10303 認証

ISO 10303 は、製品製造情報をコンピュータで解釈可能な方法で表現し、交換するためのISO標準です。ASCIIベースの形式です。^{[1] : 59}正式名称は、「オートメーション システムと統合 - 製品データの表現と交換」です。非公式には「 STEP 」と呼ばれ、「製品モデル データ交換の標準」の略です。ISO 10303 は、コンピュータ支援設計(CAD) の 3D オブジェクトと関連情報を表現できます。

この国際標準の目的は、特定のシステムに依存しない、製品のライフサイクル全体にわたって製品データを記述できるメカニズムを提供することです。この記述の性質上、中立的なファイル交換に適しているだけでなく、製品データベースやアーカイブの実装と共有の基盤としても適しています。^[2]

STEP は、通常、CAD、コンピュータ支援製造、コンピュータ支援エンジニアリング、製品データ管理/エンタープライズ データ モデリング、およびその他のCAxシステム間でデータを交換するために使用されます。STEP は、機械設計と電気設計、幾何学的寸法と公差、分析と製造からの製品データ、および自動車、航空宇宙、建築、船舶、石油とガス、プロセス プラントなどのさまざまな業界に固有の追加情報を処理します。

STEP は、ISO 技術委員会 TC 184 (オートメーション システムと統合)、サブ委員会 SC 4 (産業データ)によって開発および保守されています。他の ISO および IEC 規格と同様に、STEP は ISO の著作権で保護されており、無料で入手することはできません。ただし、10303 EXPRESSスキーマは無料で入手でき、実装者向けの推奨プラクティスも無料で入手できます。

ISO TC 184/SC 4によって開発・維持されている他の規格は以下のとおりである: ^[3]

• ISO 13584 PLIB - 部品ライブラリ
• ISO 15531 指令 - 工業製造管理データ
• ISO 15926石油・ガス施設を含むプロセスプラントライフサイクルデータ
• ISO 18629 PSL - プロセス仕様言語
• ISO 18876 IIDEAS - 交換、アクセス、共有のための産業データの統合
• ISO 22745 オープン技術辞書とマスターデータへの応用
• ISO 8000データ品質

STEP は PLIB (ISO 13584、IEC 61360) と密接に関連しています。

STEPの基礎となったのは、1980年代半ばに開始され、1988年にISOに提出された製品データ交換仕様（PDES）でした。 ^{[4] [5]}製品データ交換仕様（PDES）は、製造企業間の相互運用性を向上させ、それによって生産性を向上させることを目的としたデータ定義の取り組みでした。^[6]

STEP の進化は、4 つのリリース フェーズに分けられます。STEP の開発は、IGES、SET、およびVDA-FSの後継として 1984 年に始まりました。^[7]当初の計画では、「STEP は、統合されたトピックおよびアプリケーション情報モデルのマスター レコードとなる、単一の完全な実装に依存しない製品情報モデルに基づくものとする」とされていました。^[8]しかし、複雑さのため、標準は、個別に開発、投票、承認できる小さな部分に分割する必要がありました。^[9] 1994/95 年に ISO は、パート 1、11、21、31、41、42、43、44、46、101、AP 201、および AP 203 を含む STEP の最初のリリースを国際標準 (IS) として発行しました。 ^[10]今日でも、AP 203 構成制御 3D 設計は、STEP の最も重要な部分の 1 つであり、インポートとエクスポート用の多くの CAD システムでサポートされています。

第2フェーズでは、STEPの機能が主に航空宇宙、自動車、電気、電子、その他の産業の製品設計向けに幅広く拡張されました。このフェーズは、2002年にSTEPパーツAP 202、AP 209、AP 210、AP 212、AP 214、AP 224、AP 225、AP 227、AP 232を含む第2のメジャーリリースで終了しました。 ^[11]特に幾何学的領域におけるAP間の基本的な調和は、アプリケーションインタープリテッドコンストラクト（AIC、500シリーズ）の導入によって達成されました。^[12]

第 1 リリースと第 2 リリースのモノリシック AP の主な問題は、大きすぎること、互いに重複しすぎていること、十分に調和されていないことです。これらの欠陥が、STEP モジュラー アーキテクチャ(400 および 1000 シリーズ) の開発につながりました。^{[13] [12]}この活動は主に、早期要件分析 (AP 233) や保守と修理 (AP 239) などの追加のライフサイクル フェーズ、および新しい産業分野 (AP 221、AP 236) をカバーする新しい AP によって推進されました。以前のモノリシック AP のモジュラー ベースの新しいエディションが開発されました (AP 203、AP 209、AP 210)。これらの新しいエディションの発行は、すべての STEP リソース パーツとアプリケーション モジュールを 1 枚の CD に収録した新しい ISO 製品SMRL ( STEP モジュールおよびリソース ライブラリ) の 2010 年のリリースと一致しました。 SMRL は頻繁に改訂され、すべての部品を個別に購入するよりもはるかに低いコストで入手できます。

2014 年 12 月、ISO は新しい主要なアプリケーション プロトコル「AP 242マネージド モデル ベース 3D エンジニアリング」の初版を発行しました。これは、上位互換性を保ちながら以下の以前の AP を組み合わせて置き換えたものです。

• AP 201、明示的な製図。製品に関連する単純な 2D 図面ジオメトリ。関連付けやアセンブリ階層はありません。
• AP 202、連想製図。連想を伴う 2D/3D 図面ですが、製品構造はありません。
• AP 203、機械部品およびアセンブリの構成制御された 3D 設計。
• AP 204、境界表現を用いた機械設計
• AP 214、自動車機械設計プロセスのコアデータ
• AP 242、管理モデルベースの 3D エンジニアリング

AP 242 は、次の 2 つのアプリケーション プロトコルを統合して作成されました。

• AP 203、機械部品およびアセンブリの構成制御された 3D 設計(航空宇宙産業で使用)。
• AP 214、自動車の機械設計プロセスのコアデータ（自動車業界で使用）。

さらに、AP 242 エディション 1 には、次の拡張機能と重要な更新が含まれています。

• 幾何寸法と公差
• 運動学
• テッセレーション

2 つの AP は AP 242 を直接ベースにするように変更され、そのスーパーセットになりました。

• AP 209、複合材料および金属構造解析と関連設計
• AP 210、電子アセンブリ、相互接続、パッケージ設計。これは最も複雑で洗練された STEP AP です。

2020 年 4 月に発行された AP242 エディション 2 では、電気ワイヤーハーネスの説明によってエディション 1 のドメインが拡張され、最適化された XML 実装方法を使用した SysML とシステム エンジニアリングに基づく STEP モデル化および実装方法の拡張が導入されています。

この新版には、3D 寸法記入と公差記入、複合設計の機能強化も含まれています。次のような新しい機能も導入されています。

• 曲がった三角形
• テクスチャ
• 詳細レベル (LOD)
• 頂点の色
• 3Dスキャナデータのサポート
• ジオメトリ上の永続的なID
• 付加製造

STEPは多くの部分に分かれており、

• 環境
  • 部品1x: 記述方法: EXPRESS、EXPRESS-X
  • パート 2x: 実装方法: STEP-File、STEP-XML、SDAI
  • パート 3x:適合性テストの方法論とフレームワーク
• 統合データモデル
  • 統合リソース（IR）は、
    • パート4xと5x: 統合された汎用リソース
    • パート 1xx: 統合アプリケーション リソース
    • PLIB ISO 13584-20 部品ライブラリ: 式の論理モデル
  • パート 5xx: アプリケーション解釈構造 (AIC)
  • パート 1xxx:アプリケーション モジュール(AM)
• 上部パーツ
  • パート 2xx: アプリケーション プロトコル (AP)
  • パート 3xx: AP の抽象テスト スイート (ATS)
  • 部品 4xx: AP の実装モジュール

STEP は合計で数百のパーツで構成されており、毎年新しいパーツが追加されたり、古いパーツの新しい改訂版がリリースされたりしています。これにより、STEP は ISO 内で最大の標準となっています。各パーツには独自の範囲と概要があります。

AP は最上位部分です。特定のアプリケーションと業界ドメインをカバーしているため、STEP のユーザーにとって最も関連があります。すべての AP は、特定の種類の製品またはデータ交換シナリオに適した 1 つまたは複数の適合クラスを定義します。範囲、情報要件、および使用シナリオをよりよく理解できるように、IDEF0 を使用して、すべての AP に情報アプリケーション アクティビティ モデル (AAM) が追加されます。

STEP は主に EXPRESS モデリング言語を使用してデータ モデルを定義します。特定のデータ モデルに従ったアプリケーション データは、STEP ファイル、STEP XML 、またはSDAI を使用した共有データベース アクセスによって交換できます。

すべての AP は、データ交換に使用される最上位のデータ モデルを定義します。これは、アプリケーション解釈モデル(AIM) と呼ばれ、モジュラー AP の場合はモジュール解釈モデル(MIM) と呼ばれます。これらの解釈モデルは、下位レベルのデータ モデル (4x、5x、1xx、5xx) で定義された汎用オブジェクトを選択し、AP の特定のアプリケーション ドメインに必要な特殊化を追加することで構築されます。共通の汎用データ モデルは、さまざまな業界やライフ サイクル ステージの AP 間の相互運用性の基礎となります。

複数の適合クラスを持つ AP では、最上位のデータ モデルは、適合クラスごとに 1 つずつサブセットに分割されます。適合 STEP アプリケーションの要件は次のとおりです。

• プリプロセッサまたはポストプロセッサのいずれか、あるいはその両方の実装、
• AIM/MIMデータモデル用のSTEP実装方法STEP-File、STEP-XML、またはSDAIのいずれかを使用し、
• AP の 1 つまたは複数の適合クラスをサポートします。

当初、すべての AP には、サンプル STEP ファイルとともにテスト目的、判定基準、抽象テスト ケースを提供する、付属の抽象テスト スイート(ATS) (例: AP 203 の場合は ATS 303)が必要でした。しかし、ATS の開発はコストがかかり、非効率であったため、この要件は削除され、非公式の検証レポートとその使用方法に関する推奨プラクティスの要件に置き換えられました。今日、推奨プラクティスは、STEP を実装しようとしている人々にとって主要な情報源となっています。

アプリケーション参照モデル(ARM) は、AAM と AIM/MIM の仲介役です。元々、その目的は、高レベルのアプリケーション オブジェクトとそれらの間の基本的な関係を文書化することだけでした。IDEF1Xダイアグラムは、初期の AP を非公式な方法で文書化しました。ARM オブジェクト、その属性、および関係は AIM にマップされるため、AP を実装できます。AP がますます複雑になるにつれて、ARM を文書化するために正式な方法が必要になり、元々 AIM 専用に開発された EXPRESS が ARM でも使用されました。時間の経過とともに、これらの ARM モデルは非常に詳細になり、一部の実装では、正式に必要な AIM/MIM ではなく ARM を使用することが好まれるようになりました。今日、いくつかの AP は、ISO TC184/SC4 の外部で標準化された ARM ベースの交換形式を持っています。

• AP 214 向けOMG内の PLM サービス
• ISO 14649 AP 238 用コンピュータ数値制御装置のデータモデル
• AP 239 のOASIS (組織)内の PLCS-DEX

AP 間の重複は大きくなります。これは、多くの場合、同じ種類の製品、製品構造、形状などを参照する必要があるためです。また、AP は異なるグループによって開発されるため、より高いレベルで AP 間の相互運用性を確保することが常に課題でした。アプリケーション解釈構造(AIC) は、主に形状領域における一般的な概念の共通の特殊化に関するこの問題を解決しました。ARM モデルとそれらの AIM へのマッピングを調和させる問題に対処するために、STEP モジュールが導入されました。これらには、ARM の一部、マッピング、および MIM と呼ばれる AIM の一部が含まれています。モジュールは相互に構築され、AP と適合クラス モジュールを最上位とする (ほぼ) 有向グラフになります。モジュール AP は次のとおりです。

• AP 209、複合材料および金属構造解析と関連設計
• AP 210、電子アセンブリ、相互接続、パッケージ設計
• AP 221、プロセスプラントの機能データと概略図
• AP 236、家具製品データとプロジェクトデータ
• AP 239、製品ライフサイクルサポート
• AP 242、管理モデルベースの 3D エンジニアリング

AP 209 および 210 のモジュラー エディションは、AP 242 の明示的な拡張です。

STEP AP は、設計、製造、ライフサイクル サポートという 3 つの主要領域に大まかに分類できます。

設計AP:

• 機械:
  • AP 207、板金金型の計画と設計
  • AP 209、複合材料および金属構造解析と関連設計
  • AP 235、製品の設計と検証のための材料情報
  • AP 236、家具製品データとプロジェクトデータ
  • AP 242、管理モデルベースの 3D エンジニアリング
• 接続性を重視した電気、電子、配管/換気:
  • AP 210、電子アセンブリ、相互接続、パッケージ設計。最も複雑で洗練された STEP AP。
  • AP 212、電気技術設計および設置。
  • AP 227、プラントの空間構成
• 船：
  • AP 215、船舶の配置
  • AP 216、船舶用成形フォーム
  • AP 218、船舶構造
• その他:
  • AP 225、明示的な形状表現を使用した要素の構築
  • AP 232、技術データパッケージングコア情報と交換
  • AP 233、システム工学データ表現
  • AP 237、流体力学はキャンセルされ、AP 209に含まれる機能

製造AP:

• AP 219、寸法検査情報交換
• AP 223、鋳造部品の設計および製造製品情報の交換
• AP 224、加工フィーチャを使用したプロセス計画の機械製品定義
• AP 238 -コンピュータ数値制御装置のアプリケーション解釈モデル
• AP 240、機械加工製品の工程計画

ライフサイクルサポート AP:

• AP 239、製品ライフサイクルサポート
• AP 221、プロセスプラントの機能データと概略図
• AP 241、AEC 施設のライフサイクル サポートの汎用モデル(計画中)

AP 221 モデルは ISO 15926-2 モデルと非常に似ていますが、AP 221 は STEP アーキテクチャに従い、ISO 15926-2 は異なるアーキテクチャを採用しています。どちらも ISO-15926-4 を共通の参照データ ライブラリまたは標準インスタンスの辞書として使用しています。両方の標準をさらに開発した結果、アプリケーション ドメインに依存しない汎用製品モデリング言語としてGellish English が生まれ、新しい標準の作業項目 (NWI) として提案されています。

STEP の本来の目的は、ライフサイクルのすべての側面に対して 1 つの統合データ モデルを公開することでした。しかし、複雑さ、開発者のグループの違い、開発プロセスの速度の違いにより、複数の AP に分割する必要がありました。しかし、この分割により、重複する領域で AP が相互運用可能であることを保証するのが難しくなりました。調和の主な領域は次のとおりです。

• AP 212、221、227、242 は技術図面用で、AP 212 と 221 は回路図機能用に拡張されています。
• AP 224、238、242（機械加工フィーチャーおよび幾何寸法と公差用）

複雑な領域では、すべての主要な側面をカバーするために複数の AP が必要であることは明らかです。

• AP 212と242は自動車や変圧器などの電気機械製品向けです。これは現在開発中のAP242の第2版で対処されます。
• 電気/電子機械製品に関するAP 242、209、210
• 船舶用 AP 212、215、216、218、227
• 部品の完全な設計と製造プロセスについては、AP 203/214、224、240、および238 を参照してください。

• 境界表現
• 幾何寸法と公差
• ISO 16739産業基礎クラス、ISO 10303-225 の代わりに広く使用されています。

• 標準化グループ ISO TC184/SC4
  • STEPパーツ一覧
  • STEP 船舶チーム ISO TC 184/SC 4/WG 3/T 23
• STEP AP242プロジェクト
• SourceForge の STEP モジュール リポジトリ
• CAx 実装者フォーラム - 既存の実装とテスト活動に関する情報
• WikiSTEP - STEP と推奨プラクティスに関するチュートリアルと概要情報
• PDES, Inc. - 推奨されるプラクティスとリンク
• 韓国STEPセンター
• 製品ライフサイクルサポート (PLCS) リソース
• アプリケーションプロトコル224の実装
• STEPの紹介
• PDM スキーマ - AP 203 と AP 214 から抽出された共通サブセット
• BRLCAD と STEP
• STEP ファイル アナライザーとビューア - STEP ファイルからスプレッドシートを生成し、ビューアとしても機能します

STEPプログラム

• STEP ファイル ビューア
• オンラインステップファイルビューア
• ISO 10303 STEP 規格 – STEP Tools, Inc.
• STP ビューア 2.3 - ダウンロード