Модуль 4.СтандартSTEP

Модуль 4. «Стандарт step»

Слайд 1. Введение

Слайд 2. Что такое step

Пояснения

Информация, создаваемая об изделии на отдельных стадиях его жизненного цикла (маркетинг, проектирование, производство, эксплуатация и утилизация), широко используется на протяжении всего жизненного цикла. Использование информации производится с помощью различных компьютерных систем, в том числе расположенных в различных организациях. Для организации единого информационного пространства для всех участников жизненного цикла изделия, обеспечивающего подобное использование информации об изделии, в CALS-технологиях предлагается применение интегрированной информационной модели изделия, содержащей в себе полную информацию об изделии. Таким образом, возникает потребность в единой, понятной для компьютеров форме представления информации об изделии, которая, к тому же, должна обеспечивать организацию информационного обмена между различными компьютерными системами.

Основой такой формы представления является международный стандарт ISO10303Productdatarepresentationandexchange(Представление данных об изделии и обмен ими). Неофициальное название стандарта –STEP:STandardfortheExchangeofProductdata(Стандарт для обмена данными об изделии).STEP– стандарт, регламентирующий компьютерное представление данных об изделии и обмен ими.

Стандарт STEPзадает полную информационную модель изделия на протяжении его жизненного цикла, а также способы реализации обмена данными, представленными согласно полной модели изделия. Как полная модель изделия, так и способы обмена данными представлены в компьютерном виде, причем ни модель изделия, ни способы обмена не зависят от программных и аппаратных средств, используемых участниками жизненного цикла изделия.

Преимущество при использовании единого стандарта для обмена данными об изделии состоит в возможности легко организовать информационный обмен между всеми компьютерными системами, которые используются в течение жизненного цикла изделия. В противном случае информационный обмен будет вестись между каждой парой компьютерных систем, что имеет существенные недостатки:

• Невозможность создания интегрированной модели изделия;

• Необходимость приобретения большого количества конвертеров форматов: N(N-1) штук, гдеN– количество используемых компьютерных систем.

В случае применения стандарта STEPколичество конвертеров сокращается до 2Nштук, гдеN– количество используемых компьютерных систем. Кроме того,STEPимеет статус международного стандарта, что облегчает взаимодействие с зарубежными партнерами.

По сравнению с предшествующими форматами для обмена данными об изделии (в первую очередь, IGES),STEPтакже обладает рядом преимуществ:

• STEPзадает не только информационную модель, но и способы реализации обмена данными;

• Кроме геометрической информации, STEPсодержит негеометрические данные об изделии, в частности:

• Структуру изделия;

• Административные данные об изделии;

• Конфигурацию изделия.

Слайд 3. История создания step

Пояснения

До того, как произошла промышленная революция, создание изделия проходило с использованием его физической модели. Т.е. для того, чтобы сделать, скажем, бочку, ремесленнику приходилось иметь перед собой точно такую же бочку, размеры которой он измерял и тут же переносил на создаваемое изделие. Такой подход приводил к тому, что вся работа по созданию бочки выполнялась одним человеком, и было совершенно невозможно использование стандартных деталей. Положение начало меняться после того, как в 1801 году Гаспар Монж опубликовал свою книгу «Описательная геометрия», в которой изложил принципы создания чертежей. Благодаря применению чертежей изделия, производителю удалось избавиться от физической модели, стало возможным разделение труда и использование сторонних поставщиков, что, естественно привело к повышению производительности. В 60-х годах XXвека в связи с развитием средств вычислительной техники проектирование изделия стало постепенно переводиться в компьютерную среду, появились первые системы автоматизированного проектирования (САПР). С помощью САПР появилась возможность создавать гораздо более сложные изделия, чем до их появления, упростить процессы проектирования и внесения изменений в изделие, связать между собой различные этапы жизненного цикла (ЖЦ) изделия. Так, с применением САПР стал возможным автоматический перевод геометрической модели детали в программу ее изготовления для станка с ЧПУ.

В то же время с появлением САПР стали появляться новые проблемы. Дело в том, что ни одному из производителей САПР не удалось захватить доминирующего положения на рынке, что привело к ситуации, при которой на различных сотрудничающих предприятиях, а зачастую и в рамках одного предприятия, используются САПР различных производителей. Преимущество бумажного чертежа состоит в том, что ознакомиться с ним можно безо всяких дополнительных принадлежностей, а для его редактирования достаточно карандаша. Чертеж или иная модель изделия, созданная в САПР, бесполезна, если нет доступа к самой САПР. Несовместимость различных САПР и иных программных систем, используемых в течение ЖЦ изделия, значительно сокращало возможности кооперации между различными предприятиями при создании сложных изделий. Вызывала нарекания и необходимость закупки однородных систем отдельным предприятием.

Первые работы в области интеграции различных САПР стартовали в США в начале 70-х годов. Первым практическим результатом этих усилий стала спецификация IGES(InitialGraphicsExchangeSpecification– Базовая Спецификация Графического Обмена), позволявшая организовать обмен графическими данными между САПР. Первая версия спецификацииIGESпоявилась в 1981 году и включала геометрическую информацию об изделии и аннотации. Естественно, чтоIGESне была лишена недостатков, одним из которых являлось отсутствие прочной методологической и научной основы. Это привело к началу работ в 1982 году в рамках инициативыPDDI(ProductDataDefinitionInterface– Интерфейс Задания Данных об Изделии). ЦельюPDDI(работы велись в рамках программы «Компьютерное Интегрированное Производство» ВВС США) являлось создание механизма обмена данными или совместного использования данных без участия человека и многие наработки потом были использованы при создании стандартаSTEP.

Работы по промышленной интеграции велись и в Европе. Так, еще в 1977 году европейская аэрокосмическая промышленность в лице ассоциации AECMAпризнала важность этой проблемы и приступила к разработке общего обменного формата для представления поверхностей; лидером работ выступала Великобритания. В ФРГ в 1982 году совместными усилиями предприятий автомобильной промышленности был разработан стандартVDA-FSдля решения аналогичных проблем. Наконец, во Франции предприятия аэрокосмической и автомобильной промышленности в 1983 году создали национальный стандартSET.

В 1984 году были окончательно осознаны значительные ограничения спецификации IGES. Наряду с глобализацией бизнеса, увеличением сложности изделий, увеличением количества поставщиков, разнообразием используемого ПО, необходимостью поддержки ЖЦ это привело к тому, что был дан старт работам по программеPDES(ProductDataExchangeSpecification– Спецификация Обмена Данными об Изделии). Эта спецификация должна была разрабатываться, имея под собой четкую методологическую и научную основу и делая основной упор на логическое представление данных об изделии и схемах обмена ими. В том же 1984 году прошло первое заседание подкомитетаISOTC184/SC4, положившее начало разработке международного стандарта для обмена данными об изделииISO10303STEP. Основой, на которой предполагалось разрабатывать этот стандарт, стали практически все предыдущие работы:IGES,PDDI,AECMA,VDA-FS,SET, впоследствии произошла интеграция усилий с программойPDES. В процессе созданияSTEPбольшую роль сыграла международная электротехническая комиссия (IEC) и вот, в 1994 году были официально опубликованы первые тома нового международного стандартаISO10303.