ИСО 10303

ISO 10303 — это стандарт ISO для компьютерно интерпретируемого представления и обмена информацией о производстве продукции . Это формат на основе ASCII . Его официальное название: Системы автоматизации и интеграция. Представление и обмен данными о продукции . 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.

Обзор

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.

STEP обычно может использоваться для обмена данными между CAD , автоматизированным производством , автоматизированным проектированием , управлением данными о продуктах / моделированием данных предприятия и другими CAx системами . 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.

Другими стандартами, разработанными и поддерживаемыми ISO TC 184/SC 4, являются:

• ISO 13584 PLIB — Библиотека деталей
• МАНДАТ ISO 15531 – Данные управления промышленным производством
• ISO 15926 Технологические установки, включая объекты нефти и газа. Данные жизненного цикла.
• ISO 18629 PSL — язык спецификации процесса
• ISO 18876 IIDEAS – Интеграция промышленных данных для обмена, доступа и совместного использования
• ISO 22745 Открытые технические словари и их применение к основным данным.
• ISO 8000 Качество данных

STEP тесно связан с PLIB (ISO 13584, IEC 61360).

История

Основой для STEP стала Спецификация обмена данными о продукции (PDES) , которая была разработана в середине 1980-х годов и представлена ​​ISO в 1988 году. Спецификация обмена данными о продуктах (PDES) представляла собой попытку определения данных, призванную улучшить взаимодействие между производственными компаниями и тем самым повысить производительность.

Эволюцию STEP можно разделить на четыре этапа выпуска. Разработка STEP началась в 1984 году как преемника IGES , SET и VDA-FS . 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». Но из-за сложности стандарт пришлось разбить на более мелкие части, которые можно было разработать, проголосовать и утвердить отдельно. В 1994/95 году ISO опубликовала первый выпуск STEP в качестве международных стандартов (IS) с частями 1, 11, 21, 31, 41, 42, 43, 44, 46, 101, AP 201 и AP 203. Сегодня 3D-проектирование с контролем конфигурации AP 203 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. Базовая гармонизация между точками доступа, особенно в геометрических областях, была достигнута за счет внедрения конструкций, интерпретируемых приложением (AIC, серия 500).

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). 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 , библиотеки модулей и ресурсов STEP, которая 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 обратной совместимости:

• AP 201, Явное составление чертежей . Простая геометрия 2D-чертежа, связанная с продуктом. Никакой ассоциации, никакой иерархии сборок.
• AP 202, Ассоциативное черчение . 2D/3D чертеж с ассоциацией, но без структуры продукта.
• AP 203, Трехмерное проектирование механических деталей и узлов с контролируемой конфигурацией .
• AP 204, Механическое проектирование с использованием граничного представления
• AP 214, Основные данные для процессов механического проектирования автомобилей.
• AP 242, 3D-инжиниринг на основе управляемых моделей

AP 242 был создан путем слияния следующих двух протоколов приложений:

• AP 203, Трехмерное проектирование механических деталей и сборок с контролем конфигурации (используется в аэрокосмической промышленности).
• AP 214, Основные данные для процессов механического проектирования автомобилей (используются в автомобильной промышленности).

Кроме того, AP 242, редакция 1, содержит расширения и существенные обновления для:

• Геометрические размеры и допуски
• Кинематика
• Тесселяция

Два AP были модифицированы, чтобы быть непосредственно основанными на AP 242, и, таким образом, стали его надстройками:

• AP 209, Анализ композитных и металлических конструкций и связанное с ними проектирование.
• AP 210, Электронная сборка, межсоединение и дизайн упаковки . Это самый сложный и совершенный STEP AP.

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:

• изогнутые треугольники
• текстуры
• уровни детализации (LOD)
• цвет на вершине
• Поддержка данных 3D-сканера
• постоянные идентификаторы геометрии
• аддитивное производство

Структура

Основная статья: Список деталей STEP (ISO 10303)

STEP разделен на множество частей, сгруппированных в

• Среда
  • Части 1x: Методы описания: EXPRESS , EXPRESS-X.
  • Части 2x: Методы реализации: STEP-File , STEP-XML , SDAI.
  • Части 3x: тестирования соответствия Методология и структура
• Интегрированные модели данных
  • Интегрированные ресурсы (IR), состоящие из
    • Части 4x и 5x: Интегрированные общие ресурсы
    • Части 1xx: Интегрированные ресурсы приложения
    • PLIB ISO 13584-20 Библиотека частей: Логическая модель выражений
  • Части 5xx: Конструкции, интерпретируемые приложением (AIC)
  • Детали 1xxx: Прикладные модули (AM)
• Верхние части
  • Части 2xx: Протоколы приложений (AP)
  • Части 3xx: Абстрактные наборы тестов (ATS) для точек доступа.
  • Части 4xx: Модули реализации для точек доступа

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:

• реализация либо препроцессора , либо постпроцессора , либо того и другого,
• используя один из методов реализации STEP STEP-File, STEP-XML или SDAI для модели данных AIM/MIM и
• поддержка одного или нескольких классов соответствия точки доступа.

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:

• PLM-услуги в рамках OMG для AP 214
• ISO 14649 Модель данных для компьютеризированных числовых контроллеров для AP 238
• PLCS-DEX в OASIS (организации) для AP 239

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:

• AP 209, Анализ композитных и металлических конструкций и связанное с ними проектирование.
• AP 210, Электронная сборка, межсоединение и дизайн упаковки
• AP 221, Функциональные данные и схематическое изображение технологических установок
• AP 236, Данные о мебельной продукции и данные проекта
• AP 239, Поддержка жизненного цикла продукта
• AP 242, 3D-инжиниринг на основе управляемых моделей

Модульные версии AP 209 и 210 являются явным расширением AP 242.

Охват протоколов приложений STEP (AP)

Программы STEP AP можно грубо сгруппировать по трем основным направлениям: проектирование, производство и поддержка жизненного цикла.

Проектирование точек доступа:

• Механический:
  • AP 207, Планирование и проектирование штампов из листового металла
  • AP 209, Анализ композитных и металлических конструкций и связанное с ними проектирование.
  • AP 235, Информация о материалах для проектирования и проверки изделий.
  • AP 236, Данные о мебельной продукции и данные проекта
  • AP 242, 3D-инжиниринг на основе управляемых моделей
• Электрика, электроника и трубопроводы/вентиляция, ориентированные на подключение:
  • AP 210, Электронная сборка, межсоединение и дизайн упаковки . Самый сложный и совершенный STEP AP.
  • АП 212, Электротехническое проектирование и монтаж .
  • AP 227, Пространственная конфигурация предприятия
• Корабль:
  • AP 215, Устройство корабля
  • АП 216, Формы судовые формованные
  • АП 218, Судовые конструкции
• Другие:
  • AP 225, Построение элементов с использованием явного представления формы
  • AP 232, Технические данные, упаковка основной информации и обмен ею
  • AP 233, Представление данных системного проектирования
  • AP 237, Гидродинамика была отменена, а функциональность включена в AP 209.

Производство АП:

• AP 219, Обмен информацией о проверке размеров
• AP 223, Обмен информацией о проектировании и производстве литых деталей.
• AP 224, Определение механического изделия для планов процессов с использованием функций обработки
• AP 238 — Модель, интерпретируемая приложением, для компьютерных числовых контроллеров
• AP 240, Технологические планы обработанных изделий

Точки доступа с поддержкой жизненного цикла:

• AP 239, Поддержка жизненного цикла продукта
• AP 221, Функциональные данные и схематическое изображение технологических установок
• AP 241, Общая модель поддержки жизненного цикла объектов AEC (планируется)

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 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:

• AP 212, 221, 227 и 242 для технических чертежей с расширением в AP 212 и 221 для схематических функций.
• AP 224, 238 и 242 для особенностей обработки, а также для определения геометрических размеров и допусков.

Для сложных областей очевидно, что необходимо более одного ПД, чтобы охватить все основные аспекты:

• AP 212 и 242 для электромеханических изделий, таких как автомобиль или трансформатор. Эта проблема будет решена во второй редакции AP242, которая в настоящее время находится в стадии разработки.
• АП 242, 209 и 210 для электро/электронно-механических изделий
• АП 212, 215, 216, 218, 227 для кораблей
• AP 203/214, 224, 240 и 238 для полного проектирования и изготовления штучных деталей.

См. также

• Граничное представление
• Геометрические размеры и допуски
• ISO 16739 Классы отраслевого фонда , широко используемые вместо ISO 10303-225.

Ссылки

• Пауэрс, Шелли (2003). Практический RDF . О'Рейли .
• Кеммерер, Шэрон , изд. (1 октября 1999 г.). ШАГ: Большой опыт . Гейтерсбург, Мэриленд: Специальная публикация NIST 939. doi : 10.6028/NIST.SP.939 .
• Фини, Эллисон Барнард (1 июня 2002 г.). «Модульная архитектура STEP». Журнал вычислительной техники и информатики в технике . 2 (2): 132–135. дои : 10.1115/1.1511520 . ISSN   1530-9827 .

Внешние ссылки

• Группа стандартизации ISO TC184/SC4
  • Список запчастей СТЕП
  • Судовая группа STEP ISO TC 184/SC 4/WG 3/T 23
• Проект ШАГ AP242
• Репозиторий модулей STEP на SourceForge
• Форум разработчиков CAx — информация о существующих реализациях и мероприятиях по тестированию.
• WikiSTEP — учебное пособие и обзорная информация о STEP и рекомендуемые методы.
• PDES, Inc. – рекомендуемые практики и ссылки
• Корейский центр STEP
• Ресурсы по поддержке жизненного цикла продукта (PLCS)
• Реализация прикладного протокола 224
• Представляем ШАГ
• Схема PDM — общее подмножество, извлеченное из AP 203 и AP 214.
• БРЛКАД и ШАГ
• Анализатор и программа просмотра файлов STEP — создание электронной таблицы из файла STEP, а также программа просмотра.

программы СТЕП

• Программы просмотра файлов STEP
• Онлайн-просмотр файлов шагов
• Стандарты ISO 10303 STEP – STEP Tools, Inc.
• STP просмотрщик 2.3 - скачать