ГОСТ Р ИСО 10303-59-2012 Системы автоматизации производства их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 59. Интегрированный обобщенный ресурс. Качество данных о форме изделия

Введение

Стандарты комплекса ИСО 10303 распространяются на компьютерное представление информации об изделиях и обмен данными об изделиях. Их целью является обеспечение нейтрального механизма, способного описывать изделия на всем протяжении их жизненного цикла. Этот механизм применим не только для обмена нейтральными файлами, но является также основой для реализации и совместного доступа к базам данных об изделиях и организации архивирования.

Настоящий стандарт входит в серию объединенных ресурсов. В нем описаны следующие схемы:

- product_data_quality_definition_schema;
     
     - product_data_quality_criteria_schema;
     
     - product_data_quality_inspection_result_schema;
     
     - shape_data_quality_criteria_schema;
     
     - shape_data_quality_inspection_result_schema.

Перед тем как перейти к подробному рассмотрению вопроса о качестве данных об изделии, необходимо напомнить, что качество изделия (физического объекта), качество модели изделия и качество данных об изделии - разные понятия. Если обратиться к термину "качество", определенному в ИСО 9000, то "качество изделия" - это "мера того, в какой степени изделие удовлетворяет требованиям, предъявляемым к внешнему виду, функциональным возможностям и характеристикам изделия". В стандартах комплекса ИСО 10303 дано достаточно полное определение понятия "модель изделия", но в настоящее время в стандартах данного комплекса содержится очень мало положений о том, что такое "качество модели изделия". Только информацию о допусках, связанных с моделью изделия, можно считать информацией, относящейся к качеству модели изделия. Данные модели изделия - это представление (концептуальной) модели изделия, использующее конечное число значащих цифр. Естественно, что при этом возникают проблемы с точностью чисел. Незначительные несоответствия между геометрическими объектами, между топологическими объектами и в отношениях между геометрическими и топологическими объектами для решения производственных задач могут оказаться неприемлемыми. Все данные модели изделия создаются с помощью некоторой CAD-системы, при этом хорошо известно, что способы представления чисел и получаемая точность зависят от того, какая CAD-система используется. В настоящем стандарте данные модели изделия рассматриваются с точки зрения их ошибочности или непригодности.

В других стандартах ИСО, в которых содержатся положения о качестве изделий, включая спецификацию, верификацию и процессы усовершенствования, отсутствует информация о качестве данных об изделии. В настоящее время в стандартах комплекса ИСО 10303 определения, относящиеся к качеству данных об изделии, ограничены численной точностью модели изделия в целом. Положение о более подробной спецификации представления качества данных об изделии, в особенности - данных о трехмерной форме изделия, будет способствовать обмену данными с гарантированным (достоверным) качеством и снижению количества доработок по приведению передаваемых данных в такое состояние, в котором они могут использоваться в принимающей системе.

Настоящий стандарт содержит спецификации пяти взаимосвязанных схем, как это показано на рисунке 1. В первой из схем, а именно - схеме определения качества данных об изделии (product_data_quality_definition_schema), содержатся определения высокоуровневых элементов данных для управления такой информацией о качестве данных об изделии, как связь этой информации с теми данными об изделии, для которых выполнялась проверка.

     
Рисунок 1 - Диаграмма полной структуры модели в нотации EXPRESS-G

Примечание - Числа, заключенные на рисунке 1 в треугольники, обозначают внутренние ссылки в пределах рисунка. Это не соответствует стандартному стилю EXPRESS-G и используется для того, чтобы избежать появления сложных, длинных линий связи. Подобная нотация используется также на рисунках G.2 и G.3.

Во второй схеме критериев качества данных об изделии (product_data_quality_criteria_schema) данные об изделии рассматриваются в обобщенном виде, и в этой схеме специфицировано то, как представляются критерии качества и требования к измерению качества. В третьей схеме результатов проверки качества данных об изделии (product_data_quality_inspection_result_schema) данные об изделии также рассматриваются в обобщенном виде, и в этой схеме специфицировано то, как представляются результаты проверки качества. Спецификации, данные во второй и третьей схемах, являются достаточно обобщенными, поэтому в будущем они могут быть применены к качеству различных типов данных об изделии, отличающихся от данных о форме изделия.

Две схемы, схема критериев качества данных о форме (shape_data_quality_criteria_schema) и схема результатов проверки качества данных о форме (shape_data_quality_inspection_result_schema), являются уточнениями схемы критериев качества данных об изделии и схемы результатов проверки качества данных об изделии соответственно. В настоящем стандарте модель качества данных о форме изделия строится на основе классификации встречающихся на практике несоответствий, включая ошибочные данные, несоответствующие данные или другие причины, препятствующие успешному обмену данными. В основном они возникают вследствие непригодного численного представления лежащей в основе математической модели. Классификация основывается на таксономии известных проблем, вызванных низким качеством данных о форме изделия. Главными проблемами являются "ошибочные данные" и "несоответствующие данные". Согласно классификации проблемы делятся на связанные с геометрическими объектами, с топологическими объектами, с соотношениями геометрических и топологических объектов и с геометрической моделью.

Рассматриваемое в настоящем стандарте представление данных о форме изделия ограничено данными, соответствующими ИСО 10303-42, хотя в последующих изданиях настоящего стандарта оно может быть расширено с тем, чтобы охватить другие представления, включая внутреннее представление CAD-систем.

Для каждого критерия даны соответствующие требования к его измерению. Требования к измерению содержат текстовое описание того, как критерий должен измеряться, и могут включать дополнительные атрибуты и правила для управления проверкой и тем, какой элемент или элементы должны проверяться. Алгоритм этого процесса измерения не предоставляется. Предполагается, что разработчик программы контроля качества данных об изделии разработает свой алгоритм измерения, который будет удовлетворять специфицированным требованиям к измерению.

Примечание - Алгоритмы измерения не входят в область применения настоящего стандарта, поскольку разработка алгоритмов является предметом конкуренции между разработчиками программных приложений и не может быть регламентирована международным стандартом.

Для численной оценки качества данных о форме играют роль предельные значения, которые определяются пользователем на основе прикладных протоколов, в которых содержатся определения формы. Расширение прикладных протоколов, приведенных в ИСО 10303-203 [1] и ИСО 10303-214 [2], с тем чтобы с их помощью была возможна передача информации о качестве данных, или разработка новых прикладных протоколов, в которых рассматриваются вопросы качества данных о форме, могут быть облегчены путем использования процедур, предложенных в [3]. Примером типичного предельного значения является предельно допустимое расстояние при оценке зазора между лежащей в основе грани поверхности и кривыми, ограничивающими используемый участок поверхности. Это предельно допустимое расстояние подразумевает, что если наибольшее расстояние между поверхностью и кривыми больше или равно заданному наименьшему значению, зазор считается нарушением качества. Соответствующие предельные значения зависят от многих факторов, таких как размер изделия, конструктивные требования, чувствительность систем моделирования к неточностям числового представления и т.д. Следовательно, предельные значения должны тщательно определяться на основе соглашения между участниками при выполнении конкретной работы.

В схеме результатов проверки качества данных о форме (shape_data_quality_inspection_result_schema) предоставляются средства для представления результатов проверки качества конкретных данных о форме изделия относительно заданных критериев качества. Результат проверки должен показать, содержат или нет проверенные данные о форме изделия дефекты качества. Также результаты проверки могут содержать подробную информацию о том, какой именно дефект качества присутствует, насколько серьезен дефект и в каком элементе формы обнаружена проблема. Предполагается, что эта информация будет полезна для процесса исправления ("лечения") качества и эффективного взаимодействия между процессом проверки качества и процессом исправления данных о форме изделия.     

Выбор типов данных из числа изображенных на рисунке 1, для которых будут создаваться экземпляры, зависит от сценария использования информации о качестве. Рассмотрим пять предполагаемых сценариев использования настоящего стандарта.

1) Обеспечение требований к качеству. Фирма-заказчик может потребовать от фирмы, принимающей заказ, создания данных об изделии, удовлетворяющих предписанным требованиям к качеству. Например: исключение бесконечно малых геометрических объектов, имеющих размеры меньше заданного допуска; исключение избыточных геометрических объектов, не вносящих вклад в представление формы изделия, и т.д. При данном сценарии необходим очень ограниченный набор информации из числа обозначенной на рисунке 1, а именно - соответствующие критерии и относящиеся к ним предельные значения. Информация может передаваться вместе с подробным заказом.

2) Формирование декларации качества. Создатель данных об изделии может использовать информацию о качестве для того, чтобы явно декларировать уровень качества, которому удовлетворяет его модель. В зависимости от метода конструирования и используемой CAD-системы можно однозначно декларировать качество данных об изделии без какой-либо проверки. Требуемой для этого сценария информацией являются критерии выбора и предельные значения, по которым модель проверяется на отсутствие дефектов качества. Информация о качестве может передаваться вместе с соответствующими данными модели изделия.

3) Обеспечение гарантии качества. Организация, гарантирующая качество, может использовать информацию о качестве для представления результатов проверки качества данных конкретной модели изделия. Данный сценарий требует записи проверенных критериев качества вместе с использовавшимися предельными значениями, задействованными требованиями к качеству и полученными результатами проверки. Могут добавляться также использовавшиеся значения точности. Эта информация передается вместе с соответствующими данными модели изделия.

4) Информация о качестве для использования в процессе повышения качества. Если при проверке качества выявлен дефект качества, то потребуются действия для улучшения состояния критических данных. Для этой цели должна быть предоставлена информация о природе и о серьезности всех дефектов качества. Следовательно, при данном сценарии потребуется подробный отчет о результатах проверки с указанием экземпляров геометрических объектов. Эта информация передается вместе с соответствующими данными модели изделия.

5) Долгосрочное архивирование данных об изделии. Желательно, чтобы вместе с данными об изделии архивировались подробные записи о качестве данных модели изделия. Требования к данным в этом случае сходны с требованиями, предъявляемыми в сценарии обеспечения гарантии качества.

Рисунки, показывающие требуемую при данных сценариях информацию, представлены в приложении G.

Следующие схемы являются составными частями настоящего стандарта:

product_data_quality_definition_schema - определение элементов данных высокого уровня, используемых для управления информацией о качестве данных об изделии;

product_data_quality_criteria_schema - обобщенные спецификации для представления спецификаций критериев качества, требований к измерению качества и оценки качества данных об изделии;

product_data_quality_inspection_result_schema - обобщенные спецификации для представления результатов проверки качества конкретных данных об изделии;

shape_data_quality_criteria_schema - представление критериев качества данных о форме вместе с соответствующими требованиями к измерению, предельными величинами для обоснования наличия или отсутствия дефектов качества и спецификациями оценки для данных о форме изделия;