ISO 10303

ISO 10303 este un standard al ISO pentru reprezentarea și schimbul computerizat de . Este un format bazat pe ASCII. Titlul său oficial este: Sisteme și integrare automatizată – Reprezentarea și schimbul de date despre produs. Este cunoscut informal sub denumirea „STEP” (Standard for the Exchange of Product model data – „Standard pentru schimbul de date ale modelului de produs”). ISO 10303 permite reprezentarea obiectelor 3D utilizate în proiectare asistată de calculator (CAD), precum și a informațiilor asociate acestora.

Prezentare generală Obiectivul acestui este de a furniza un mecanism capabil să descrie datele despre produs pe întreg ciclul de viață al unui produs, independent de orice sistem informatic particular. Natura acestei descrieri îl face adecvat nu numai pentru schimbul de fișiere neutre, ci și ca bază pentru implementarea, partajarea și arhivarea bazelor de date de produs.ISO 10303-1:1994 Industrial automation systems and integration -- Product data representation and exchange -- Part 1: Overview and fundamental principles

STEP este utilizat, în mod obișnuit, pentru schimbul de date între sisteme de CAD, (CAM), (CAE), managementul datelor produsului și , precum și alte sisteme . Standardul acoperă date referitoare la proiectarea mecanică și electrică, , analiză și fabricație, precum și informații specifice diferitelor industrii, cum ar fi industria auto, aerospațială, construcții, industria navală, sectorul petrol și gaze, instalațiile de proces și altele.

STEP este dezvoltat și întreținut de comitetul tehnic ISO/TC 184, Sisteme și integrare automatizată, subcomitetul SC 4, Date industriale. Ca și alte standarde ISO și IEC, STEP este protejat prin drepturi de autor de către ISO și nu este disponibil gratuit. Cu toate acestea, schemele din seria 10303 sunt disponibile gratuit, la fel ca și practicile recomandate pentru implementatori.

Alte standarde dezvoltate și menținute de ISO/TC 184/SC 4 includ:Standards and projects under the direct responsibility of ISO/TC 184/SC 4 Secretariat

(PLIB) – biblioteci de piese ISO 15531 (MANDATE) – date pentru managementul fabricației – instalații de proces, inclusiv date privind ciclul de viață al instalațiilor petroliere și de gaze (PSL) – limbaj de specificare a proceselor ISO 18876 (IIDEAS) – integrarea datelor industriale pentru schimb, acces și partajare ISO 22745 – dicționare tehnice deschise și aplicarea lor la datele master – calitatea datelor

STEP este strâns legat de PLIB (ISO 13584, IEC 61360).

Istoric Baza pentru STEP a fost Specificația de schimb de date despre produs (PDES), inițiată la mijlocul anilor 1980 și transmisă ISO în 1988. PDES a reprezentat un efort de standardizare a definiției datelor, destinat îmbunătățirii interoperabilității între companiile de producție și, implicit, creșterii productivității.

Evoluția STEP poate fi împărțită în patru faze majore de lansare. Dezvoltarea a început în 1984, ca succesor al , SET și .ISO TC184 / SC4 resolution 1, Gaithersburg - July 1984 Planul inițial prevedea ca STEP să se bazeze pe un model complet și unificat de informații despre produs, independent de implementare, care să constituie baza modelelor integrate tematice și de aplicație.ISO TC184 / SC4 resolution 33, Tokyo - December 1988 Din cauza complexității ridicate, standardul a fost împărțit în mai multe părți mai mici, care puteau fi dezvoltate, votate și aprobate separat.ISO TC184 / SC4 resolution 55, Paris - January 1990

În 1994–1995, ISO a publicat lansarea inițială a STEP ca standard internațional (IS), incluzând părțile 1, 11, 21, 31, 41, 42, 43, 44, 46, 101, precum și protocoalele de aplicație AP 201 și AP 203.ISO TC184 / SC4 resolution 195 and 196, Davos - May 1994 În prezent, AP 203 (Configuration controlled 3D design) rămâne una dintre cele mai importante componente ale STEP și este suportată de numeroase sisteme CAD pentru import și export de date.

În a doua fază, capabilitățile STEP au fost extinse semnificativ, în special pentru proiectarea produselor din industriile aerospațială, auto, electrică și electronică. Această etapă s-a încheiat în 2002, odată cu a doua lansare majoră, care a inclus protocoalele de aplicație AP 202, AP 209, AP 210, AP 212, AP 214, AP 224, AP 225, AP 227 și AP 232.ISO TC184 / SC4 resolution 361, Bad Aibling, Germany – June 1998 O armonizare de bază între aceste AP-uri, în special în domeniul geometric, a fost realizată prin introducerea Constructelor interpretate de aplicație (AIC, seria 500).

O problemă majoră a protocoalelor de aplicație monolitice din primele două lansări a fost dimensiunea lor foarte mare, suprapunerea conceptuală și nivelul insuficient de armonizare. Aceste limitări au condus la dezvoltarea (seriile 400 și 1000).ISO TC184 / SC4 resolution 394, San Francisco, California - January 1999 Această evoluție a fost determinată în principal de apariția unor noi AP-uri care acoperă faze suplimentare ale ciclului de viață al produsului, precum analiza timpurie a cerințelor (AP 233) și mentenanța și reparațiile (AP 239), dar și noi domenii industriale (AP 221, AP 236). Au fost dezvoltate, de asemenea, noi ediții modulare ale AP-urilor monolitice anterioare (AP 203, AP 209, AP 210). Publicarea acestor ediții a coincis, în 2010, cu lansarea produsului ISO SMRL (STEP Module and Resource Library), o bibliotecă care conține toate resursele STEP și modulele de aplicație într-un singur pachet. SMRL este actualizată periodic și este disponibilă la un cost semnificativ mai redus decât achiziționarea separată a tuturor părților standardului.

În decembrie 2014, ISO a publicat prima ediție a unui nou protocol de aplicație major, AP 242, Managed Model-Based 3D Engineering, care a combinat și a înlocuit, într-un mod compatibil retroactiv, următoarele protocoale de aplicație anterioare:

AP 201, Desen explicit simplu – geometrie de desen 2D asociată unui produs, fără asociativitate și fără ierarhie de asamblare. AP 202, Desen asociativ – desen 2D/3D cu asociativitate, dar fără structură de produs. AP 203, Proiectare 3D controlată prin configurație pentru piese și ansambluri mecanice. AP 204, Proiectare mecanică utilizând reprezentarea de frontieră (B-rep). AP 214, Date de bază pentru procesele de proiectare mecanică în industria auto. AP 242, Inginerie 3D bazată pe model gestionat.

AP 242 a fost dezvoltat prin fuzionarea următoarelor două protocoale de aplicație:

AP 203, Proiectare 3D controlată prin configurație pentru piese și ansambluri mecanice (utilizat în special în industria aerospațială); AP 214, Date de bază pentru procesele de proiectare mecanică în industria auto (utilizat în principal în industria auto).

În plus, ediția 1 a AP 242 include extensii și actualizări semnificative privind:

Cinematică

Două protocoale de aplicație au fost ulterior adaptate pentru a se baza direct pe AP 242, devenind astfel superseturi ale acestuia:

AP 209, Analiza structurilor compozite și metalice și proiectare asociată; AP 210, Asamblare electronică, proiectarea interconectărilor și a ambalajelor electronice, considerat cel mai complex și mai sofisticat AP din cadrul STEP.

Ediția 2 a AP 242, publicată în aprilie 2020, extinde domeniul ediției 1 prin includerea descrierii cablajelor electrice și prin introducerea unor extensii ale metodelor de modelare și implementare STEP bazate pe SysML și ingineria sistemelor, împreună cu o metodă de implementare XML optimizată.

Această nouă ediție conține, de asemenea, îmbunătățiri privind dimensionarea și toleranțele 3D, precum și proiectarea materialelor compozite. În plus, au fost introduse funcționalități noi, precum:

triunghiuri curbate; texturi; niveluri de detaliu (LOD); culoare la nivel de vârf (vertex color); suport pentru date provenite din scanare 3D; identificatori persistenți ai geometriei; suport pentru fabricația aditivă.

Structura STEP este alcătuit din numeroase părți, grupate în următoarele categorii principale:

Mediul (infrastructura): Părțile 1x: metode de descriere (, EXPRESS-X); Părțile 2x: metode de implementare (, , ); Părțile 3x: metodologie și cadru de . Modele de date integrate: Resurse integrate (IR), care includ: Părțile 4x și 5x: resurse generice integrate; Părțile 1xx: resurse de aplicație integrate; – bibliotecă de piese (model logic al expresiilor); Părțile 5xx: constructe interpretate de aplicație (AIC); Părțile 1xxx: module de aplicație (AM). Părțile de nivel superior: Părțile 2xx: protocoale de aplicație (AP); Părțile 3xx: suite de teste abstracte (ATS) pentru AP-uri; Părțile 4xx: module de implementare pentru AP-uri.

În total, STEP cuprinde câteva sute de părți, iar anual sunt adăugate părți noi sau sunt publicate revizuiri ale celor existente, ceea ce îl face cel mai extins standard din cadrul ISO. Fiecare parte are un scop și o introducere proprie.

Protocoalele de aplicație (AP) reprezintă componentele de nivel superior ale standardului. Ele acoperă domenii specifice de aplicație și industrii și sunt, prin urmare, cele mai relevante pentru utilizatorii STEP. Fiecare AP definește una sau mai multe clase de conformitate, adecvate pentru anumite tipuri de produse sau scenarii de schimb de date. Pentru o mai bună înțelegere a scopului, cerințelor informaționale și scenariilor de utilizare, fiecărui AP îi este asociat un model informativ al activității aplicației (AAM), realizat utilizând .

STEP definește în principal modele de date utilizând limbajul de modelare EXPRESS. Datele de aplicație conforme unui anumit model de date pot fi schimbate printr-un fișier STEP, prin sau prin acces la o bază de date partajată utilizând .

Fiecare AP definește un model de date de nivel superior utilizat pentru schimbul de date, numit Model interpretat de aplicație (AIM) sau, în cazul unui AP modular, Model interpretat de modul (MIM). Aceste modele interpretate sunt construite prin selectarea obiectelor generice definite în modelele de date de nivel inferior (4x, 5x, 1xx, 5xx) și adăugarea specializărilor necesare domeniului de aplicație specific. Modelele de date generice comune constituie baza interoperabilității dintre diferitele AP-uri, pentru industrii și etape diferite ale ciclului de viață al produsului.

În AP-urile care includ mai multe clase de conformitate, modelul de date de nivel superior este împărțit în subseturi, câte unul pentru fiecare clasă de conformitate. Cerințele unei aplicații conforme STEP sunt:

implementarea fie a unui , fie a unui postprocesor, sau a ambelor; utilizarea uneia dintre metodele de implementare STEP (STEP-File, STEP-XML sau SDAI) pentru modelul de date AIM/MIM; suportul pentru una sau mai multe clase de conformitate ale unui AP.

Inițial, se cerea ca fiecare AP să fie însoțit de o (ATS) (de exemplu, ATS 303 pentru AP 203), care să furnizeze scopuri de testare, criterii de evaluare (verdict) și cazuri de testare abstracte, împreună cu fișiere STEP exemplu. Deoarece dezvoltarea unui ATS s-a dovedit foarte costisitoare și ineficientă, această cerință a fost ulterior eliminată și înlocuită cu obligativitatea unui raport informal de validare și a unor practici recomandate de utilizare. În prezent, practicile recomandate reprezintă o sursă principală pentru implementatorii STEP.

Modelele de referință ale aplicației (ARM) reprezintă interfața conceptuală dintre AAM și AIM/MIM. Inițial, rolul lor a fost de a documenta obiectele de aplicație de nivel înalt și relațiile fundamentale dintre acestea. Diagramele au fost utilizate pentru a documenta primele AP-uri într-o manieră informală. Obiectele ARM, atributele și relațiile lor sunt mapate către AIM, astfel încât implementarea unui AP să fie posibilă.