Из ГОСТ Р 2.521-2021 Единая система конструкторской документации. Электронная конструкторская документация. Требования к форматам представления трехмерных геометрических моделей

ГОСТ Р 2.521–2021 Единая система конструкторской документации. Электронная конструкторская документация. Требования к форматам представления трехмерных геометрических моделей. Unified system for design documentation. Electronic design documentation. Requirements to 3D geometrical model formats. УДК 006.1:006.354 ОКС 35.240.01. Редакция от 19.02.2024.

1 Область применения ГОСТ Р 2.521-2021

Настоящий стандарт устанавливает требования к форматам представления трехмерных геометрических моделей (далее — 3D–модели), применяемым на стадиях разработки, производства и эксплуатации изделия. Настоящий стандарт распространяется на изделия машиностроения и приборостроения [из 1 Область применения ГОСТ Р 2.521–2021]

2 Нормативные ссылки ГОСТ Р 2.521-2021

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

  • ГОСТ 2.052 Единая система конструкторской документации. Электронная модель изделия. Общие положения
  • ГОСТ Р ИСО 10303–21 Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 21. Методы реализации. Кодирование открытым текстом структуры обмена
  • ГОСТ Р ИСО 10303–242 Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 242. Управляемое проектирование на основе модели 3D
  • ГОСТ Р 59189 Электронная конструкторская документация. Применение формата JT для представления структуры и геометрических моделей изделия

[из 2 Нормативные ссылки ГОСТ Р 2.521–2021]

3 Термины и определения ГОСТ Р 2.521-2021

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

Стандартизованный формат данных по ГОСТ Р 2.521-2021

Формат данных, спецификация которого признана как международный, государственный, отраслевой или корпоративный стандарт и который может быть распознан и обработан всеми автоматизированными системами, поддерживающими данный стандарт [из 3.3 ГОСТ Р 2.521–2021]

Унифицированный формат по ГОСТ Р 2.521-2021

Формат данных, формально не регламентированный документами по стандартизации, но имеющий широкое распространение и поддерживаемый разными видами автоматизированных систем, представленными на рынке [из 3.4 ГОСТ Р 2.521–2021]

Спецификация формата (файла, данных) по ГОСТ Р 2.521-2021

Документ, который точно, полностью и в поддающейся проверке форме определяет требования к структуре и алгоритму преобразования данных определенного формата, а также процедуры, позволяющие определить, были ли выполнены эти требования [из 3.5 ГОСТ Р 2.521–2021]

Граничное представление геометрии (в геометрической модели) по ГОСТ Р 2.521-2021

Метод представления геометрических данных с помощью математически точного аналитического описания вершин, ребер и граней, определяющих границы твердого тела [из 3.6 ГОСТ Р 2.521–2021]

Формат геометрической модели по ГОСТ Р 2.521-2021

Способ организации, кодирования, структурирования и обеспечения целостности геометрических данных.

Примечания

  1. Способ кодирования информации — способ обозначения геометрических объектов в модели при помощи текста или битовых последовательностей (текстовое представление, двоичное представление).
  2. Структура данных геометрической модели — совокупность используемых геометрических объектов (примитивов) и схема их взаимосвязей.

[из 3.9 ГОСТ Р 2.521–2021]

4 Общие положения ГОСТ Р 2.521-2021

4.2 3D–модель является одним из формализованных способов представления данных об изделии для решения различных задач на стадиях жизненного цикла изделия (разработки, производства, эксплуатации и т. д.).

К числу типовых задач, решаемых с использованием 3D–моделей, относятся:

[из 4.2 ГОСТ Р 2.521–2021]

4.3 Трехмерная модель содержит преимущественно геометрическую информацию, но также может включать в себя дополнительную информацию негеометрического характера: аннотации, пояснения и указания, сведения об атрибутах и свойствах изделия, сведения о самой 3D–модели [из 4.3 ГОСТ Р 2.521–2021]

4.4 Трехмерные модели разрабатывают с использованием системы автоматизированного проектирования (САПР) и сохраняют в оригинальном формате САПР. При необходимости передачи 3D–моделей организациям, использующим САПР, отличные от тех, в которых эти модели были разработаны, или для долгосрочного хранения такие модели могут быть преобразованы в другой оригинальный, унифицированный или стандартизованный формат. В ходе такого преобразования может быть изменен способ представления геометрии (например, из граничного представления — в фасетное). Результатом такого преобразования является производная 3D–модель.

Примечание — В ходе преобразования 3D–модели из одного формата представления в другой часть данных может быть потеряна из–за особенностей используемого формата. При этом производная 3D–модель перестает быть аутентичной по отношению к исходной 3D–модели и может рассматриваться как ее реплика.

[из 4.4 ГОСТ Р 2.521–2021]

4.5 Для преобразования 3D–моделей из оригинальных форматов в другие форматы используют специализированные программные средства, входящие в состав САПР или представляющие собой самостоятельные программные продукты третьих сторон (конвертеры).

Такие программные средства должны гарантировать корректность преобразования форматов (т. е. способность выполнить преобразование в соответствии с заданными требованиями).

Примечание — Программное средство преобразования форматов — программное средство, для которого при использовании методики тестирования и набора тестов, установленных документами по стандартизации, установлена и документально зафиксирована способность выполнять преобразование в соответствии с заданными правилами (с заданной точностью, без потери геометрической и негеометрической информации и т. д.).

[из 4.5 ГОСТ Р 2.521–2021]

5 Основные требования к выбору форматов трехмерных геометрических моделей ГОСТ Р 2.521-2021

5.1 При выборе форматов 3D–моделей учитывают:

[из 5.1 ГОСТ Р 2.521–2021]

5.3 Детализированные требования к форматам представления 3D–моделей следует устанавливать исходя из их назначения (по 4.2), а также:

[из 5.3 ГОСТ Р 2.521–2021]

5.4 Требования к форматам 3D–моделей, передаваемым между организациями:

[из 5.4 ГОСТ Р 2.521–2021]

5.6 Для упрощения и ускорения визуализации при использовании граничных (твердотельных) 3D–моделей большой сложности и размера в ходе разработки одновременно с граничным представлением геометрии допускается создание и передача 3D–моделей дополнительно с фасетной геометрией, используемой исключительно для визуализации [из 5.6 ГОСТ Р 2.521–2021]

Приложение А (справочное) - Пояснения к пунктам настоящего стандарта ГОСТ Р 2.521-2021

4.2 Содержание решаемых задач определяет как состав данных (содержание) 3D–модели, так и выбор формата 3D–модели. Например, для задач долгосрочного хранения определяющим фактором являются стабильность и однозначность спецификации формата данных как гарантии возможности использования 3D–модели по истечении длительного периода времени [из к 4.2 ГОСТ Р 2.521–2021]

4.3 Негеометрическая информация в 3D–модели может включать в себя:

Эти сведения в англоязычной литературе обозначаются понятием PMI (Product Manufacturing Information) [из к 4.3 ГОСТ Р 2.521–2021]

5.1 На этапах разработки рабочей документации, изготовления опытных образцов и при производстве изделий методами механообработки в 3D–модели, как правило, включают геометрию изделия в граничном представлении, выполненную с высокой степенью детализации и с требуемой точностью, а также технические требования, представленные в виде аннотаций.

При использовании аддитивных технологий в 3D–моделях используют, как правило, фасетное представление геометрии.

На этапах разработки, в ходе представления и согласования проектных решений, в том числе при взаимодействии с другими организациямиучастниками разработки, применяют упрощенные габаритные 3D–модели, в том числе кинематические модели, иллюстрирующие движение отдельных деталей и узлов. В состав таких 3D–моделей в форме аннотаций может включаться негеометрическая информация, необходимая для понимания предлагаемых проектных решений.

В ходе разработки изделия степень детализации 3D–модели, как правило, увеличивается при переходе от одной стадии разработки к другой.

Если 3D–модель предназначена для разработки технологической оснастки и (или) управляющих программ для технологического оборудования, степень детализации и математическая точность представления размеров должны соответствовать заданным требованиям к изделию.

Если 3D–модель предназначена для отработки компоновочных решений, увязки узлов и деталей, проработки интерфейсов различного вида, в т. ч. в ходе взаимодействия между разработчиком финального изделия и разработчиком составной части, допускается использование упрощенных 3D–моделей, например габаритных.

3D–модели могут быть использованы при разработке электронной технологической, эксплуатационной и ремонтной документации — в качестве основы для создания двумерных изображений или для непосредственного использования в качестве иллюстраций, в том числе анимированных.

Для 3D–моделей, используемых в демонстрационных целях, могут быть предусмотрены сценарии анимации с изменением точки обзора, интенсивности освещения, поворота изделия или с демонстрацией процессов сборки–разборки. При этом в 3D–модели могут отсутствовать мелкие объекты, не существенные для целей демонстрации.

Информация в 3D–модели может быть представлена в параметризованном виде, когда геометрические объекты представлены в виде математических функций одного или нескольких параметров, изменяющихся в заданной области. Такими параметрами могут быть отдельные размеры, взаимное расположение, траектория движения составных частей и др.

3D–модель может содержать историю построения, позволяющую ее модифицировать путем возврата на один или несколько шагов и осуществления новых геометрических построений [из к 5.1 ГОСТ Р 2.521–2021]

Приложение Б (справочное) - Примеры унифицированных и стандартизованных форматов представления трехмерных геометрических моделей ГОСТ Р 2.521-2021

Наименование формата

Унифицированный/ стандартизованный (ссылка на документ)

Граничное представление геометрии

Поддержка аннотаций

Фасетное представление геометрии

Parasolid x_t, x_b

Унифицированный

Да

Нет

Да

SAT (ACIS)

Унифицированный

Да

Да

Нет

DWG (ASM)

Унифицированный

Да

Да

Нет

STL

Унифицированный

Нет

Нет

Да

Universal 3D (U3D)

[1], [2]

Нет

Нет

Да

X3D

[3]

Нет

Нет

Да

STEP

ГОСТ Р ИСО 10303–242

Да

Да

Да

JT

ГОСТ Р 59189

Да

Да

Да

Примечания

  1. Для 3D–моделей, предназначенных для визуального восприятия человеком, рекомендуется использовать стандартизованные форматы фасетного представления [например, формат JT по ГОСТ Р 59189, формат 3D PDF (U3D) (см. [2]), формат X3D (см. [3]), формат STL и др.].
  2. При представлении 3D–моделей в стандартизованных форматах во избежание потери данных, оформленных с использованием штатных для используемых САПР механизмов аннотаций (шероховатость, допуски, справочные размеры и т. д.), допускается оформлять аннотации в виде графических изображений (дополнительных графических элементов, включенных в состав модели).
  3. При использовании формата STEP по ГОСТ Р ИСО 10303–242 передаваемые 3D–модели рекомендуется преобразовывать в вид текстовых обменных файлов по ГОСТ Р ИС010303–21 или в виде XML–файлов (см. [4]).

[из Приложение Б (справочное) – Примеры унифицированных и стандартизованных форматов представления трехмерных геометрических моделей ГОСТ Р 2.521–2021]

Библиография ГОСТ Р 2.521-2021

[1] ЕСМА363 Формат файлов Universal 3D (Universal 3D file formal)

[2] ИСО 14739–1:2014 Управление документооборотом. Использование 3D в формате компактного представления документа (РЯС). Часть 1. PRC 10001 [Document management – 3D use of Product Representation Compact (PRC) format – Part 1: PRC 10001]

[3] ИСО/МЭК 19775–1:2013 Информационная технология. Компьютерная графика, обработка изображений и представление данных об офужающей среде. Расширяемый 3D (X3D). Часть 1. Архитектура и базовые компоненты [Information technology – Computer graphics, image processing and environmental data representation – Extensible 3D (X3D) – Part 1: Architecture and base components]

[4] ИСО 10303–28:2007 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Представление данных о продукте и обмен. Часть 28, Методы внедрения. XML представления EXPRESS схем и данных, с помощью XML схем (Industrial automation systems and integration – Product data representation and exchange – Pari 28: Implementation methods: XML representations of EXPRESS schemas and data, using XML schemas)

[из Библиография ГОСТ Р 2.521–2021]