RFC-0001：AI 原生 CAD 系统架构：扩展、安全边界与交付

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22. 插件边界

22.1 允许的扩展点

AMIR operation package；
compiler lowering pass；
kernel adapter；
importer/exporter；
validator/Geometry Certificate extension；
catalog metadata；
viewer overlay、gizmo 和非权威 visualizer；
AI tool description/recovery policy。

22.2 插件清单

每个插件声明：

package ID、semantic version、content hash、publisher/signature；
compatible AMIR/compiler/adapter ABI；
operations、输入输出类型和 capability；
determinism grade；
CPU/memory/time/output cost class；
文件、网络、GPU、worker、项目数据权限；
license/SBOM；
migration 和卸载行为。

22.3 隔离规则

插件只通过 versioned SDK 访问 AMIR、artifact handle 和 transaction API；
禁止直接读写 revision DB、CAS 路径、Three.js scene internals 或 raw kernel handle；
authoring/geometry 插件必须是纯、可重放且固定版本；不满足者只能标为 preview-only；
viewer 插件不能提升 preview 工件、伪造 certificate 或提交 revision；
native 插件使用进程隔离；WASM 插件使用 capability-based imports；
插件失败只影响当前 transaction/job，不能破坏 branch head；
卸载插件后旧 revision 仍可读取；重建需要锁定包或明确返回 PACKAGE_UNAVAILABLE。

23. 互操作

格式	角色	导入策略	导出策略
.aira / AMIR JSON	规范 authoring	schema/migration/签名检查	canonical、可 diff、含 lock manifest
STEP AP242	精确 CAD 交换	import node + immutable blob；解析为 ExactSolid artifact	记录单位、容差、属性与 feature-history 不保留项
IGES	兼容交换	隔离解析、healing 和警告	仅按明确需求，提示语义限制
3MF	打印网格	解析为 MeshSolid/attributes	MeshSolid 优先出口，附 manifold/单位证书
glTF/GLB	实时展示与交付	作为 mesh/scene asset 导入，不恢复 CAD 历史	从 RenderPacket/mesh 显式导出，绝非 authoring source
STL	兼容出口	必须请求/推断单位并警告，无拓扑/材质/历史	仅兼容，附单位与损失报告
OpenUSD	未来装配/场景组合	Phase 3 评估	不替代 AMIR feature graph

规则：

import 总是创建带 blob hash、格式 profile、单位和 healing policy 的显式 AMIR node。
import 后的 body 选择一个 authority kind；无法可靠识别时要求用户/AI 显式决定。
export 是 revision + Evaluation/artifact + delivery profile 的纯派生 job，不改变几何 Feature DAG；需要版本化的出口配置保存在独立 delivery profile 图及其 hash 中。
每次 export 产生 Exchange Geometry Certificate 和 machine-readable loss report。
STEP round-trip 比较解析面类型、单位、属性、有效性和带容差几何，不以文件字节相等为目标。
GLB/BREP sidecar 可以加速加载，但永远不能在缺失 AMIR 时被当作完整项目恢复源。

24. 可观察性与回归

24.1 Trace

统一 trace context：

requestId → transactionId → revision/candidateHash
          → compiler pass → plan/node
          → scheduler job → adapter/worker execution
          → artifactHash → certificateHash → RenderPacket/export

每个 span 记录版本、cache status、预算、取消和稳定 error code；不默认记录完整几何或用户内容。

24.2 Metrics

至少包括：

API latency、queue time、事务成功/拒绝/冲突率；
compile/type/unit/selector 成功率；
dirty node ratio、subgraph cache hit、artifact reuse；
adapter cold start、execute、validate、tessellate 时间；
worker crash、timeout、cancel latency、峰值内存；
triangle/cell/body/face 数；
SemanticRef survival、missing/ambiguous；
certificate validity、conversion loss、warning 分布；
viewer frame time、上传量、拾取 latency；
STEP/3MF/GLB export success 与 round-trip deviation；
AI 首次 patch 成功率、修复轮次和无效请求拒绝率。

24.3 日志与重放

结构化日志使用稳定 code，不解析本地化字符串；
生产日志中的实体用 hash/ID，敏感字段可采样或脱敏；
每个失败可导出最小 replay bundle：AMIR candidate、input hashes、manifest、budgets、diagnostics；
golden corpus 覆盖 primitive、boolean、fillet、shell、selector 变更、STEP round-trip、Field bake、约束冲突和恶意输入；
kernel/compiler/plugin 升级必须双跑 corpus，并比较语义不变量和证书误差界。

25. 性能预算原则

性能指标必须与模型复杂度、质量和执行环境绑定，不能用一个“CAD 操作应在 100 ms 内”掩盖精度差异。

25.1 预算维度

每个 operation descriptor 和 transaction policy 声明：

CPU/WASM wall time；
worker cold-start 与 module-load；
peak memory；
output bytes、triangle/cell/subshape 数；
main-thread blocking；
network transfer；
preview quality/error；
authoritative validation；
cancel grace period。

25.2 原则

主线程预算独立：权威几何不得阻塞 viewer；超过一帧的解析/拷贝也应移入 worker 或分片。
先反馈后精化：交互时可使用 coarse preview，停止操作后自动请求 authoritative refine；两者必须视觉标识并使用不同缓存。
可取消优先：长操作在计划中的安全点检查取消；取消延迟本身是 SLO。
先估算后分配：pattern、Field 和 tessellation 在执行前估算输出，超过 hard cap 直接拒绝或要求显式提高预算。
按 dirty subgraph 计费：性能回归以真正重算节点和复用率解释，不能只看总时长。
质量参数进入结果身份：任何通过降低 tolerance/采样换取速度的结果都成为不同 artifact。
分环境基线：browser low/mid/high、native、server 各有 reference machine 和 corpus，不跨环境混合 percentile。
冷/热路径分开：WASM 下载、编译、worker 启动与热执行分别报告。
内存是硬约束：超过 hard cap 终止 worker；不得依赖浏览器 OOM 回收。
无证书不达标：速度提升若降低 validity、reference survival 或误差界，不算性能优化。

25.3 Phase 0B 性能门槛

这些数字是样机门槛，必须在 reference devices 确定后由性能 ADR 固化：

UI 主线程不执行 kernel；交互期间连续 long task（大于 50 ms）为失败；
静态 patch 检查的热路径目标为 p95 小于 50 ms；
cached RenderPacket 的选择反馈目标为 p95 小于 100 ms；
参数拖拽必须在 150 ms 内显示状态或首个 coarse preview，不能无反馈等待权威重算；
所有超过 500 ms 的任务必须显示进度并可取消；
browser worker 必须有经基准确定的 memory/triangle/cell hard cap；
benchmark 必须同时报告 p50/p95、cold/warm、峰值内存、输出质量和 cache hit；
合并请求不得让固定 corpus 的 p95 时间或峰值内存无解释恶化超过 10%。

26. 兼容、版本与迁移

AMIR schema、operation descriptor、adapter ABI、RenderPacket 和 Geometry Certificate 由版本及内容哈希区分语义。
当前项目未发布，只维护当前读写契约；旧版 schema/catalog 明确拒绝，不维护兼容窗口、迁移层或别名。
替换实现同批删除退役入口和重复分支；不静默重解释旧 Revision，也不把版本兼容用作付费限制。
kernel upgrade 不自动改写 AMIR Revision；新执行产生新的 Evaluation、ExecutionManifest 和派生 artifact hash。
缺失或退役的 operation 必须返回可解释的能力/契约错误。当前原子提交、撤销重做与保存恢复保持正确。
能力发现使用明确契约，不根据 User-Agent 猜测能力；当前决定遵循产品宪法 §10。
跨组件语义变化更新相关规范与现有验证记录，不增加迁移验收体系。

27. ADR 决策记录

以下是本 RFC 提议接受的架构决策；RFC 获批前状态均为 Proposed。

ADR	决策	理由	主要代价
ADR-001	canonical AMIR revision 是唯一 authoring source	可重放、可 diff、可迁移、适合 AI patch	需自研 schema、编译器和 formatter
ADR-002	每个 body 使用显式单一 geometry authority	阻止多表示静默漂移	跨表示操作需要显式 conversion
ADR-003	多内核经 versioned adapter	用 OCCT/Manifold/Field/solver 各自强项	conformance、路由和打包复杂
ADR-004	所有写入走 transaction engine	AI、GUI、CLI 一致且可审计	简单 UI 操作也需事务开销
ADR-005	Rust 承担 compiler/transaction core	WASM/native 共享、强类型、可控执行	团队需维护 Rust + TS + C++ 构建
ADR-006	kernel 在 worker/进程隔离	生命周期、取消、OOM/crash recovery	序列化和跨边界成本
ADR-007	SemanticRef + ArtifactGraph，禁止 index identity	支持重建、来源和可解释失败	引用解析与历史映射投入较大
ADR-008	Geometry Certificate 是提交/导出证据	让 AI 和回归系统知道保证边界	验证耗时与 schema 维护
ADR-009	Three.js 只做 viewer	避免渲染结构污染建模语义	需要 Render Bridge 与 picking map
ADR-010	所有转换显式并带损失报告	防止精度与意图静默丢失	用户/AI 需要处理更多决策
ADR-011	revision/event + content-addressed artifacts	原子历史、去重、可回放	GC、索引和迁移更复杂
ADR-012	WebGL2 基线，WebGPU/TSL 渐进增强	兼容性与基本正确性独立	两条预览路径需要回归

28. Open Questions

以下问题不阻塞 RFC 的总体方向，但必须在对应 phase 前关闭：

OCCT browser custom build 的 capability 分包边界、压缩体积和冷启动预算是多少？
OCCT LGPL exception 在目标应用商店、WASM 下载和离线桌面分发中的具体合规方案是什么？是否需要商业许可？
Replicad 仅作 spike、长期 fork，还是直接过渡到自研最小绑定？
PlaneGCS WASM 在拖拽、过约束、冗余、大尺度差异和初值敏感方面是否达到验收线？
OCCT history/OCAF/BRepGraph 中哪些信号进入 ArtifactGraph，怎样避免把内部 UID 当产品 ID？
Field 首版 authoritative evaluator 采用解释器、WASM codegen 还是两者；何时引入 Fidget/OpenVDB 类后端？
Geometry Certificate 的几何距离/自相交算法由哪个 adapter 或独立 validator 承担？
browser、native、server 哪一个是项目的默认 authoritative execution policy？
多人分支合并是 AST 三方合并、operation rebase，还是 intent-aware merge；几何冲突如何呈现？
plugin ABI 使用 WIT/Component Model、JSON-RPC 还是自定义 typed binary protocol？
本地隐私模式下 AI 的 prompt、replay bundle 和遥测默认保留策略是什么？
STEP AP242 属性、PMI、assembly 和 feature information 的首版保留范围是什么？
OpenUSD 是否只承载大型场景组合，还是需要 AMIR assembly ↔ USD layer 的双向映射？
Phase 0B reference devices、模型复杂度档位和性能 hard caps 的正式数值是什么？

29. 分阶段交付与验收

长期阶段依赖与外部调研裁决由 Aira 长期架构计划统一维护；当前开发必须先完成 Aira Core MVP 实施计划。以下阶段是递进关系，Phase 0A 未通过时不得以评测框架、OCCT、SDF、约束或格式生态扩张替代产品纵向闭环。

Phase 0A：Aira Core MVP（当前主线）

交付：

Rust/WASM 最小语义 core；
六个 capability descriptor：cap:primitive.box@1、cap:primitive.cylinder@1、 cap:transform.translate@1、cap:boolean.union@1、cap:boolean.subtract@1、 cap:parameter.set@1；它们分别 lower 到 mesh.box、mesh.cylinder、mesh.transform、 mesh.boolean.union、mesh.boolean.difference 和 Patch op parameter.setValue；
带完整 settings、ParameterRef/PortRef、Body authority 与 Body root 的最小 AMIR，以及 typed Patch、Candidate、immutable Revision、canonical hash、authoritative validation 与 CAS commit；
Manifold worker、RenderPacket 与 Three.js viewer；
IndexedDB local revision storage、.aira.json round-trip 与删除 cache 后重放；首版允许完整 DAG 重算，不把 dirty-subgraph 增量求值作为 Gate；
interface.manifest、catalog.search/describe、model.read/proposePatch/preview/validate/commit/revert 九个原生元操作；model.query/plan.check 可以合并 transport，但不得跳过语义检查；
一个无 Skills、无 CAD 状态、provider-neutral 的 AI gateway/adapter；模型密钥只保存在服务端，gateway 只转发模型请求/结构化响应；tool call 回到浏览器后按 snapshot/grant 执行，几何、事务、Revision 和渲染默认留在浏览器；
prompt/command、viewport、参数、Patch diff/Diagnostic、Preview/Validate/Commit 与 history/revert 的最小 UI；
与 committed Revision 绑定的 ExecutionManifest、EvaluationBinding 与 Geometry Certificate；
接入现有 Inspect 基础设施的三条真实产品回归。

验收：

从空文档创建 box/cylinder boolean 零件并显示；
参数修改生成新 Revision，几何稳定重建；
删除派生 cache 后可由 AMIR 完整重放；
单位、引用、boolean、stale base 或权限失败时零部分写入；
preview 或失配/过期的 validation token 不能提交，每个 commit 有完全绑定的权威证据；
Three.js/Manifold 对象不进入 authoring source；
未预装 Aira 知识或 Skills 的模型只通过原生元操作完成创建、修改和 revert；
provider API key 不进入浏览器 bundle、storage、日志或 AMIR；
三条 Inspect 产品回归可重复运行。

明确排除： OCCT、SDF、constraint solver、完整 SemanticRef、STL/STEP/3MF/GLB 几何出口、 assembly、dirty-subgraph 优化、Harbor/CADTestBench gate 和大规模 capability benchmark。

Phase 0B：扩展纵向样机

Phase 0B 只有在 Phase 0A 全部通过后开始。

交付：

Three.js Viewer + Render Bridge；
Model Service 与统一 transaction API；
canonical AMIR schema、20 个核心 node、单位/类型、stable ID、hash；
proposePatch/preview/validate/commit/revert/export；
Replicad/opencascade.js OCCT worker；
manifold-3d worker；
最小 Field IR 与 Manifold LevelSet bake；
constraints adapter mock 与 PlaneGCS spike；
ExactSolid、MeshSolid、Field3D、DisplayMesh 和显式 conversion；
ArtifactGraph v0、SemanticRef cardinality、Geometry Certificate v0；
STEP、3MF、GLB 出口；
browser 本地 revision/CAS/cache；
固定几何、安全和性能 corpus。

验收：

删除 cache 后，同一项目能从 AMIR 和 import blobs 完整重放。
Three.js scene、BREP/GLB 文件均不参与 revision authoring hash。
UI 和 AI 对同一操作生成相同 schema 的 patch，并通过同一事务路径提交。
修改单一参数只执行 dirty subgraph；未改变 artifact 保持 hash。
preview 与 commit 绑定相同 candidate/manifest，precondition 变化能阻止提交。
至少展示一次 ExactSolid → MeshSolid 和 Field3D → MeshSolid 的显式损失证书。
selector 缺失/歧义、单位错误、无界 Field、超预算和 worker crash 返回稳定 code。
viewer picking 能追溯到 AMIR node/port，不保存 triangle index 为长期引用。
STEP、3MF、GLB 导出均产生绑定 blob hash 的 certificate/loss report。
性能 corpus 记录 cold/warm、p50/p95、内存、输出规模和质量；达到第 25.3 节门槛或有获批 ADR。

Phase 1：可编辑机械 CAD

交付：

约束草图与 DOF/conflict 诊断；
extrude、revolve、sweep、loft、boolean、fillet、chamfer、shell；
OCCT history 映射、SemanticRef 多阶段解析和 source map；
几何/拓扑/质量属性 query；
feature-ID segmentation 和诊断高亮；
STEP AP242 import/export、healing 与 round-trip suite；
native worker 原型。

验收：

参数 sweep 导致面/边 split、merge、delete 时，benchmark 中的 SemanticRef survival 达到团队设定阈值；其余必须明确 missing/ambiguous，零静默误选。
约束系统正确报告 fully/under/over constrained、DOF、residual 和冲突候选。
fillet/shell/boolean 失败通过统一 Diagnostic 的 at、details 和受限 fixes 提供 node、entities、已知事实与可执行恢复动作。
STEP round-trip 在单位、解析 surface/curve 类型、颜色/名称范围和带界几何误差内通过 corpus。
browser 与 native adapter 对相同 AMIR 通过同一 certificate conformance checks。
完成 OCCT 分发许可证与 SBOM 审核。

Phase 2：隐式与生成式差异化

交付：

完整 Field IR 类型、bounds、sign、Lipschitz/距离性质；
CPU/WASM authoritative evaluator；
TSL/WebGPU 交互预览和 WebGL2/mesh fallback；
自适应 quality budget；
Manifold bake、smooth blend、lattice、gyroid、warp；
Field/Mesh provenance 与制造检查；
geometry distance/采样误差验证。

验收：

TrueSDF 与一般 ImplicitField 在类型和允许 operation 上不可混淆。
无界/超预算 field 在执行前拒绝，所有运行任务可取消且不污染 commit。
GPU preview 与 authoritative bake 的差异由证书量化；超阈值不能提交或导出。
Field → Mesh 的 bounds、edgeLength、iso、sign、maxCells、误差全部进入 artifact identity。
provenance 能从 mesh component/triangle range 回到 Field feature，丢失部分被显式报告。
固定 corpus 的 Hausdorff/采样距离、manifold、自相交、内存和时间达到批准预算。

Phase 3：生态、协作与服务化

交付：

package registry、签名、SBOM 和 capability catalog；
TypeScript builder SDK、CLI、LSP；
AI 结构化自修复与持续 benchmark；
server authoritative worker pools；
assembly、variant、branch/collaboration；
OpenUSD 与服务端 OpenVDB/Fidget 等后端评估；
可复现 build worker image。

验收：

第三方插件无法直接访问 revision DB、raw kernel handle 或伪造 certificate。
卸载插件后旧 revision 可读，缺失 capability 有稳定错误与恢复路径。
local/native/server 对同一 operation descriptor 通过协议和证书 conformance。
多租户配额、隔离、审计、取消、故障注入和数据删除测试通过。
AI benchmark 同时报告创建、inspect、edit、validate、repair，而非只看 text-to-mesh 图片相似度。
assembly/variant/协作语义通过独立 RFC；OpenUSD 仍不替代 AMIR feature graph。

30. RFC 总体验收条件

本 RFC 可从 Proposed 转为 Accepted，当且仅当：

团队确认第 5 节核心不变量；
AMIR、Transaction、Evaluation、Adapter、ArtifactGraph、Certificate 和 RenderPacket 均有 v0 schema；
至少一个 OCCT 和一个 Manifold prototype 通过相同 adapter conformance harness；
演示端到端流程：AI/GUI patch → preview → validate → commit → viewer picking → export certificate；
能证明删除所有派生 BREP/mesh/GLB/cache 后可重建；
主要许可证、WASM 分发和插件供应链风险有 owner；
Phase 0B reference devices、corpus 和性能 budget 通过独立性能 ADR；
Open Questions 中 Phase 0B blocker 已关闭或有明确实验与截止日期。

31. 主要依据

内部研究

官方一手资料

32. 最终提案

采用 AMIR + transaction engine 作为产品中心，而不是把任一几何库或渲染格式包装成产品中心：

OCCT 提供 ExactSolid；
Manifold 提供 MeshSolid 与首版 Field bake；
自研 Field IR 提供隐式建模语义；
自有 constraints abstraction 隔离具体 solver；
ArtifactGraph 和 SemanticRef 提供跨重建身份；
Geometry Certificate 提供可验证保证边界；
Three.js 提供高质量交互视图；
revision/event store 保存设计历史，CAS 保存可删除、可重建工件。

这使 AI 面对的是稳定、有限、可解释的建模语言和事务协议，而不是脆弱的 UI 自动化、任意脚本或庞杂内核 API。