ISO 10303 — это стандарт ISO для компьютерно -интерпретируемого представления и обмена информацией о производстве продукции . Это формат на основе ASCII . [1] : 59 Его официальное название: Системы автоматизации и интеграция — Представление и обмен данными о продукции . Он неофициально известен как « STEP », что означает «Стандарт для обмена данными о моделях продукции». ISO 10303 может представлять трехмерные объекты в системах автоматизированного проектирования (САПР) и связанной с ними информации.
Цель международного стандарта — предоставить механизм, который способен описывать данные о продукте на протяжении всего жизненного цикла продукта , независимо от какой-либо конкретной системы. Характер этого описания делает его пригодным не только для нейтрального обмена файлами, но и в качестве основы для внедрения и совместного использования баз данных продуктов и архивирования. [2]
STEP обычно может использоваться для обмена данными между САПР , автоматизированным производством , автоматизированным проектированием , управлением данными о продукции / моделированием корпоративных данных и другими системами CAx . STEP обрабатывает данные о продукции из механического и электрического проектирования, геометрических размеров и допусков , анализа и производства, а также дополнительную информацию, специфичную для различных отраслей промышленности, таких как автомобилестроение , аэрокосмическая промышленность , строительство зданий , судостроение , нефтегазовая промышленность , перерабатывающие предприятия и другие.
STEP разработан 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 авторским правом ISO и не находится в свободном доступе. Однако схемы 10303 EXPRESS находятся в свободном доступе, 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 инициирована в середине 1980-х годов и представлена в ISO в 1988 году. [4] [5] Спецификация обмена данными о продукции (PDES) была попыткой определения данных, направленной на улучшение взаимодействия между производственными компаниями и, таким образом, повышение производительности. [6]
Эволюцию STEP можно разделить на четыре фазы выпуска. Разработка STEP началась в 1984 году как преемника IGES , SET и VDA-FS . [7] Первоначальный план состоял в том, что «STEP должен быть основан на одной единственной, полной, независимой от реализации Модели информации о продукте, которая должна быть Основной записью интегрированных тематических и прикладных информационных моделей». [8] Но из-за сложности стандарт пришлось разбить на более мелкие части, которые можно было бы разрабатывать, голосовать и утверждать отдельно. [9] В 1994/95 гг. ISO опубликовала первоначальный выпуск 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. Конфигурация контролируемого 3D-проектирования по-прежнему является одной из важнейших частей STEP и поддерживается многими системами САПР для импорта и экспорта.
На втором этапе возможности STEP были значительно расширены, в первую очередь для проектирования продуктов в аэрокосмической, автомобильной, электротехнической, электронной и других отраслях промышленности. Этот этап завершился в 2002 году вторым крупным релизом, включая 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, была достигнута путем введения Application Interpreted Constructs (AIC, серия 500). [12]
Основная проблема с монолитными AP первого и второго релизов заключается в том, что они слишком велики, слишком сильно перекрывают друг друга 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 фазы 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). Были разработаны новые редакции предыдущих монолитных AP на модульной основе (AP 203, AP 209, AP 210). Публикация этих новых редакций совпала с выпуском в 2010 году нового продукта ISO SMRL , библиотеки модулей и ресурсов STEP, которая содержит все части ресурсов STEP и модули приложений на одном CD. SMRL будет часто пересматриваться и обойдется гораздо дешевле, чем покупка всех деталей по отдельности.
В декабре 2014 года ISO опубликовала первую редакцию нового основного протокола приложений AP 242 «Управляемое моделирование на основе 3D-проектирования» , который объединил и заменил следующие предыдущие AP с обеспечением совместимости с предыдущими версиями:
AP 242 был создан путем слияния следующих двух протоколов приложений:
Кроме того, AP 242, издание 1, содержит расширения и существенные обновления для:
Две AP были модифицированы так, чтобы напрямую основываться на AP 242, и, таким образом, стали его надмножествами:
Второе издание AP242, опубликованное в апреле 2020 года, расширяет область первого издания описанием жгутов электрических проводов и вводит расширение методов моделирования и реализации STEP на основе SysML и системной инженерии с оптимизированным методом реализации XML.
Это новое издание также содержит улучшения в 3D Dimensioning and Tolerancing и Composite Design. Также введены новые функции, такие как:
ШАГ разделен на множество частей, сгруппированных в
Всего STEP состоит из нескольких сотен частей, и каждый год добавляются новые части или выпускаются новые версии старых частей. Это делает STEP самым большим стандартом в рамках ISO. Каждая часть имеет свою область применения и введение.
AP являются верхними частями. Они охватывают конкретное приложение и отраслевой домен и, следовательно, наиболее актуальны для пользователей STEP. Каждый AP определяет один или несколько классов соответствия, подходящих для определенного типа продукта или сценария обмена данными. Чтобы обеспечить лучшее понимание области действия, информационных требований и сценариев использования, к каждому AP добавляется информативная модель активности приложения (AAM) с использованием IDEF0 .
STEP в первую очередь определяет модели данных с использованием языка моделирования EXPRESS. Данные приложений в соответствии с заданной моделью данных могут обмениваться либо с помощью STEP-файла , STEP-XML , либо через общий доступ к базе данных с использованием SDAI .
Каждая AP определяет верхнюю модель данных, которая будет использоваться для обмена данными, называемую Application Interpreted Model (AIM) или в случае модульной AP, называемую Module Interpreted Models (MIM). Эти интерпретированные модели строятся путем выбора общих объектов, определенных в моделях данных более низкого уровня (4x, 5x, 1xx, 5xx), и добавления специализаций, необходимых для конкретной области применения AP. Общие общие модели данных являются основой для взаимодействия между AP для различных видов отраслей и этапов жизненного цикла.
В AP с несколькими классами соответствия верхняя модель данных делится на подмножества, по одному для каждого класса соответствия. Требования к соответствующему приложению STEP:
Первоначально каждый AP должен был иметь сопутствующий абстрактный тестовый набор (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 снято и заменено требованиями иметь неформальный отчет о проверке и рекомендуемые практики его использования. Сегодня рекомендуемые практики являются основным источником для тех, кто собирается внедрять STEP.
Справочные модели приложений ( ARM ) являются посредником между AAM и AIM/MIM. Первоначально их целью было только документирование высокоуровневых объектов приложений и основных отношений между ними. Диаграммы IDEF1X документировали AP ранних AP неформальным образом. Объекты ARM, их атрибуты и отношения сопоставляются с AIM, чтобы можно было реализовать AP. Поскольку AP становились все более сложными, для документирования ARM требовались формальные методы, поэтому EXPRESS, который изначально был разработан только для AIM, также использовался для ARM. Со временем эти модели ARM стали очень подробными, вплоть до того, что некоторые реализации предпочли использовать ARM вместо формально требуемого AIM/MIM. Сегодня несколько AP имеют форматы обмена на основе ARM, стандартизированные вне ISO TC184/SC4:
Между AP существует большее совпадение, поскольку им часто приходится ссылаться на одни и те же виды продуктов, структуры продуктов, геометрию и многое другое. И поскольку AP разрабатываются разными группами людей, всегда было проблемой обеспечить взаимодействие между AP на более высоком уровне. Application Interpreted Constructs (AIC) решили эту проблему для общих специализаций общих концепций, в первую очередь в области геометрии. Для решения проблемы согласования моделей ARM и их сопоставления с AIM были введены модули STEP . Они содержат часть ARM, сопоставление и часть AIM, называемую MIM. Модули надстраиваются друг над другом, что приводит к (почти) направленному графу с AP и модулями класса соответствия на самом верху. Модульные AP:
Модульные версии AP 209 и 210 являются явными расширениями AP 242.
Программы STEP AP можно условно разделить на три основные области: проектирование, производство и поддержка жизненного цикла.
Проектирование AP:
Производство AP:
Точки доступа поддержки 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 Gellish English как общего языка моделирования продуктов, который не зависит от области применения и предлагается 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 AP. Но это разделение затруднило обеспечение взаимодействия AP в пересекающихся областях. Основные области гармонизации:
Для сложных территорий очевидно, что для охвата всех основных аспектов необходимо более одной точки доступа:
Организация IGES/PDES была скоординирована в конце 1970-х годов промышленностью, правительством и академическими кругами для разработки стандартов и технологий обмена информацией о продуктах между различными системами САПР. Эта группа сосредоточила свои усилия на двух проектах: Initial Graphics Exchange Specification (IGES) и Product Data Exchange Specification (PDES) с использованием STEP. Эти усилия привели к публикации IGES в 1980 году, который впоследствии был принят в качестве стандарта ANSI. ... Технология Product Data Exchange (PDE) второго поколения, Product Data Exchange Specification (PDES), была инициирована в середине 1980-х годов и была представлена в ISO в 1988 году. Международное сообщество приняло ее в качестве основы для ISO 10303 (STEP). Сегодня текущие усилия по технологии PDE включают Product Data Exchange с использованием STEP (PDES), американского национального стандарта (ANS). Этот проект является основным проектом США, предоставляющим отраслевые вклады в эту деятельность ISO. В результате этих усилий было создано четырнадцать международных стандартов. Более 20 стран мира одобрили STEP, включая всех основных торговых партнеров США.
программы STEP