ISO 10303 - ISO 10303

ISO 10303 является ISO стандарт для компьютер -интерпретируемый представление и обмен из информация о производстве продукта. Его официальное название: Системы автоматизации и интеграция - Представление и обмен данными о продукте. Он неофициально известен как "ШАГ", что означает" Стандарт обмена данными модели продукта ". ISO 10303 может представлять трехмерные объекты в Системы автоматизированного проектирования (CAD) и сопутствующая информация.

Обзор

В Международный стандарт Цель состоит в том, чтобы предоставить механизм, способный описывать данные о продукте на протяжении всего жизненного цикла товар, независимо от какой-либо конкретной системы. Характер этого описания делает его пригодным не только для нейтрального обмена файлами, но и в качестве основы для реализации и совместного использования баз данных продуктов и архивирования.[1]

Обычно STEP можно использовать для обмен данными между CAD, автоматическое производство, компьютерная инженерия, управление данными о продукте /моделирование данных предприятия и другие CAx Systems.STEP обращается к данным о продукте из механического и электрического проектирования, геометрические размеры и допуски, анализ и производство, а также дополнительную информацию, относящуюся к различным отраслям, таким как автомобильный, аэрокосмический, строительная конструкция, корабль, масло и газ, перерабатывающие предприятия и другие.

STEP разработан и поддерживается техническим комитетом ISO TC 184, Системы автоматизации и интеграции, подкомитет SC 4, Промышленные данные. Как и другие стандарты ISO и IEC, авторское право на STEP принадлежит ISO и не распространяется бесплатно. Однако 10303 ВЫРАЖАТЬ схемы находятся в свободном доступе, как и рекомендуемые методы для разработчиков.

Другие стандарты, разработанные и поддерживаемые ISO TC 184 / SC 4:[2]

  • ISO 13584 PLIB - Библиотека деталей
  • МАНДАТ ISO 15531 - Данные управления промышленным производством
  • ISO 15926 Технологические установки, включая данные о жизненном цикле нефтегазовых объектов
  • 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 в основных данных
  • ISO 8000 Качество данных

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

История

В основе STEP лежал Спецификация обмена данными о продукте (PDES), который был инициирован в середине 1980-х годов и был представлен в ISO в 1988 году.[3][4] Спецификация обмена данными о продукте (PDES) была попыткой определения данных, направленной на улучшение взаимодействия между производственными компаниями и, таким образом, на повышение производительности.[5]

Развитие STEP можно разделить на четыре фазы выпуска. Разработка STEP началась в 1984 году как преемник IGES, SET и VDA-FS.[6] Первоначальный план заключался в том, что «STEP должен быть основан на единой, полной, независимой от реализации модели информации о продукте, которая должна быть основной записью интегрированных тематических моделей и информационных моделей приложений».[7] Но из-за сложности стандарт пришлось разбить на более мелкие части, которые можно было разработать, проголосовать и утвердить отдельно.[8] В 1994/95 году ISO опубликовал изначальный выпуск STEP в качестве международных стандартов (IS) с частями 1, 11, 21, 31, 41, 42, 43, 44, 46, 101, AP 201 и AP 203.[9] Сегодня AP 203 3D-дизайн с контролируемой конфигурацией по-прежнему является одной из наиболее важных частей STEP и поддерживается многими системами CAD для импорта и экспорта.

На втором этапе возможности STEP были широко расширены, в первую очередь для разработки продуктов в аэрокосмической, автомобильной, электротехнической, электронной и других отраслях промышленности. Этот этап завершился в 2002 году вторым основным выпуском, включающим части STEP AP 202, AP 209, AP 210, AP 212, AP 214, AP 224, AP 225, AP 227, AP 232.[10] Базовая гармонизация между AP, особенно в геометрических областях, была достигнута за счет введения интерпретируемых приложением конструкций (AIC, серия 500).[11]

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 согласованы. Эти дефициты привели к развитию Модульная архитектура STEP (400 и 1000 серии).[12][11] Эта деятельность в основном была вызвана 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 зоны (AP 221, AP 236). Разработаны новые редакции предыдущих монолитных AP на модульной основе (AP 203, AP 209, AP 210). Публикация этих новых изданий совпала с выпуском в 2010 году нового продукта ISO. SMRL, модуль и библиотека ресурсов STEP, которая содержит все части ресурсов и прикладные модули STEP 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 первую редакцию нового основного протокола приложений AP 242. 3D-проектирование на основе управляемой модели, который объединил и заменил следующие предыдущие точки доступа совместимым способом:

  • AP 201, Явное рисование. Простая геометрия 2D-чертежа, связанная с продуктом. Нет ассоциации, нет иерархии сборок.
  • АП 202, Ассоциативное черчение. 2D / 3D чертеж с ассоциацией, но без структуры продукта.
  • АП 203, Трехмерное проектирование механических деталей и узлов с контролируемой конфигурацией.
  • АП 204, Механическое проектирование с использованием представления границ
  • АП 214, Основные данные для процессов проектирования автомобильной механики
  • AP 242, 3D-проектирование на основе управляемой модели

AP 242 был создан путем слияния следующих двух протоколов приложений:

  • АП 203, Трехмерное проектирование механических деталей и узлов с контролируемой конфигурацией (используется в аэрокосмической промышленности).
  • АП 214, Основные данные для процессов проектирования автомобильной механики (используется в автомобильной промышленности).

Кроме того, AP 242 edition 1 содержит расширения и важные обновления для:

Две точки доступа были модифицированы, чтобы напрямую основываться на AP 242, и, таким образом, стали ее надмножествами:

  • АП 209, Расчет конструкций из композитных и металлических конструкций и соответствующее проектирование
  • AP 210, Электронная сборка, дизайн межсоединений и упаковки. Это наиболее сложный и изощренный STEP AP.


AP242 edition 2, опубликованная в апреле 2020 года, расширяет область редакции 1 описанием жгутов электрических проводов и представляет расширение методов моделирования и реализации STEP на основе SysML и системного проектирования с помощью оптимизированного метода реализации XML.

Это новое издание также содержит усовершенствования в 3D-размерах и допусках, а также в составном дизайне. Также добавлены новые функции, такие как:

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

Структура

Основная статья: Список частей STEP (ISO 10303)

ШАГ разделен на множество частей, сгруппированных в

  • Среда
  • 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 деталей: Логическая модель выражений
    • Части 5xx: Конструкции, интерпретируемые приложением (AIC)
    • Детали 1xxx: Модули приложений (ЯВЛЯЮСЬ)
  • Верхние части
    • Часть 2xx: протоколы приложений (AP)
    • Части 3xx: наборы абстрактных тестов (ATS) для точек доступа
    • Детали 4xx: Модули реализации для точек доступа

Всего STEP состоит из нескольких сотен частей, и каждый год добавляются новые части или выпускаются новые версии старых частей. Это делает STEP крупнейшим стандартом в ISO, каждая часть которого имеет свою область применения и введение.

AP - это верхние части. 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 конкретного 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 помощью языка моделирования EXPRESS. Данные приложения в соответствии с заданной моделью данных могут обмениваться либо ШАГ-файл, ШАГ-XML или через общий доступ к базе данных, используя SDAI.

Каждая точка доступа определяет основные модели данных, которые будут использоваться для обмена данными, которые называются Модель, интерпретируемая приложением (AIM) или в случае модульной точки доступа, называемой Модульные интерпретируемые модели (МИМ). Эти интерпретируемые модели создаются путем выбора общих объектов, определенных в моделях данных более низкого уровня (4x, 5x, 1xx, 5xx), и добавления специализаций, необходимых для конкретной области приложения AP. Общие универсальные модели данных являются основой для взаимодействия между AP для различных отраслей и стадий жизненного цикла.

В точках доступа с несколькими Классы соответствия верхняя модель данных разделена на подмножества, по одному для каждого класса соответствия. Требования к совместимому приложению STEP:

  • реализация либо препроцессор или постпроцессор или оба,
  • с использованием одного из методов реализации STEP STEP-File, STEP-XML или SDAI для модели данных AIM / MIM и
  • поддержка одного или нескольких классов соответствия AP.

Первоначально у каждой точки доступа должен был быть компаньон Набор абстрактных тестов (ATS) (например, ATS 303 для AP 203), обеспечивая Цели тестирования, Критерии вердикта и Абстрактные тестовые примеры вместе с примерами STEP-файлов. Но поскольку разработка ATS была очень дорогостоящей и неэффективной, это требование было снято и заменено требованиями иметь неофициальный отчет о валидации и рекомендуемые методы его использования. Сегодня рекомендуемые практики являются основным источником для тех, кто собирается внедрять STEP.

В Эталонные модели приложений (ARM) является посредником между AAM и AIM / MIM. Первоначально его целью было только документировать объекты приложения высокого уровня и основные отношения между ними. IDEF1X диаграммы 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 и более сложными, требовались формальные методы для документирования ARM, и поэтому EXPRESS, который изначально был разработан только для AIM, также использовался для ARM. Со временем эти модели ARM стали очень подробными до такой степени, что некоторые реализации предпочли использовать ARM вместо формально требуемых AIM / MIM. Сегодня несколько точек доступа имеют форматы обмена на основе ARM, стандартизованные за пределами ISO TC184 / SC4:

Между точками доступа существует большее совпадение, потому что они часто должны ссылаться на один и тот же тип продуктов, структуру продукта, геометрию и многое другое. А поскольку точки доступа разрабатываются разными группами людей, всегда было проблемой обеспечить совместимость между точками доступа на более высоком уровне. В Конструкции, интерпретируемые приложением (AIC) решил эту проблему для общих специализаций общих понятий, прежде всего в геометрической области. Для решения проблемы согласования моделей ARM и их сопоставления с AIM, Модули STEP были представлены. Они содержат часть ARM, отображение и часть AIM, называемую MIM. Модули построены друг на друге, в результате получается (почти) ориентированный граф с AP и модулями класса соответствия на самом верху. Модульные точки доступа:

  • АП 209, Расчет конструкций из композитных и металлических конструкций и соответствующее проектирование
  • AP 210, Электронная сборка, дизайн межсоединений и упаковки
  • AP 221, Функциональные данные и схематическое изображение технологических установок
  • АП 236, Данные о мебельной продукции и проектные данные
  • АП 239, Поддержка жизненного цикла продукта
  • AP 242, 3D-проектирование на основе управляемой модели

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

Покрытие прикладных протоколов STEP (AP)

Точки доступа STEP можно условно разделить на три основные области: проектирование, производство и поддержку жизненного цикла.

Дизайн AP:

  • Механический:
    • АП 207, Планирование и проектирование штампов для листового металла
    • АП 209, Расчет композитных и металлических конструкций и сопутствующее проектирование
    • АП 235, Информация о материалах для проектирования и проверки продуктов
    • АП 236, Данные о мебельной продукции и проектные данные
    • AP 242, 3D-проектирование на основе управляемой модели
  • Ориентированные на подключение электричество, электроника и трубопроводы / вентиляция:
    • AP 210, Электронная сборка, дизайн межсоединений и упаковки. Самый сложный и изощренный STEP AP.
    • АП 212, Электротехническое проектирование и установка.
    • AP 227, Пространственная конфигурация растений
  • Корабль:
    • AP 215, Обустройство корабля
    • АП 216, Формы судовые формованные
    • АП 218, Корабельные конструкции
  • Другие:
    • AP 225, Строительные элементы с использованием явного представления формы
    • AP 232, Технические данные, упаковка основной информации и обмен
    • АП 233, Представление данных системной инженерии
    • АП 237, Динамика жидкостей был отменен, и функциональность, включенная в AP 209

Производство точек доступа:

AP поддержки жизненного цикла:

  • АП 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. Оба они используют ISO-15926-4 в качестве общей библиотеки справочных данных или словаря стандартных экземпляров. Дальнейшее развитие обоих стандартов привело к Gellish English как общий язык моделирования продукта, который не зависит от области приложения 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 разбиение на несколько AP. Но это разделение затрудняло обеспечение взаимодействия точек доступа в перекрывающихся областях. Основные области гармонизации:

  • AP 212, 221, 227 и 242 для технических чертежей с расширением в AP 212 и 221 для схематической функциональности
  • AP 224, 238 и 242 для деталей обработки и для Геометрические размеры и допуски

Очевидно, что для сложных областей требуется более одной точки доступа, чтобы охватить все основные аспекты:

  • AP 212 и 242 для электромеханических изделий, таких как автомобиль или трансформатор. Это будет решено во втором издании AP242, которое в настоящее время находится в стадии разработки.
  • AP 242, 209 и 210 для электро / электронно-механических изделий
  • AP 212, 215, 216, 218, 227 для судов
  • AP 203/214, 224, 240 и 238 для полного процесса проектирования и изготовления штучных деталей.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ ISO 10303-1: 1994 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Представление данных о продукте и обмен ими. Часть 1. Обзор и фундаментальные принципы.
  2. ^ Стандарты и проекты под прямой ответственностью Секретариата ISO / TC 184 / SC 4 [1]
  3. ^ Куц, Майер (22 июля 2002 г.). Справочник по выбору материалов. Джон Уайли и сыновья. п. 498. ISBN  9780471359241. Организация IGES / PDES координировалась в конце 1970-х годов промышленностью, правительством и академическими кругами с целью разработки стандартов и технологий для обмена информацией о продуктах между различными системами САПР. Эта группа сосредоточила свои усилия на двух проектах: спецификации обмена исходной графикой (IGES) и спецификации обмена данными о продукте (PDES) с использованием STEP. Эти усилия привели к публикации IGES в 1980 году, 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 ​​в ISO в 1988 году. Международное сообщество приняло ее за основу ISO 10303 ( ШАГ). Сегодня продолжающиеся усилия по технологии PDE включают обмен данными о продукте с использованием STEP (PDES), американского национального стандарта (ANS). Этот проект является основным проектом США, обеспечивающим вклад отрасли в деятельность ИСО. В результате этих усилий было создано четырнадцать международных стандартов. STEP одобрили более 20 стран мира, включая всех основных торговых партнеров США.
  4. ^ Кеммерер, Шарон, изд. (1 октября 1999 г.). ШАГ: Великий опыт. Гейтерсбург, Мэриленд: Специальная публикация NIST 939. Дои:10.6028 / NIST.SP.939.
  5. ^ Полномочия 2003, п. 9.
  6. ^ ISO TC184 / SC4 резолюция 1, Гейтерсбург - июль 1984 г.
  7. ^ Резолюция 33 ISO TC184 / SC4, Токио - декабрь 1988 г.
  8. ^ Резолюция 55 ISO TC184 / SC4, Париж - январь 1990 г.
  9. ^ Резолюция 195 и 196 ISO TC184 / SC4, Давос - май 1994 г.
  10. ^ Резолюция 361 ISO TC184 / SC4, Бад-Айблинг, Германия - июнь 1998 г.
  11. ^ а б Фини, Эллисон Барнард (01.06.2002). «Модульная архитектура STEP». Журнал вычислительной техники и информатики в инженерии. 2 (2): 132–135. Дои:10.1115/1.1511520. ISSN  1530-9827.
  12. ^ Резолюция 394 ISO TC184 / SC4, Сан-Франциско, Калифорния - январь 1999 г.

Рекомендации

внешняя ссылка

Программы STEP