 的信 息 交互 ， 使 得总体 概念研 制 中的信 息 集 成 比较 困难 。从 系统 的 观点 来看 ， 要一 种跨 学 科 的 、 致 的信 息 表示 方 式 需 一
来促 进多学科 领域 设计 信息 的交 互 … 。
的特征信 息集 成 在一起 ， 必要 建立 一种 集成 的 数据 有 模型， 这种 模 型 应 能 直 接 服 务 于舰 船 系 统 的 采 办 过 程 ， 成性 能 、 集 设计 、 析 、 真及 费用 评估 。 分 仿
体 系。
关键 词 ： 舰 船研 制 ；Ｔ Ｐ 产品数 据模 型 ＳＥ ；
中图分 类号 ： Ｕ ６ ６２
文献标 识 码 ： Ａ
Ｉ ｅ ｒ ｔ ｄ ｄ ｔ ｏ ｅ ｙ ｔ ｍ ｅ ｉ ｎ ｂ ｓ ｄ ｏ ｎｔ ｇ ａ ｅ ａ ａ ｍ ｄ ｌｓ ｓ ｅ ｄ ｓｇ ａ ｅ ｎ ＳＴＥＰ ｎ ｔ ｅ ｗａ ｓ ｉ ｅ ｅ ｏ ｉ ｈ ｒ ｈ ｐ ｄ ｖ ｌ ｐｍｅ ｔ ｎ
示方 式 。一般 说来 ， 同学 科 领 域 的 信息 表 示 方 式 ， 不
关 注的是 军方 提 出的 系统性 能要 求 ， 然后 根据 这些性 能 要求 ， 入 系统研 制 阶段 ， 进 最后 ， 将舰 船 系统 放入 作
战仿 真 环 境 ， 其 战 斗 性 能 通 过 仿 真 试 验 进 行 评 对
Ｃ ｅ Ｆ ＮＧ Ｂ ｉ ｉ 源自 ｕ ．ｕ ＡＩＷ ｉ， Ｅ ａ． ， ＩＪ ｎ ｈ ａ ｔ ｗｅ
（ ． ｃ ｏｌ ｆ ｒｎｐ ｒ ｔ ｎ Ｗｕ ａ ｎｖｒ ｔ ｏ ｅｈ ｏ ｇ ， ｈ ｎ ４ ０ ６ ， ｈｎ ； Ｉ Ｓ ｈｏ ｏ ａｓｏｔ ｉ ， ｈｎＵ ｉ ｓｙ ｆ ｃ ｎｌ ｙ Ｗｕ ａ ３ ０ ３ Ｃ ｉａ Ｔ ａｏ ｅ ｉ Ｔ ｏ
费用 评估 的数据模 型。采用 以 Ｓ Ｅ Ｔ Ｐ标准为基础 的数据模 型技 术来解决 舰船研 制 中不 同应用 之 间的数据 交换 ， 分析
了数 据 模 型集 成 中 的核 心 处 理 模 块 与 基 本 功 能 模 块 ， 建 了 由应 用 接 口层 、 心 层 、 据 存 取 层 组 成 的 数 据 模 型 集 成 构 核 数
２ Ｃ ｉａＳ ｉｂ ｉ ｉｇｉｆｒ ｔ ｎＲ ｓａｃ ｅ ｔ ， ｅ ｉｇ１０ ８ ， ｈｎ ） ． ｈｎ ｈｐ ｕｌ ｎ ｏｍａ ｏ ｅｅ ｒ Ｃ ｎｅ Ｂ ｉ ｎ ０ ０ ５ Ｃ ｉａ ｄ ｎ ｉ ｈ ｒ ｇ
Ａｂｓｒ ｃ Ｉ ｈ ｏ ｅ ｓ ｏ ｒｈ ｐ ｄ ｖ ｌｐｍｅ ｔａ ｄ ｔ ｄ １ｉ ｅ ｄ ｄ ｆ ｒｔ ｅ ｒ ｑ ｉｅ ｎ ｆａ ． ｔ ａ ｔ： ｎ ｔ ｅ ｐｒｃ ｓ ｆｗａ ｓ ｉ ｅ ｅ ｏ ｎ ａａ ｍｏ ｅ ｓ ｎ ｅ ｅ ｏ ｈ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔｏ ｃ
舰船研制中基于 ＳＥ Ｔ Ｐ的数据模型集成 系统设 计
蔡 薇 冯佰威 李俊 华。 ， ， ，
（ ． 汉理 工大 学 交通 学院 ， 北 武 汉 ４ ０ ６ ； ． Ｉ武 湖 ３０ ３ ２ 中国船 舶信 息 中心 ， 京 １ ０ ８ ） 北 ００５
摘 要 ： 舰船研制过程中需要建立一种能直接服务于舰船系统的采办过程并能集成性能、 、 设计 分析、 仿真及
ｂ ｓ ｄ Ｓ Ｅ ｄ ｐ ｅ ｏ ｒ ｓ ｌｅ ｔ ｅ ｄ ｔ ｘ ｈ ｎ ｅ ｏ ｉ ｅｅ ｔ ｐ ｌ ａｉ ｎ ｉ ｒ ｈ ｐ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ． ｈ ｏ ｅ ａ ｅ Ｔ Ｐ ｉ ａ ｏ ｔ ｄ ｔ ｅ ｏｖ ｈ ａａ ｅ ｃ ａ ｇ ｆ ｆ ｒ ｎ ｐ ｉ ｔ ｎ ｗａ ｓ ｉ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔ Ｔ ｅ ｃ ｒ ｓ ｄｆ ａ ｃ ｏ
ｔｅ ｔ ｎ ｄ ｌ ｎ ａ ｉ ｕ ｃｉ ｎ ｍｏ ｕ ｅｈ ｖ ｅ ｎ ａ ａｙ ｅ ． ｎ ｅ ｒ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｆｄ ｔ ｏ ｅ ｏ ｉ． ｒ ａｍｅ ｔｍｏ ｕ ｅ ａ ｄ ｂ ｓｃ ｆ ｎ ｔｏ ｄ ｌ ａ ｅｂ ｅ ｎ ｌｚ ｄ Ａｎ ｉ ｔ ｇ ａｉ ｎ ｓ ｓｅ ｏ ａａ ｍ ｄ ｌｃ ｎｓｓ ｔ ｄ ｏ ｐ ｌｃ ｔ ｎ ａ ｃ ｓ ａ ｅ ， ｏ ｅ ｌｙ ｒａ ｄ ｄ ｔ ｔ ｒ ｇ ａ ｅ ｓ ｓ ｔｕ ． ｅ ｆａ ｐ ｉ ａｉ ｃ ｅ ｓ ｌｙ ｒ ｃ ｒ ａ ｅ ｎ ａａ ｓｏ ａ ｅ ｌｙ ｒｉ ｅ ｐ ｏ
ｑ ｓｔｏ ｎ ｈｅｉ ｔ ｇ ａｉｎ ｏ ｅ ｏ ａ ｃ ｄ ｓｇ ａ ａｙ ｉ ｎ ｏ ｔａ ｓ ｓｍｅ ｔ Ａ ａａ ｍ ｏ ｅ ｉ ｇ ｔｃ ｎ ｑ ｅ ｕｉｉｉｎ ａ ｄ ｔ ｎ ｅ ｒ ｔｏ ｆｐ ｒ ｒ ｎ ｅ， ｅ ｉｎ， ｎ ｌ ｓｓ ａ ｄ ｃ ｓ ｓ ｅ ｓ ｎ ． ｄ ｔ ｄ ｌｎ ｅ ｈ ｉ ｕ ｆ ｍ
维普资讯
第２ ８卷第 １期
２０ ０ ６年 ２月
文 章 编 号 ：６２— ６ ９ ２ ０ ） ｌ一 ０ ９— ３ １７ ７ ４ （０ ６ ０ ０ １ ０
舰
船
科
学
技
术
Ｖｏ ． ８，Ｎｏ． １２ １ Ｆｅ ．，２ ６ ｂ ００
Ｓ Ｐ Ｓ ＥＮＣＥ ＨＩ ＣＩ ＡＮＤ ＴＥＣＨ ＮＯＬＯＧＹ

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集成环境下的基于STEP的PDM产品数据建模

集成环境下的基于STEP的PDM产品数据建模

Ｄｏｉ１ ３ ６ ／ ．ｓ ｎ． ０ ９ １ ４ ２ １ ． ７ Ｏ ： ９ ９ Ｊ ｉｓ １ ０ －０ ． ０ ０ ． ４ ０． ３ ０
０ 引言
产 品数 据 管 理 （ ＤＭ ）是 一 门管 理 所 有 与 Ｐ
产 品 相关 的信 息 （ 括 产 品设 计 文件 、零 件 特 征 包
统 一 描 述 方 式 ， 采 用这 种 模 式 能 实 现 企 业 内 和企
业 间 集成 环 境下 的产 品信 息 共 享 。本 文利 用 Ｓ Ｅ Ｔ Ｐ Ｐ ＤＭ ｃ ｅ 构 建 产 品信 息 模型 ，包 括产 品 、产 品 Ｓ ｈ ｍａ
版 本 和 产 品 关 系 等 主要 模 型 ，为 集 成 环境 下 产 品 全生 命 周期 的信 息共享 与管理 提 供 了技 术基 础 。
通 过 交 换 双 方 都 能 识 别 的数 据 实 现 产 品信 息 的 共 享 ，这 种 方 式 在 实现 企 业 间文 档 信 息 共 享 中 存 在
较 大 的 局 限 性 。现 代 企 业 的 发 展 要 求 Ｐ ＤＭ 系统
面 对 的 是 各种 不 同 的应 用 系统 ，它 不 仅 要 同 本企 业 内Ｃ 、Ｅ 系统 实 现 产 品信 息共 享 ，而 且 下的基于Ｓ Ｅ 的Ｐ Ｍ产 品数据建模 ＴＰ Ｄ
Ｐｒ ｏｄｕｃｔｄａｔ ｏｄｅｌｎ ａｍ ｉ ｇ ｂａｓ ＥＰ ｎ ｉ ｅｇｒ ｅｄ ｅｎｖ ｒ ｅｄ ｏｎ ＳＴ ｉ ｎｔ ａｔ ｉｏｎｍ ｅｎｔ
魏 群 ，段 国林 ，周 桂霞 。
息 ） ，所 有 这 些 产 品 相关 信 息都 必 须 基 于 产 品 的 组 成 结构来 进行组 织 和管理 。 企 业级 的Ｐ ＤＭ 系 统 在 集 成 内部 各 种 计 算 机 应用 系统 的过 程 中 ， 大 部分 采 用 “ 对 点 ”的 集 点
基于STEP标准的PKPM数据接口实现

基于STEP标准的PKPM数据接口实现

基于STEP标准的PKPM数据接口实现刘瑞华1，刁波1，张汉义2，顾伟平21 北京航空航天大学土木工程系，北京 (100083)2中国建筑科学研究院，北京（100013)E-mail：ruihualiu_1208@摘 要：简要介绍STEP标准及其钢结构应用协议AP230的内容，在分析基于STEP标准中性文件的数据交换一般思路基础上，实现了在VC++环境下利用已有开发平台和自主开发平台从STEP到PKPM 的数据转换和PKPM数据到STEP标准中性文件的输出。

最后总结了在具体实现过程中所遇到的一些难题及解决办法。

关键词：STEP，数据交换与共享，PKPM，钢结构，AP230STEP标准是国际标准化组织制定的描述整个产品生命周期内产品信息的标准，其正式名称是ISO 10303。

它提供了一种不依赖于具体应用系统的中性机制，旨在实现产品数据的交换与共享。

这种描述的性质使得它不仅适合于交换文件，也适合于作为执行和分享产品数据库和存档的基础。

发达国家已经把STEP标准推向了工业应用。

它的应用显著降低了产品生命周期内的信息交换成本，提高了产品研发效率，成为制造业进行国际合作、参与国际竞争的重要基础标准, 是保持企业竞争力的重要工具。

对于已开发软件，实现对STEP的支持是获得这些优势的条件，所以，目前，很多国外软件均实现了对STEP AP230的支持。

如ETABS，SAP2000，3D+，Frameworks，SDS/2等，但是STEP标准在国内建筑业的研究应用相对较少[1][2]，尤其是钢结构建筑，尚属空白。

中国建筑科学研究院是国内第一家研究并在钢结构中应用STEP标准的单位，实现了STEP标准与其自主开发的结构分析软件PKPM关于钢结构的数据交换接口。

1 STEP标准及其钢结构应用协议AP2301.1 STEP的内容STEP标准并非仅有一项，而是由多个部分组成，包括以下六个方面的内容：①描述方法；②集成资源；③应用协议；④实现方法；⑤一致性测试；⑥抽象测试套件。

基于STEP-NC的圆柱凸轮集成化数控系统

基于STEP-NC的圆柱凸轮集成化数控系统

后， 首先 经 Ｓ Ｅ — Ｃ程 序 解 释 器 进 行 解 释 ， 取 出 零 件 Ｔ ＰＮ 提
的几何信息 、加工工步信息 、工艺参数信息和刀具信息 等； 然后 由刀具路径生成模块生成刀轨数据文件 ， 并由后 续的仿真模块进行加工仿真和校验。
Ｐｏ ｒ Ｅ软 件 不 但 具 有 三 ／
维造型功能 ， 还能 自动生成 刀具路径和数控程序 ， 并能
实 现模 拟 加工 等 功 能。可 利
用 Ｐ ｏＥ， 对 圆 柱 凸 轮 的 ｒ／
Ｓ Ｅ — Ｃ中型文 件进行模 Ｔ ＰＮ
拟仿真加工 ， 如图 ３ 生成圆 ，
柱 凸 轮 Ｓ Ｅ — Ｃ数 控 加工 程序 的刀具 路 径轨 迹 。 Ｔ ＰＮ 最 后 通 过 Ｃ Ｃ控 制 器 将 校 验 后 的 刀 轨 数 据 转 化 为 Ｎ
能支持 Ａ ０ 文件格式 的输出。 Ｐ２ ３ 如图 ２ 由 Ｐｏ ， ｒ Ｅ软件生 ／
具、 切削用量 等 ） 出实时的修改 ， 做 并将修改后的数控程
序 反 馈 给 上 游 的 设 计 部 门 。 因 此 ， Ａ 和 Ｃ Ｃ借 助 ＣＭ Ｎ
文件转换接 口，产生圆
Ｓ Ｅ — Ｃ数控 程序就可 以实现系统 间的信 息交换和共 Ｔ ＰＮ 柱 凸 轮 零 件 的 Ａ ０ 享 。基 于 Ｓ Ｅ — Ｃ 的 集 成 化 数 控 系统 ，实 现 了 Ｃ Ｄ Ｐ ２３ Ｔ ＰＮ Ａ ／ 文件 。Ａ ０ Ｐ２ ３文件 主要 Ｃ Ｐ Ａ Ａ ．Ｃ Ｍ和 Ｃ Ｃ之间的无缝连接 ， Ｎ 完成 了加工制造和 包 含 的 是 零 件 的 几 何 和 设计规划之间数据信息 的双向交流 。 ］ 拓 扑 信 息 ，而 这 些 低 层 ３ 结 语 次的信息远不 能满足 Ｃ Ｐ Ａ Ｐ系统的需求 。 集成化数控系统是数控技术发展 的方向 ，它采用标 Ａ ２ Ｐ２ ４文件则是一个面 向工艺设计 的 、 用来描述单 准的数据格式 Ｓ Ｅ － Ｃ文件的方法 ， ＴＰＮ 实现 了 Ｃ ＤＣ Ｐ Ａ ／Ａ Ｗ 个机械加工零件各种制造信息的标准协议 。 Ｔ Ｐ２ ４ Ｓ Ｅ ２ 文 Ｃ Ｍ Ｃ Ｃ系统的双 向无缝连接和集成 。 Ａ ／Ｎ 圆柱凸轮集成化 件将特征信息加入到 Ｓ Ｅ Ｔ Ｐ文件 中， 它不但包含零件 的几 数控 系统 ，是 Ｓ Ｅ — Ｃ技术在现代制造系统 中的应用 ， Ｔ ＰＮ 何 和拓 扑 信息 ， 包 含 了公 差 、 面 粗糙 度 、 征定 义 、 还 表 特 材 它 不但 改善 了圆柱 凸 轮 的制 造 品质 ， 高 了效 率 ， 于提 提 对 料和管理等高层次的信息 。在美 国 Ｓ Ｅ — Ｏ Ｌ ］ Ｔ Ｐ Ｔ Ｏ Ｓ公司 升现代数控技术 ， 全面提高 自动化制造水平 ， 也有一定的 提 供 的 Ｓ — ｅｅ ｐｒ 境 下 ，通 过 Ｒ Ｓ 接 口类 函 数 理 论 和现 实 意义 。 Ｔ Ｄ ｖｌ ｅ 环 ｏ ＯＥ ｕｅ ｅｉ （ ｓＤ ｓ ｎ ）将 Ｃ Ｄ系统输 出 的 Ａ ０ ｇ Ａ Ｐ２ ３文件 转换 成 Ｓ Ｅ 对象 ，以便于 Ｒ Ｓ ＴＰ Ｏ Ｅ库 函数提取该文件 中的信息 ，
基于STEP-NC的开放式CNC系统研究

基于STEP-NC的开放式CNC系统研究

基于STEP-NC的开放式CNC系统研究STEP-NC（STEP Numerical Control）是一种基于ISO 10303标准的CNC（Computer Numerical Control）编程系统。

它通过采用开放式的标准化软件平台，实现了CNC系统的开放性和互操作性，为制造业提供了更加灵活和高效的生产方法。

传统的CNC系统使用G代码进行编程，但由于G代码的编写需要专门的知识和技能，且缺乏灵活性和可扩展性，限制了CNC系统的发展。

而STEP-NC通过将设计数据和制造过程信息进行统一的数据模型化，实现了从CAD（Computer-Aided Design）数据到CNC控制器的无缝集成。

与传统的G代码相比，STEP-NC提供了更加直观和易于理解的机床控制指令。

使用STEP-NC编程，可以直接从CAD模型中提取加工特征，并将其转化为机床控制指令。

这种直接从CAD模型生成加工指令的方式，不仅减少了编程的复杂性，还提高了编程的效率和精确度。

STEP-NC还支持在加工过程中实时控制和监测，可以通过传感器获取加工过程的实时数据，并将其反馈给CNC控制器，实现加工参数的自动调整和优化。

这种实时控制和监测的能力，使得CNC系统可以根据实际加工情况进行自适应控制，提高了加工的稳定性和质量。

STEP-NC还可实现CNC系统之间的互操作性。

不同厂家的CNC系统可以通过STEP-NC 进行数据交换和协作，实现机床和工序之间的无缝集成。

这种互操作性使得制造企业能够灵活地选择不同供应商的机床和CNC系统，同时还能够在不同的CNC系统之间共享和重复利用制造数据，提高了生产效率和资源利用率。

基于STEP-NC的开放式CNC系统已经在许多国家的制造业中得到了广泛的应用。

德国的工业4.0倡议提出了使用开放式标准和平台的智能制造解决方案，而STEP-NC正是这种解决方案的重要组成部分。

在中国，STEP-NC也已经得到了广泛的研究和应用，但在实际生产中的应用还存在一些挑战，例如CNC系统的兼容性问题和人员培训问题等。