huangyhg

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 10303-108
Industrial automation systems and integration — Industrial
data —
Part 108:
Integrated application resources: Parameterization and
constraints for explicit geometric product models

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ISO/DIS 10303-108:2003(E)
Contents Page
1 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 Parameterization schema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2 Explicit constraint schema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.3 Variational representation schema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.4 Explicit geometric constraint schema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.5 Sketch schema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2 Normative references . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3 Terms, definitions and abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.1 Terms defined in ISO10303-1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.2 Terms defined in ISO10303-11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.3 Terms defined in ISO10303-42 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.4 Terms defined in ISO10303-43 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.5 Terms defined in ISO10303-50 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.6 Terms defined in ISO13584-20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.7 Other terms and definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.8 Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
4 Parameterization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4.2 Fundamental concepts and assumptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.2.1 Model parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.2.2 Parameter binding to an instance attribute . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.3 parameterization schema type definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.3.1 attribute identifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.4 parameterization schema entity definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.4.1 model parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.4.2 bound model parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.4.3 unbound model parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.4.4 bound parameter environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4.4.5 unbound parameter environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.4.6 instance attribute reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.4.7 unbound model parameter semantics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.4.8 fixed instance attribute set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.4.9 generated finite numeric space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.5 parameterization schema function definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.5.1 make numeric set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.5.2 validate attribute id . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
5 Explicit constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
5.2 Fundamental concepts and assumptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
5.2.1 Free-form and defined constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
5.2.2 Simultaneous groups of constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
5.2.3 Importance of the current result in the exchange of constrained models . . . . . 31
5.2.4 Directed and undirected constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
5.2.5 Roles of model parameters in free-form constraints . . . . . . . . . . . . . . . . 31
5.2.6 Accuracy of constraint satisfaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

c ISO 2003 — All rights reserved iii
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5.3 explicit constraint schema type definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
5.3.1 constraint group member . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
5.4 explicit constraint schema entity definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
5.4.1 explicit constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
5.4.2 defined constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5.4.3 equal parameter constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5.4.4 free form constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
5.4.5 free form assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
5.4.6 free form relation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
5.4.7 simultaneous constraint group . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6 Variational representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.2 Fundamental concepts and assumptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.3 variational representation schema entity definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
6.3.1 variational representation item . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
6.3.2 auxiliary geometric representation item . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6.3.3 variational representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6.3.4 variational current representation relationship . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
7 Explicit geometric constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
7.2 Fundamental concepts and assumptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
7.2.1 Dimensional constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
7.2.2 Semantics of dimensional constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
7.2.3 Constraints on procedurally defined model elements . . . . . . . . . . . . . . . 52
7.3 explicit geometric constraint schema type definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
7.3.1 geometric constraint element . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
7.3.2 point curve or surface constraint element . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
7.3.3 curve or surface constraint element . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
7.3.4 linear geometry constraint element . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
7.3.5 radial geometry constraint element . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
7.3.6 axial geometry constraint element . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
7.3.7 swept surface or solid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
7.3.8 tangent contact type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
7.3.9 parallel offset type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
7.3.10 non negative length measure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
7.4 explicit geometric constraint schema entity definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
7.4.1 explicit geometric constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
7.4.2 fixed element geometric constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
7.4.3 parallel geometric constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
7.4.4 pgc with dimension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
7.4.5 point distance geometric constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
7.4.6 pdgc with dimension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
7.4.7 skew line distance geometric constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
7.4.8 near point relationship . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
7.4.9 curve distance geometric constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
7.4.10 cdgc with dimension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
7.4.11 surface distance geometric constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
7.4.12 sdgc with dimension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
7.4.13 radius geometric constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
7.4.14 rgc with dimension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
iv
c ISO 2003 — All rights reserved
ISO/DIS 10303-108:2003(E)
7.4.15 curve length geometric constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
7.4.16 clgc with dimension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
7.4.17 parallel offset geometric constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
7.4.18 pogc with dimension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
7.4.19 angle geometric constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
7.4.20 agc with dimension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
7.4.21 perpendicular geometric constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
7.4.22 incidence geometric constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
7.4.23 coaxial geometric constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
7.4.24 tangent geometric constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
7.4.25 symmetry geometric constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
7.4.26 swept point curve geometric constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
7.4.27 swept curve surface geometric constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
7.4.28 curve segment set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
7.4.29 curve smoothness geometric constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
7.4.30 surface patch set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
7.4.31 surface smoothness geometric constraint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
8 Sketch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
8.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
8.2 Fundamental concepts and assumptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
8.3 sketch schema type definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
8.3.1 implicit imported element . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
8.3.2 surface or solid model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
8.3.3 neutral sketch select . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
8.3.4 sketch basis select . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
8.4 sketch schema entity definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
8.4.1 planar curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
8.4.2 planar face surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
8.4.3 implicit point on plane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
8.4.4 implicit planar intersection point . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
8.4.5 implicit planar projection point . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
8.4.6 implicit planar curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
8.4.7 implicit intersection curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
8.4.8 implicit projected curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
8.4.9 implicit model intersection curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
8.4.10 implicit silhouette curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
8.4.11 variational planar curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
8.4.12 variational planar face surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
8.4.13 sketch representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
8.4.14 neutral sketch representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
8.4.15 variational neutral sketch representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
8.4.16 repositioned neutral sketch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
8.4.17 repositioned variational data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
8.4.18 positioned sketch representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
8.4.19 variational positioned sketch representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
8.4.20 subsketch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
8.4.21 rigid subsketch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
8.5 sketch schema function definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
8.5.1 get relative direction 2points . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
8.5.2 get plane of implicit geometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
8.5.3 unpack curve set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

c ISO 2003 — All rights reserved v
ISO/DIS 10303-108:2003(E)
8.5.4 unpack composite curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
8.5.5 unpack face bounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
8.5.6 collect geometric sketch items . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
8.5.7 collect all sketch items . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Annex A (normative) Short names of entities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
Annex B (normative) Information object registration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
B.1 Document identification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
B.2 Schema identification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
B.2.1 parameterization schema identification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
B.2.2 explicit constraint schema identification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
B.2.3 variational representation schema identification . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
B.2.4 explicit geometric constraint schema identification . . . . . . . . . . . . . . . . 120
B.2.5 sketch schema identification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Annex C (informative) Computer interpretable listings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Annex D (informative) EXPRESS-G diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Annex E (informative) Technical discussions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
E.1 Role of parameterization and constraints in procedural and hybrid representations . . . 141
E.2 Justification of representational choices made in this part of ISO 10303 . . . . . . . . 143
E.2.1 Non-binary constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
E.2.2 Derived ‘items’ attributes in sketch representations . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Annex F(informative) Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
F.1 Examples of the intended usage of the ISO 10303-108 mechanism for linking parameters
with attributes of entity instances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
F.1.1 Example 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
F.1.2 Example 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
F.1.3 Relationship between ISO 10303-108 and ISO 13584-20 . . . . . . . . . . . . . 149
F.2 Example of a two-dimensional sketch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
F.3 Usage of ISO 10303-108 for the representation of incompletely defined models . . . . 152
Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Figures
Figure 1 Schema level diagram of relationships between ISO 10303-108 schemas (inside the
box) and other resource schemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xi
Figure 2 Schema level diagram of relationships among ISO 10303-108 schemas . . . . . . . xii
Figure 3 Embedding of a current result representation in a variational representation . . . 43
Figure D.1 EXPRESS-G diagram of the parameterization schema (1 of 2) . . . . . . . . . . . 123
Figure D.2 EXPRESS-G diagram of the parameterization schema (2 of 2) . . . . . . . . . . . 124
Figure D.3 EXPRESS-G diagram of the explicit constraint schema (1 of 1) . . . . . . . . . . . 125
Figure D.4 EXPRESS-G diagram of the variational representation schema (1 of 1) . . . . . . . 126
Figure D.5 EXPRESS-G diagram of the explicit geometric constraint schema (1 of 10) . . . . 127
Figure D.6 EXPRESS-G diagram of the explicit geometric constraint schema (2 of 10) . . . . 128
Figure D.7 EXPRESS-G diagram of the explicit geometric constraint schema (3 of 10) . . . . 129
Figure D.8 EXPRESS-G diagram of the explicit geometric constraint schema (4 of 10) . . . . 130
vi
c ISO 2003 — All rights reserved
ISO/DIS 10303-108:2003(E)
Figure D.9 EXPRESS-G diagram of the explicit geometric constraint schema (5 of 10) . . . . 131
Figure D.10 EXPRESS-G diagram of the explicit geometric constraint schema (6 of 10) . . . . 132
Figure D.11 EXPRESS-G diagram of the explicit geometric constraint schema (7 of 10) . . . . 133
Figure D.12 EXPRESS-G diagram of the explicit geometric constraint schema (8 of 10) . . . . 134
Figure D.13 EXPRESS-G diagram of the explicit geometric constraint schema (9 of 10) . . . . 135
Figure D.14 EXPRESS-G diagram of the explicit geometric constraint schema (10 of 10) . . . 136
Figure D.15 EXPRESS-G diagram of the sketch schema (1 of 4) . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Figure D.16 EXPRESS-G diagram of the sketch schema (2 of 4) . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
Figure D.17 EXPRESS-G diagram of the sketch schema (3 of 4) . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Figure D.18 EXPRESS-G diagram of the sketch schema (4 of 4) . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
Figure F.1 Key relationships between ISO 10303-108 parameterization schema and ISO
13548 generic expressions schema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
Figure F.2 A simple sketch composed of line segments and circular arcs . . . . . . . . . . . . 151
Tables
A.1 Short names of entities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117