ISO 10303 – это стандарт ISO для компьютерно интерпретируемого представления и обмена информацией о производстве продукции . Это формат на основе ASCII . [1] : 59 Официальное название: Системы автоматизации и интеграция. Представление данных о продукции и обмен ими . Неофициально он известен как « STEP », что означает «Стандарт обмена данными модели продукта». ISO 10303 может представлять 3D-объекты в системах автоматизированного проектирования (САПР) и связанную с ними информацию.
Цель международного стандарта — предоставить механизм, способный описывать данные о продукте на протяжении всего жизненного цикла продукта , независимо от какой-либо конкретной системы. Характер этого описания делает его подходящим не только для нейтрального обмена файлами, но также в качестве основы для внедрения и совместного использования баз данных продуктов и архивирования. [2]
STEP обычно может использоваться для обмена данными между CAD , автоматизированным производством , автоматизированным проектированием , управлением данными о продуктах / моделированием данных предприятия и другими системами CAx . STEP обрабатывает данные о продуктах из механического и электрического проектирования, геометрических размеров и допусков , анализа и производства, а также дополнительную информацию, специфичную для различных отраслей, таких как автомобилестроение , аэрокосмическая промышленность , строительство зданий , судоходство , нефть и газ , перерабатывающие заводы и другие.
STEP разрабатывается и поддерживается техническим комитетом ISO TC 184, Системы автоматизации и интеграция , подкомитетом SC 4, Промышленные данные . Как и другие стандарты ISO и IEC, STEP защищен авторскими правами ISO и не доступен в свободном доступе. Однако схемы 10303 EXPRESS доступны бесплатно, как и рекомендуемые практики для разработчиков.
Другие стандарты, разработанные и поддерживаемые ISO TC 184/SC 4: [3]
STEP тесно связан с PLIB (ISO 13584, IEC 61360).
Основой для STEP стала Спецификация обмена данными о продукции (PDES) , которая была разработана в середине 1980-х годов и представлена в ISO в 1988 году. [4] [5] Спецификация обмена данными о продукции (PDES) представляла собой попытку определения данных, предназначенную для улучшить взаимодействие между производственными компаниями и тем самым повысить производительность. [6]
Эволюцию STEP можно разделить на четыре этапа выпуска. Разработка STEP началась в 1984 году как преемника IGES , SET и VDA-FS . [7] Первоначальный план заключался в том, что «STEP должен быть основан на одной полной, независимой от реализации информационной модели продукта, которая должна быть основной записью интегрированных моделей тематической и прикладной информации». [8] Но из-за сложности стандарт пришлось разбить на более мелкие части, которые можно было разработать, проголосовать и утвердить отдельно. [9] В 1994/95 году ISO опубликовала первоначальную версию STEP в качестве международных стандартов (IS) с частями 1, 11, 21, 31, 41, 42, 43, 44, 46, 101, AP 201 и AP 203. [ 10] Сегодня AP 203 3D-проектирование с контролем конфигурации по-прежнему является одной из наиболее важных частей STEP и поддерживается многими системами САПР для импорта и экспорта.
На втором этапе возможности STEP были широко расширены, в первую очередь для проектирования изделий в аэрокосмической, автомобильной, электротехнической, электронной и других отраслях промышленности. Этот этап завершился в 2002 году вторым основным выпуском, включавшим части STEP AP 202, AP 209, AP 210, AP 212, AP 214, AP 224, AP 225, AP 227, AP 232. [11] Базовая гармонизация между AP, особенно в геометрических областях, были достигнуты за счет внедрения конструкций, интерпретируемых приложением (AIC, серия 500). [12]
Основная проблема с монолитными точками доступа первого и второго выпусков заключается в том, что они слишком велики, слишком сильно перекрываются друг с другом и недостаточно гармонизированы. Эти недостатки привели к разработке модульной архитектуры STEP (серии 400 и 1000). [13] [12] Эта деятельность была в первую очередь обусловлена новыми AP, охватывающими дополнительные этапы жизненного цикла, такие как ранний анализ требований (AP 233) и техническое обслуживание и ремонт (AP 239), а также новые промышленные области (AP 221, AP 236). . Разработаны новые редакции предыдущих монолитных АП на модульной основе (АП 203, АП 209, АП 210). Публикация этих новых изданий совпала с выпуском в 2010 году нового продукта ISO SMRL , модуля и библиотеки ресурсов STEP, который содержит все части ресурсов STEP и прикладные модули на одном компакт-диске. SMRL будет часто пересматриваться и доступен по гораздо более низкой цене, чем покупка всех частей по отдельности.
В декабре 2014 года ISO опубликовала первое издание нового основного прикладного протокола AP 242 « 3D-инжиниринг на основе управляемых моделей» , который объединил и заменил следующие предыдущие AP с возможностью совместимости с более ранними версиями:
AP 242 был создан путем слияния следующих двух протоколов приложений:
Кроме того, AP 242, редакция 1, содержит расширения и существенные обновления для:
Два AP были модифицированы и стали непосредственно основанными на AP 242 и, таким образом, стали его надстройками:
Версия AP242 2, опубликованная в апреле 2020 года, расширяет домен редакции 1 за счет описания жгутов электрических проводов и представляет расширение методов моделирования и реализации STEP, основанных на SysML и системном проектировании, с оптимизированным методом реализации XML.
Это новое издание также содержит усовершенствования в области 3D-размеров и допусков, а также композитного проектирования. Также представлены новые функции, такие как:
STEP разделен на множество частей, сгруппированных в
Всего STEP состоит из нескольких сотен деталей, и каждый год добавляются новые детали или выпускаются новые версии старых деталей. Это делает STEP крупнейшим стандартом в рамках ISO. Каждая часть имеет свой объем и введение.
Точки доступа являются верхними частями. Они охватывают конкретное приложение и отраслевую область и, следовательно, наиболее актуальны для пользователей STEP. Каждая точка доступа определяет один или несколько классов соответствия, подходящих для определенного типа продукта или сценария обмена данными. Чтобы обеспечить лучшее понимание объема, требований к информации и сценариев использования, к каждой точке доступа добавляется информативная модель активности приложений (AAM) с использованием IDEF0 .
STEP в первую очередь определяет модели данных с использованием языка моделирования EXPRESS. Данные приложения в соответствии с заданной моделью данных могут обмениваться либо с помощью STEP-файла , STEP-XML , либо через доступ к общей базе данных с использованием SDAI .
Каждая точка доступа определяет верхнюю модель данных, которая будет использоваться для обмена данными, называемую моделью, интерпретируемой приложением (AIM), или, в случае модульной точки доступа, моделью, интерпретируемой модулем (MIM). Эти интерпретируемые модели создаются путем выбора общих объектов, определенных в моделях данных нижнего уровня (4x, 5x, 1xx, 5xx), и добавления специализаций, необходимых для конкретной области применения точки доступа. Общие модели данных являются основой для взаимодействия между точками доступа для разных отраслей и этапов жизненного цикла.
В точках доступа с несколькими классами соответствия верхняя модель данных разделена на подмножества, по одному для каждого класса соответствия. Требования к совместимому приложению STEP:
Первоначально каждая точка доступа должна была иметь сопутствующий абстрактный набор тестов (ATS) (например, ATS 303 для AP 203), предоставляющий цели тестирования, критерии вердикта и абстрактные тестовые случаи вместе с примерами STEP-файлов. Но поскольку разработка ATS была очень дорогой и неэффективной, это требование было отменено и заменено требованиями иметь неофициальный отчет о проверке и рекомендуемые методы его использования. Сегодня рекомендуемые практики являются основным источником для тех, кто собирается внедрить STEP.
Эталонные модели приложений (ARM) являются посредником между AAM и AIM/MIM. Первоначально его целью было только документировать объекты приложений высокого уровня и основные отношения между ними. Диаграммы IDEF1X неформально документировали точку доступа ранних точек доступа. Объекты ARM, их атрибуты и отношения сопоставляются с AIM, что позволяет реализовать AP. Поскольку точки доступа становились все более сложными формальными методами для документирования ARM, поэтому EXPRESS, который изначально был разработан только для AIM, также использовался для ARM. Со временем эти модели ARM стали очень детализированными до такой степени, что некоторые реализации предпочли использовать ARM вместо формально требуемого AIM/MIM. Сегодня некоторые точки доступа имеют форматы обмена на базе ARM, стандартизированные за пределами ISO TC184/SC4:
Между AP существует большее совпадение, поскольку им часто приходится ссылаться на один и тот же тип продуктов, структуру продуктов, геометрию и многое другое. А поскольку точки доступа разрабатываются разными группами людей, всегда было проблемой обеспечить совместимость между точками доступа на более высоком уровне. Прикладные интерпретируемые конструкции (AIC) решили эту проблему для общих специализаций общих понятий, прежде всего в геометрической области. Для решения проблемы гармонизации моделей ARM и их сопоставления с AIM были введены модули STEP . Они содержат часть ARM, отображение и часть AIM, называемую MIM. Модули строятся друг на друге, в результате чего получается (почти) ориентированный граф с модулями AP и классов соответствия на самом верху. Модульные точки доступа:
Модульные версии AP 209 и 210 являются явным расширением AP 242.
Программы STEP AP можно грубо сгруппировать по трем основным направлениям: проектирование, производство и поддержка жизненного цикла.
Проектирование точек доступа:
Производство АП:
Точки доступа с поддержкой жизненного цикла:
Модель AP 221 очень похожа на модель ISO 15926-2, тогда как AP 221 следует архитектуре STEP, а ISO 15926-2 имеет другую архитектуру. Они оба используют ISO-15926-4 в качестве общей библиотеки справочных данных или словаря стандартных экземпляров. Дальнейшее развитие обоих стандартов привело к появлению геллиша английского языка как общего языка моделирования продуктов, независимого от предметной области приложения и предложенного в качестве рабочего элемента (NWI) для нового стандарта.
Первоначальной целью STEP было опубликовать одну интегрированную модель данных для всех аспектов жизненного цикла. Но из-за сложности, разных групп разработчиков и разной скорости процессов разработки потребовалось разделение на несколько АП. Но такое разделение затрудняло обеспечение совместимости точек доступа в перекрывающихся областях. Основными областями гармонизации являются:
Для сложных областей очевидно, что необходимо более одного ПД, чтобы охватить все основные аспекты:
В конце 1970-х годов организация IGES/PDES координировалась промышленностью, правительством и научными кругами с целью разработки стандартов и технологий для обмена информацией о продуктах между различными САПР. Эта группа сосредоточила свои усилия на двух проектах: начальной спецификации обмена графикой (IGES) и спецификации обмена данными о продуктах (PDES) с использованием STEP. Результатом этих усилий в 1980 году стала публикация IGES, который впоследствии был принят в качестве стандарта ANSI. ... Технология обмена данными о продуктах (PDE) второго поколения, Спецификация обмена данными о продуктах (PDES), была инициирована в середине 1980-х годов и была представлена ISO в 1988 году. Международное сообщество приняло ее в качестве основы для ISO 10303 ( ШАГ). Сегодня текущие разработки в области технологии PDE включают обмен данными о продуктах с использованием STEP (PDES), американского национального стандарта (ANS). Этот проект является первым проектом в США, обеспечивающим вклад отрасли в деятельность ИСО. В результате этих усилий было создано четырнадцать международных стандартов. Более 20 стран мира одобрили STEP, включая всех основных торговых партнеров США.
программы СТЕП