CAD标准化

h_jinliang

在CAD应用工程实施过程中，国家科技部和国家质量技术监督局都非常重视CAD标准化工作，在“八五”期间组织我国有关单位制订了适用于我国的指导性文件《CAD通用技术规范》，并且在国家“九五”科技攻关项目中把《CAD通用技术规范》制订成国家标准GB/T17304。该项目还开展了CAD标准体系的研究，其成果收入了《CAD通用技术规范》国家标准的附录A。
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本部分以《CAD通用技术规范》为主线，主要介绍CAD技术标准化的内容，CAD软件开发和企业的CAD技术应用应该采用的标准。主要包括：CAD通用技术规范、CAD开发和应用标准化、CAD制图标准、CAD数据交换标准、CAD标准件标准、CAD文件管理和光盘存档标准、CAD一致性测试等内容。
3 U, y; G- u0 lCAD通用技术规范
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国家标准GB/T17304-1998 CAD通用技术规范（以下简称《规范》）是在“八五”期间编制的《CAD通用技术规范》指导性文件（又称白皮书）的基础上制定的。该指导性文件的主要内容是CAD领域的关标准的技术说明而《规范》的内容没有技术说明，主要是针对CAD标准化所做的规范性条文。标准中规定了CAD通用技术的标准化内容，标准的实施和技术应用应该采用的标准。该标准是CAD技术工作和CAD标准化工作应该遵守的标准。

% ?7 j& k3 E* M- C; J《规范》的主要内容分以下三个方面：CAD软件开发、企业产品设计的CAD技术应用和CAD致性测试。这主要是因为在这三个领域的标准化内容是不完全相同的。而且即便划相同的标准，对于不同的领域来说，人们所关心的程度和范围往往也是不一样的。比如说，同样是数据交换标准，CAD软件开发人员在开发数据交换接口的时候就需要反标准的每一个细节都要弄清楚原则是对于企业的CAD设计应用的人来说，只需要大致了解标闪的内容和用途，并能够正确指导CAD软件采购，以及在设计时能够正确的使用，就足够了。
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对于CAD技术的不同领域，《规范》一般都给出具体化的标准。有时在同一领域中有多个给出两个标准STEP标准和IGES标准，但特别指出了在允许选用两者之一的情况下，《规范》推荐STEP标准。
6 A$ L6 l9 v' z. q" G; ACAD开发和应用标准化

CAD软件开发和企业的CAD技术应用应遵守的标准主要包括以下几类标准：计算机图形标准：CAD技术制图标准；产品数据技术标准；CAD文件管理和光盘存档标准；其他标准相关标准。

/ ~; s' V% W6 G& r' x这是所说的其他标准是指在CAD技术领域中不能包括在上面前4项中的标准。其他包括：术语标准和CAD系统汉字标准。相关标准是指CAD技术领域之外的但是与CAD技术相关的标准，基中包括软件质量标准和信息分类编码标准。

) c3 h4 r& `0 k0 Q( b8 d8 G8 T  J/ \在CAD软件开发项目前项时，开发者应该同时确定该项目需要符合的标准，包括所开发的软件本身应该符合的技术标准，以及在软件开发时为确保软件质量而应该遵守的标准。这就是说，在CAD软件主初步设计和详细设计的文件中应该包括软件本身在技术方面应遵守的标准和标准的具体实施方案，并且还要包括确保软件开发质量所应该遵守的标准。

企业的CAD技术应用应该重点考虑的标准是以下几个方面：产品设计、不同系统之间进行数据交换、文件管理和归档、CAD软件采购。企业在有些情况下不用弄清楚每个标准的细节，但是一定要明确软件应符合哪些标准。
CAD制图标准化

纸面上制图标准是工程技术领域重要标准，影响非常大，被被誉为是工程技术人员为表达设计思想而进行技术交流的统一语言。但是，在CAD技术广泛推广应用以后就出现了一些新的问题，原来的技术制图标准在新的情况下一步能完全适用，有些需要进行适当的修改和调整，而且还需要增加适当的新内容。如线宽的规定，一些简化画法的规定图层的规定以及颜色规定，等等。所以CAD技术制图标准的制定是为了解决设计人员在用CAD系统进行设计时产生和一此新的问题。CAD辅助制图过程中有很多功能应该是CAD系统提供的，这就对软件开发商提出了在开发CAD软件的时候要符合CAD技术制图标准的要求。

/ D# M4 \5 l9 i2 B8 gCAD系统的开发应确保系统提供的制图功能符合相关专业的技术制图标准和图形符号标准，而且还应该符合我国针对计算机环境下的工程制图制定发布的CAD技术制图标准。当原来的手工制图标准的内容与这里所列出的CAD技术制图标准的内容不一致时，应该以CAD技术制图标准为准。企业的CAD设计人员也应该注意同样的问题。
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4 }3 G' H8 ~; J: U我国的CAD制图标准主要参照国际标准化组织ISO/TC10和IEC/TC3的标准制定的。我国对应ISO/TC10的标准化技术委员会是CSQBTS/TC146，对应IEC/TC3的是CSBQTS/TC27。
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& l- r* a7 t' I( }% R  f+ WCAD技术制图通用标准包括GB/TXXXX CAD工程制图规则（正在制定）。与各行业有关的具体CAD制图标准包括：GB/T14665-1993机械制图用计算机信息交换制图规则：GB/TXXXXX 房屋建筑CAD 制图统一规则（正在制定）：GB/T XXXXX CAD电气制图的一般规则（正在制定）。
CAD数据交换

. v9 m5 ]% y3 }3 h在CAD数据交换领域目前我国有两个标准可以选用，一个是IGESS标准，另一个是STEP标准，这主要是基于整个国际的标准化情况和工业的应用情况所决定的。但是由于IGES标准的局限性，国际标准化组织制定的STEP标准当前在国际制造业的影响力越来越大。为了弥补 IGES 标准的不足STEP 标准针对不同的应用领域制定了不同的“应用协议”。当前STEP标准还在发展之中，所以它还未能把IGES标准完全取代。如果在CAD技术应用中可以选用这两个标准的任何一个的情况下，我国推荐选用STEP标准。
IGES标准

IGES标准是我国在90年代初参照美国标准制定的，标准号是GB/T14213。由于美国对于该标准已经进行了多次修订，目前我国的GB/T14213 已经落后。所以，我国标准化主管部门现在正在组织有关单位对该标准进行修订。

5 x: C0 n# T7 b) e( `IGES标准是在CAD领域应用最广泛，也是最成熟的标准。几乎在市场上所有CAD软件都提供IGES接口。它的特点是数据格式相对简单，如果使用IGES接口进行数据交换所得到结果发现有问题时，用户对结果进行修补较为容易。但是IGES标准有其固有的缺陷，这主要是因为制造业的数据在不同领域中的多样性和复杂性造成的。它不可能适应所有的情况。国际标准化组织制定STEP标准就是为了解决这一问题。
+ @) I# C6 c# m# `( M" o) K0 oSTEP标准

STEP标准 ISO 10303 产品数据的表达与交换是由国际标准化组织ISO/TCT84/SC4 工业数据分技术委员会制定的。该标准的体系较为庞大，我国正在逐渐的把它转化为我国国家标准，标准号是GB/T 16656。STEP 标准是解决制造业当前产品数据共享的重要标准，随着制造业信息技术应用的深化和发展，必然要把产品数据的交换和共享提到非常重要的位置。
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STEP标准现在的基础部分已经很成熟。按照ISO/TC184/SC4秘书处的说法，由于在1994年国际标准化组织第一次发布了STEP标准的12个标准，其中包括了STEP标准的基本原理和两个重要的应用协议，所以在当时就已经到了CAD软件供应商能够按照STEP标准进行技术实施的时候了。到目前为止，国际市场上有实力的CAD系统几乎都配了STEP数据交换接口。

与IGES标准相比较，STEP标准有以下优点；它针对不同的领域制定了相应的应用协议，以解决IGES标准的适应面窄的问题。根据标准化组织正制定的STEP应用协议看，该标准所覆盖的领域除了包括目前已经成为正式的国际标准的二维工程图、三维配置控制设计以外，还将包括：一般机械设计和工艺、、电工电气、电子工程、造船、建筑、汽车制造、流程工厂等。
9 j7 d5 Q6 Y) J- g8 j0 L0 R电子设计自动化CAD描述语言标准
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电子行业的CAD领域现有电子设计自动化（EDA）描述语言标准如下：IEEE Std 1076-1993超高速集成电路硬件描述语言（VHDL 语言）；ANSI/EIA 618-1994电子设计交换格式（EDIF），版本300。
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超高速集成电路硬件描述语言标准VHDL是美国IEEE在1987年制定的美国工业标准，现在已经被很多国家所采用。EDIF标准则主要用于设计与制造系统的接口。对于电子设计自动化领域的CAD技术推荐采用这两描述语言标准。由于这两个标准的影响，国际标准化组织在制定STEP标准和PLIB标准的时候所有涉及电气和电子行业设计自动化的内容，都要与这两个标准相协调。
7 r7 H. Q1 ~/ y( ?% Y* t% [CAD标准件库
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DSO/TCT84/SC4中设有工作组WG2“零件库P-LIB”，负责制定与CAD标准件库有关的标准制定。CAD标准件库标准又叫做零件库标准。SC4工作组所制定的PLIB标准主要是ISO13584零件库。由于ISO13584标准的发展相对较晚，而德国标协DIN在CAD标准件库标准制定方面成熟的较早，并且在80年代后期就形成了较为完整的体系，所在目前我国的标准件库标准GB10091.1事物特性表 定义的原理和GB/T15049 CAD标准件文件编制总则 主要是参照德国标准制定的。这两项标准规定了标准件库的数据表达格式。其中GB/T15049重点规定了建立CAD标准件库需要的标准语法和语义。
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, D; ]. e8 \+ x另一个CAD标准件库几何编程接口标准GB/T 17645.31是参照国际标准ISO 13584.31制定的.该标准是为了使CAD标准件库与CAD系统之间的接口标准化。ISO 135984-31 在很大程度上吸收了德国标准DIN66304的技术内容，但是还应用STEP标准的EXPRESS描述方法。

目前市场上流行的标准件库的数据格式绝大部分都不完全符合标准，这种情况对于比较初级的CAD应用还是可以的。但是当零件信息成为制造信息的一个重要组成部分的时候，非标准格式的标准件库就会大大阻碍制造信息流的流通。降低制造业的生产效率。因此，开发CAD标准件库应该采用这里所指出的标准格式。

国际标准化组织正在制定的ISO13584系列标准近两年进展很快，而且受到了美国、日本、德国等发达国家的普遍重视。我国的标准化组织现在组织现在正在密切注视着该标准的进展情况，一旦它成为正式的国际标准，我国也应该采取相应的对策。
CAD文件管理

1 R. s* H1 @5 O$ E8 S: }企业采用CAD技术进行产品设计以后，如何对设计过程中的CAD电子文件进行管理就成了非常严重的问题。原有技术图纸的管理规定和标准已经不再适用，特别的产品数据管理（PDM）系统更需要新的标准。如果企业忽视这一问题，后果不堪设想。

我国正在制定的CAD文件管理标准共有十个分标准，对于当前CAD文件管理的一些问题作出了具体的规定。该标准共包括10个部分：总则、基本格式、编号原则、编制规则、基本程序、更改规则、签署规则、标准化审查、完整性、存储与维护。
% \& D' u) z6 zCAD光盘存档

0 F& c+ l1 a) j: D9 F7 }企业的信息技术应用对电子格式的技术应用对电子格式的技术文件存档提出新的要求，容量大的光盘是非常理想的介质。如果采用光盘存储CAD电子文件会大量节约空间，档案和管理和查询也会非常方便快捷。但是，采用光盘存档也会产生新的不安全因素，如光盘偶然损环问题，盘片的存放期限问题，光盘信息兼容性问题，纸介质存档向光盘存档的逐渐过渡问题，等等。在长期存档的情况下，还会有电子文件的读取浏览软件的更新问题。这会造成老版本的文件不能正确读出。为此，国家质量技术监督局会同国家档案局共同组纪念品制定了以下标准：
4 n+ D8 T* t5 i. |1 w* O$ ?GB/T17678.1-1999 CAD电子文件光盘存储、归档与档案管理要求 电子文件归档与档案管理
9 s# x! T4 F3 w! LGB/T17678.2-1999 CAD电子文件光盘存储、归档与档案管理要求 光盘信息组织结构。
GB/T17679-1999 CAD电子文件光盘存储归档的一致性测试
GB/T17678.1主要解决电子文件的归档与管理过程的问题,企业的CAD电子文件档案管理工作要遵守这一标准。光盘档案存储和管理系统的开发也要符合标准中规定的有关归档流程和管理方面的内容。
2 ^9 c+ b4 n, Y/ QGB/T17678.2主要解决光盘中存储信息的兼容性问题,光盘档案存储管理系统的开发要遵守这一标准,以保证写入光盘的信息在不同的光盘存档管理系统中都够读出。
GB/T17679主要解决CAD光盘存储系统是否符合标准的问题.按照该标准的要求,CAD光盘存储系统应该通过有关测试实验室的测试。
3 M. a# w# S* \+ F4 b0 ^  y0 a标准体系中的其他标准

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GB/T17304 CAD通用技术规范所指的“其他标准”的含义：这种标准是属于本领域（CAD领域）中的标准，与前面所叙述的CAD标准体系中的位置与CAD图形系统、CAD制图、产品数据技术标准等是平行的关系。CAD标准体系中的其他标准有两个部分：术语标准和CAD系统汉字标准。
2 W" |' w+ a/ t( K( n! Y6 iCAD术语标准

术语标准对于技术开发工作和标准化工作都非常重要，有统一的术语才能做到一起工作的人之间有共同语言，达到技术交流的目的。统一的术语可以使软件的界面对用户来说更加友好，更易于理解和操作。所以制定标准首先要统一术语。

# Y  x8 b$ E# z我国标准化组织现在制定的CAD标准有以下两个：GB5271.13-88数据处理词汇。13部分 计算机图形：GB/T 15751-1995技术产品文件 计算机辅助设计与制图 词汇。
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CAD领域中的所有标准都会有相应章节规定该每个标准各自要用到的标准术语。CAD软件开发人员、技术应用人员应该注意这些术语，并在工作中正确的应用。
* l4 v5 E+ ?+ a9 j; Y, a: R$ mCAD系统汉字标准
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- v* n  A  T; \- b% u: m  @CAD 系统所用的汉字内码标准就是信息技术的通用汉字内码标准，需要注意的是GB13000.1是最近几年发展起来的标准，相应的国际标准号是ISO 10646-1。该标准的目的是把所有国家的不同字符集都容纳在一个标准的编码体系当中。这就意法治着采用这个标准就可以使所有国家的信息系统都能够在同一个字符集平台上运行。这一标准已经得到SIO所的成员国的认同，现在软件公司都开始为今后向ISO10646过渡做准备。

0 m2 U% w. L; w  Y矢量汉字是曲线汉字的一种，原来大量用在微机CAD系统和工作站CAD系统中。后来由于个人计算机Windows操作系统以及相应的TrueType汉字的广泛应用，矢量汉字目前只有在工作站的CAD软件中和少量微机版CAD系统中应用。我国制定的矢量汉字标准有：GB/T13362系列标准和GB/T 13844~GB/T 13848系列标准。
6 p1 p+ P2 f# X! e& t$ ^注：TrueType汉字不是标准。
标准体系中的相关标准
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: b/ M& {6 y/ i1 M; q7 l" ^GB/T17304 CAD 通用技术规范中所指的“相关标准”的含义：这种标准不是CAD领域中制定的标准，但是要在CAD的技术实践中应用。所以相关标准在标准体系中的位置在是CAD标准体系这外，与CAD标准体系之间用虚线连接。CAD标准体系的相关标准包括两个部分；软件质量标准和信息分类编码标准。
6 [& `6 f6 Y9 P9 X; W3 S  {- @0 ~CAD技术应遵循的软件质量标准

CAD软件开发应该遵守我国的有关软件工程标准和质量保证标准，如下：GB/T 8566-1995 信息 软件生存期过程；GB 8567-88 计算机软件产品开发文件编制指南；GB9385-88 计算机软件需求说明编制指南；GB9386-88计算计软件测试文件编制规范：GB/T12504-90计算机软件质量保证计划规范：GB/T 12505-90 计算机软件配置管理计划规范：ISO 9001在软件开发、供应和维护中的使用指南。
7 S1 l$ w( x! N6 _$ G信息分类编码标准
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信息分类编码总是一直是困扰企业CAD技术应用一个重要问题。企业的图纸需要编码，标准件、外购件、非标件需要编码，等等。所有这此编码要在企业的CAD系统应用中存在，而且绝对不能发生混乱。特别是当企业需要对CAD技术文件进行管理，或企业要应用产品数据管理系统的时候，这个总是廉洁更加突出。由于企业内部是一个相对封闭的系统，所以企业内部的信息分类编码可以自成体系，即这种信息经编码可以是企业自己的标准。企业对外进行数据交换时要注意把内部的编码向有关的国爱标准转换。
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, C  P/ \. q/ g/ y信息分类编码的两个重要标准如下：GB/T 7408-94 数据元和交换格式 信息交换日期的时间表示法：GB 7027-86 信息分类编码的基本原则和方法。
CAD 一致性测试
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4 B2 l! O) U" i9 `* C一致性测试是当前在信息技术领域中发展起来的标准化内容。这主要是因为在市场经济的条件下，必须建立一个有效的机制，以促进软件开发和企业的应用遵守标准。这种机制采用的办法是对自称符合标准的产品或软件进行测试，以确认该产品或软件是否符合标准。结于测试结果发给有效的证明书，并定期发布测试结果，以达到宣扬符合标准的产品的效果，也使用户了解市场上的产品符合标准的情况，从而引导用户采购符合标准的软件。用这种办法促进企业了解标准，鼓励使用符合标准的软件，促使开发商遵循标准。
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一致性测试标准化目前在国际上逐渐成熟，在CAD领域中的一致性测试标准也在逐步完善。其中基本原理应该采用GB/T6656（STEP标准）的第31部分和第32部分。这两个标准主要叙述了一致性测试的基本原理和方法。
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/ [% e5 |8 C' b6 M$ V. B针对具体的技术标准所开发的软件（标准的实现）进行一致性测试应该根据该标准确定相庆的测试套件，然后按照测试套件确定的方法、步骤和判定准则进行测试。这项工作应该由有关的一致性测试实室来完成。
0 V! R  ]2 C% YCAD标准体系表

7 Q' E! P/ T/ U- N1 \编制CAD标准体系表是CAD标准化的一项重要工作，它可使得我们能够把握本领域标准化工作的全局，了解不同标准之间的关系。由于技术是不断发展的标准体系表也不应该是一成不变的。CAD标准体是一个开放的系统，它应该随着技术的发展而改变。
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CAD技术标准涉及若干技术领域，所以CAD标准体系表达的第二层标准由六个部分组成。编制CAD标准体系表的原则是采用GB/T 13016。下图列出标准体系表的最高层框图。详见GB/T17304 CAD通用技术规范国家标准的附录Ⅱ
由于技术的特殊性,CAD标准体系既包括面各计算机的信息技术的标准,也包括面向工程制图、产品定义和建模方面的标准。CAD技术在不断发展，CAD标准体系也不会是一成不变的。“开放”的概念是当前信息技术领域的重要概念，也是CAD技术标准化的重要概念。

标准化工作非常重要，特别是在信息技术领域，它为技术的发展提供标准化的保障和相对稳定的平台，在一些关键的领域它还对技术具有一定引导作用。标准化是技术向生产力转化的纽带。一项新技术的产业化过程，技术的每一步工程实施都要以标准为基础，标准成为企业在产品工发和制造过程中的有效保证。在制造业普及信息技术的今天，标准化更体现出它的重要地位。