IGS與Step的格式比較
( Z+ b0 W9 L& F一、通過國際標準的中間格式: 6 Y/ W* a2 [7 c( N
1 、初始圖形交換規范IGES 初始圖形交換規范(IGES:Initial Graphics Exchange Specification)是美國國家標準局和工業界于1975年共同制定并實施的。CATIA V5提供的IGES接口(IGI:CATIA IGES Interface)可以幫助多個CAD/CAM系統并存的制造企業通過IGES中性數據格式進行數據交換。該實用程序支持IGES V5.3版本,并具有IGES元素名字和CATIA V5幾何元素標識之間的名字匹配管理功能,能夠處理3D線架元素、曲面和剪載曲面元素、等距偏置曲線、表皮和表皮邊界、二次曲線和顏色。轉換完成后,同時產生一個HTML格式轉換報告。設計人員可以在兩個完全不同的系統之間直接進行可靠的雙向數據交換,也可以自動存取IGES文件。 1 O, ^' \" w6 K4 g
2、產品模型數據交換標準STEP 1983年12月,國際標準化組織所屬技術委員會TC184(工業自動化系統技術委員會)下的“產品模型數據外部表示”(External Representation of Product Model Data)分委會SC4所制定的國際統一CAD數據交換標準:產品模型數據交換標準(STEP:Standard for the Exchange of Product Model Data),到1994年已完成了其中12個分號標準。CATIA V5配備的STEP核心接口(STI:CATIA SETP Core Interface)能自動識別STEP文件類型,支持幾何體和裝配結構,并能夠輸入、輸出拓撲關系(如實體、殼體類零件)。允許設計人員交互式地以STEP AP203和STEP AP214數據格式讀寫數據。 7 C$ {7 ^$ l# s% d
3、兩種標準的比較 初始圖形交換規范(IGES)是一套美國國家標準,它使得圖形和基本的幾何數據可以在繪圖和造型系統之間交換。然而,幾何交換僅僅是數據交換的一部分,產品數據涵蓋許多圖形和幾何以外的東西。因此,急需一種不依賴于任何系統的機制,它能夠描述產品整個生命周期內的產品數據?;谏鲜鲂枨?,開發了產品模型數據交換的標準(STEP),用于產品數據交換和共享的國際標準。
: E7 M, `" M" n# g* _. B3 t 相對而言,IGES在幾何數據的處理方面取得了很大的成就。熟悉IGES的用戶亦逐漸轉換到STEP標準。在幾何方面STEP不遜色于IGES,并且在其它方面提供了更加廣泛的應用,由此可知,從IGES轉移到STEP是一個明智的選擇。GM公司的STEP轉換中心(General Motors STEP Translation Center)對IGES和STEP在曲面交換方面進行了一項重大研究,調查結果如下。6 U7 t y* C ~8 {, \
在美國,GM公司的STEP轉換中心主要從事以下IGES和STEP曲面交換:
. K: J( u* y# E: G: g' i# A● UG到CATIA
5 _; @% W8 b& {/ K! U% U● CATIA到UG
1 }4 i5 i. w7 L● UG到Pro/ENGINEER
! H6 U5 U a8 `● Pro/ENGINEER到UG
1 O8 J$ d& U/ L/ ]* R 他們對STEP商用產品和IGES商用產品作了比較。首先對一些零件進行了測試,以驗證沒有曲面偏差(控制頂點數組、曲線測量、個別曲面分析)。如下頁圖1所示,使用相同的零件比較STEP/IGES兩種方法的處理流程。# k2 h) @1 |* b2 X# u5 r
GM公司的STEP轉換中心使用商用STEP和IGES產品共進行了43次測試。對于任何一個產品都沒有進行調整。本次研究主要集中在曲面的個數、未成功的曲面、整個曲面面積和文件大小上。* A2 y, G( c( m, X; b) \
● 從UG到CATIA的11次交換,采用STEP的成功率為99%,而采用IGES的成功率只有69%(從UG到CATIA的轉換使得文件變大是一個題);
. b3 M7 f9 l5 _, T$ }6 q, ]) d● 對于從CATIA到UG的9次交換,采用STEP的成功率為99%,而采用IGES的成功率僅有66%;
( b0 M! W1 r) ]● UG到Pro/ENGINEER的轉換使得文件變大是一個問題,但是采用STEP轉換后的文件遠比采用IGES轉換的文件要?。?; $ s; S" V* H( o1 M, Q; b, w
● 從Pro/ENGINEER到UG的12次交換,采用STEP的成功率為100%,而采用IGES的成功率只有98%(文件的大小不是問題)。
- A9 J8 n1 h) A4 T: H* y5 p 主管曲面和線框數據測試的汽車行業行動小組(AIAG)負責從事較早的IGES/STEP對比測試。該測試涉及到UG、Pro/E、CATIA和CADDS5等幾個CAD系統的最新商用版本,AIAG使用文件大小、面(face)的個數、曲面的個數和曲面面積作為測試依據。他們共進行了61次數據交換的測試,其中37次交換后的曲面面積是可度量的。在大約60%的實例中,STEP 提供更好的交換機制;有8%的實例,STEP和IGES提供相同的結果;32%的實例,IGES比STEP交換的效果要好一些。平均地講,IGES轉換后的文件更大一些??偟膩碚f,AIAG檢驗過的STEP實施效果要優于相應的IGES實施。 2 z- y* k; k2 k+ ]( Q
由GM公司的STEP轉換中心和AIAG倡導的對比測試,說明了在線框和曲面方面STEP功能強大,匹配并超過了IGES的功能。采用STEP進行數據交換的公司可以,
. G$ t$ {: f+ d; \' U7 W( M7 D* F● 控制不同的產品版本并且管理所作的更改 # m$ i) ]# r+ @ p
● 共享跨行業和跨產品生命周期的信息 ) S+ Y6 B9 R9 W' A4 W- W+ x3 D1 E
● 交換實體模型和裝配結構
8 l A P) ]6 w* n+ i3 ]● 更好地利用共享數據庫 O: I( ]) w- H
● 將產品幾何與產品結構集成起來* x& G' }9 n) d1 I6 G/ B9 W
從早期的IGES實施和應用中,STEP吸取了許多經驗教訓,STEP正在成為全球產品數據交換的使能器。
& s+ G+ p% |: | S 在歐洲使用STEP進行生產的主要目的是轉換數字模型(Digital Mockup)實體的需求。在應用STEP進行生產的公司中,采用STEP進行實體轉換的占78%,另有12%進行實體裝配的交換。在德國,ProSTEP為VDA(德國汽車產品協會)完成了IGES、VDA-FS和STEP AP214關于曲面模型轉換的對比測試。六個CAD系統參加了測試,測試結果如下:
8 H; y% n5 s* Z# F( E" `● 99.8%的曲面模型可以成功地采用STEP進行轉換
, j6 e- E+ J7 r: b9 c' ~6 \# a● 99.5%可以成功地采用VDA-FS進行轉換
7 P% Y- F* H2 ^* R● 92.6%可以成功地采用IGES進行轉換
, H8 @: h' l5 q5 G9 l 結果表明,對于曲面模型的轉換,VDA-FS比IGES的效果要好。就文件大小而言, VDA-FS 格式創建的文件要比IGES和STEP文件大許多;STEP文件比IGES文件稍微小一點,而IGES文件比接受系統的本地格式文件小一些。由于VDA-FS文件非常大,所以其處理時間也比IGES和STEP要長。STEP的前置處理時間比IGES稍微短一些,而IGES的后置處理時間稍微短一些。總的來說,STEP和IGES的文件大小和處理時間基本相當,這些性能指標都遠遠好于VDA-FS。在德國進行的測試表明,如今STEP已經有能力替代VDA-FS。因此,歐寶(Opel)公司向其供應商宣布,希望供應商們今后采用STEP代替VDA-FS作為中性文件進行數據交換。許多供應商都紛紛表示,自己已經計劃采用STEP。對于曲面模型的轉換,STEP將是首選。
7 | [3 p4 Y5 W1 R 日本的V-CALS工作組包括JAMA (日本汽車制造協會)、JAPIA(日本汽車配件行業協會)和IT經銷商三個主要機構,他們從1996年5月到1998年3月互相協同工作,以支持STEP標準的AP214的開發工作。他們還進行各種活動以促進STEP的實際應用。作為工作組的活動之一,包括20多個實例的數據交換測試在豐田、尼桑、馬茲達、三菱、雅馬哈、譽出和Denso等公司內部的CAD系統上進行。這些系統主要處理線框和曲面模型,開發的轉換器主要針對AP203的曲面和線框模型數據。目前,全面驗證和測試的結果表明, 對于IGES文件達到90%的成功率,對于STEP文件達到95%的成功率。同時,測試結果還表明,采用STEP 的轉換時間和轉換文件大小與采用IGES的效果基本相當。2 \- y3 d: o0 ^2 A- p0 K4 t/ ?
在澳大利亞,盡管汽車行業聯盟會(FCAI)和汽車產品制造商聯盟(FAPM)的測試受到一定的限制,他們還是取得了相近的成就。參與測試的有GM Holden集團的兩個汽車設計所和兩個部件供應商。使用的CAD系統包括ALIAS、CATIA、CV-CADDS5、IDEAS、Pro/E和UG。對測試例子的研究表明,與IGES相比,STEP轉換器產生的實體模型和曲面模型效果要好一些,并且處理時間更短。大多數的轉換過程是針對AP203的,還有一些是針對AP214的。另外,將會有一系列更多的測試計劃在今年底進行。這些測試還將擴展到工具和模具制造商處進行,他們那里使用的是價格相對較便宜的CAD/CAM系統,包括AutoCAD。
; D' n- N7 D& ?" i6 ? 綜上所述,STEP不僅僅在幾何方面不遜色于IGES,而且還解決了IGES在圖形和幾何以外等許多方面所欠缺的東西。因此,圍繞STEP進行的產品數據交換,受到了越來越多的歡迎,并且STEP在其它方面提供了更加廣泛的應用,這使得熟悉IGES的用戶亦逐漸轉換到STEP上來。由此可知,從IGES轉移到STEP是一個明智的選擇,STEP正在成為全球產品數據交換的使能器。
% @) K# `0 @1 X) J; f4 B |