1
Standard for the Exchange of Product Model Data (ISO 10303)
Leh
rstu
hl I
nd
ust
riel
le In
form
atio
nst
ech
nik
STEP
Ein
ord
nu
ng
Ein
ord
nu
ng
CA
MC
AM
CA
PC
AP
CA
DC
AD
Pro
dukt
ions
plan
ung
Pro
dukt
ions
plan
ung
Pro
dukt
ions
steu
erun
gP
rodu
ktio
nsst
euer
ung
Kalkulation
Vertrieb
Kapazitätsplanung
Terminplanung
Fertigungssteuerung
Auftragsveranlassung
Materialwirtschaft/Mengenplanung
Kostenrechnung
Versand
Betriebsdatenerfassung/Auftragsüberwachung
EntwicklungKonstruktion
Arbeitsplanung
NC-Programmierung
Qualitätsmanagement
CA
QC
AQ
Teilefertigung
Produktionslogistik
Montage
Instandhaltung
auftr
agso
rient
ierte
Pro
zeßk
ette
integrierendeSysteme
Kommunikations-systeme
Datenbanken
WissensbasierteSysteme
Schnittstellen
Unternehmens-modellierung
CIM-Konzepte
EngineeringDatenbanken
2
Gliederung
Glie
der
un
gG
lied
eru
ng
• Problem, Motivation, Ziel
• Grundlagen, Begriffe
• Aufbau, Architektur
• Beschreibungssprachen
• Basismodelle
• Anwendungsspezifische Modelle
• Implementierung
• Zusammenfassung
Problem
Ein
leit
un
gE
inle
itu
ng
ApplikationA
ApplikationD
ApplikationC
ApplikationB
n*(n-1) Schnittstellenkonverter
3
Ziele
Ziel
eZi
ele
• Standardisierung des Produktdatenaustausches
• Unabhängigkeit von speziellen CA-Systemen
• Abbildung des gesamten Produktlebenszyklus
• Berücksichtigung von Verknüpfungen
• Reduzierung der Kosten
• Systemunabhängigkeit,
• Datendurchgängigkeit über den gesamten Produktlebenszyklus,
• formale Beschreibung nach genormter Methodik
• redundanzfreie Produktdatenbeschreibung,
• qualitativ besserer Produktdatenaustausch
• Möglichkeiten der Langzeitarchivierung.
Ziele II
Ziel
eZi
ele
4
STEP – Was ist das?
Gru
nd
lag
enG
run
dla
gen
Offizielle Bezeichnung:
„Industrial automation systems andintegration - Product data representationand exchange“
„An unambiguous representation ofcomputer interpretable product information throughout the life of a product.“
[ISO-10303-1-93]
Partialmodelle des Produktmodells
Gru
nd
lag
enG
run
dla
gen
Prinzip-modell Material-
modell
Toleranz-modell
Ober -flächen-
angaben-modell
Bau-gruppen-modell
Geometrie -modell
Einzelteil-modell
Funktions-modell
Prüf-planungs-
modell
Montage-planungs-modell
Fertigungs-
planungs-modell
Gestaltsmodell
Technologiemodell
Planungsmodell
Quelle: Anderl 1993
5
Primäre Anwendungsbereiches des Produktmodells
Gru
nd
lag
enG
run
dla
gen
EntwicklungKonstruktionMaterial-
wirtschaft
Programme fürMontageanlagen
Arbeitsplanung
BerechnungenSimulation
Qualitäts-sicherung Betriebsmittel-
konstruktion
NC-Programm-erstellung
Quelle: Wiendahl 1991.
STEP: Architektur
Au
fbau
Au
fbau
Anwendungsprotokolle
Anwendungsspezifische Modelle
Basismodelle
Implementierungsmethoden
Spezifikationsmethoden
Test-
und
Prüf
methoden
Generische Informationsmodelle
6
3-Ebenen-Architektur
Au
fbau
Au
fbau
anwendungsorientierte, grafische Beschreibung derAnwendungsmodelle (CSG-, B-Rep-, Flächen-, Drahtmodell)
application layer Informationsstruktur
Formale Spezifikation der Partialmodelle in EXPRESS
logical layer Datenstruktur
Beschreibung der Syntax der physikalischen Datei,basierend auf der Wirth‘schen Syntax Notation (WSN)
physical layer Dateiformat
Beschreibungsmethoden
Bes
chre
ibu
ng
smet
ho
den
Bes
chre
ibu
ng
smet
ho
den
• EXPRESS:
- ISO 10303-11 (Language Reference)
- objektorientierte Sprache (Klassenkonzept)
• EXPRESS G:
- grafische Symbole für Datentypen und Relationen
- Generierung aus EXPRESS (Parser)
7
EXPRESS
Bes
chre
ibu
ng
smet
ho
den
Bes
chre
ibu
ng
smet
ho
den
TYPE family = ARRAY of [1: n] OF person;
END_TYPE;
TYPE hair_type = ENUMERATION OF
(blonde ,brown,black,red,white, bald);
END_TYPE;
ENTITY person
SUPERTYPE OF (ONEOF (female, male));
last_name : STRING;
nick_name : OPTIONAL STRING;
children : SET [0: ?] OF person;
hair : hair_type ;
INVERSE parents : SET [0: 2] OF person FORchildren;
END_ENTITY;
EXPRESS-G
Bes
chre
ibu
ng
smet
ho
den
Bes
chre
ibu
ng
smet
ho
den
8
IDEF0, IDEF1x
Bes
chre
ibu
ng
smet
ho
den
Bes
chre
ibu
ng
smet
ho
den
Prüfen und Testen
Tes
tT
est--
un
d P
rüfm
eth
od
enu
nd
Prü
fmet
ho
den• Part 31: General Concepts
• Part 32: Requirements on Testing Laboratories and Clients
• Part 33: Abstract Test Suites • Part 34: Abstract Test Methods for Part 21 Impl. • Part 35: Abstract Test Methods for Part 22 Impl.
9
Allgemeine Basismodelle I
Au
fbau
Au
fbau
ProduktgestaltFormelementemodell
Gestaltdarstellungsmodell
Topologiemodell
MaterialmodellDarstellungsmodell
Toleranzmodell
Oberflächenmodell
Abs
trakt
ions
scha
le
MakrogeometrieMikrogeometrie
Geometriemodell
Presentation model (a)
Surface model (d)
Form feature (e)
Finish specificationFinish specification
Material model (b)
Tolerance model (c)
Deflection
Shape representation model (f)
For example, wireframe
Topology model (g)
Pin head
Pin
Pin shaft
Cylinder CylinderHoles Disk Disk DiskDisk
Geometry model (h)
Line
Circle
Ellipsoid
Spline
Sweep
Plane
Sphere
Cylinder
Spline
Au
fbau
Au
fbau
Allgemeine Basismodelle II
10
Drei Ressourcen bilden das Kernmodell:
Au
fbau
Au
fbau
• generic product description resources
- Wo entstehen die Daten (Anwendungskontext) ?
- Wie sind die Daten strukturiert und wie verändern sie sich (Produktdatendefinition) ?
- Welche Produktdatenmerkmale definieren den Produktzusammenhang (Produktmerkmalsdefinition) ?
- Wie sind die Produktmerkmale darzustellen (Repräsentation: surface, CSG-solid, etc.)
Objekte die in mehreren Teilmodellen genutzt werden:
Au
fbau
Au
fbau
• support resources
- document_shema: (Referenz auf beschreibende Dokumente außerhalb des Produktmodells)
- action_shema: (Referenz auf Aktivitäten die das Produkt verändern)
- certification_shema: (Referenz auf Prüfnachweise)
- contract_shema: (Referenz auf Vertragsunterlagen)
- security_classification_shema: (Referenz auf Vertraulichkeitsinformationen)
11
Objekte die in mehreren Teilmodellen genutzt werden:
Au
fbau
Au
fbau
• support resources
- person_organisation_shema: (Referenz auf Personaldaten)
- data_time_shema: (Referenz auf Zeitinformationen)
- global_unit_shema: (Referenz auf Maßeinheiten)
- measure_shema: (Referenz auf physikalische Größen
- external_reference_shema: (Referenz auf Daten in Datenbanken und Bibliotheken)
Objekte zur Verwaltung:
Au
fbau
Au
fbau
• management resources :
- Administrative Informationen zum Produktmodell
- Referenzen auf die im support_shema niedergelegten Informationen
12
AP 203: Configuration ControlledDesign (ISO 10303-203)
An
wen
du
ng
An
wen
du
ng
AP 203: Configuration ControlledDesign (ISO 10303-203)
An
wen
du
ng
An
wen
du
ng
13
AP212: Electrotechnical Designand Installation
An
wen
du
ng
An
wen
du
ng
• Beschreibung von Funktionen
• Verbindungen und Netze
• Signale
• Installation, Kabel- und Verdrahtungsplanung
• Dokumentation und grafische Darstellung
• Versions- und Konfigurationsverwaltung
• Freigabe, Arbeitsaufträge
AP 214: Core Data for Automotive Mechanical Design Processes
An
wen
du
ng
An
wen
du
ng
• Produktstruktur (organisatorische Daten,
Baugruppenstruktur, Stücklistendaten),
Part 203: Configuration Controled Design
• Geometrie und Topologie (Kanten-, Flächen-,
Volumenmodelle), Part 42: Geometry and Topology
• Toleranzen, Part 47: Tolerances
• Oberflächeneigenschaften, Part 101
14
AP 214: Core Data for Automotive Mechanical Design Processes
An
wen
du
ng
An
wen
du
ng
•Bauteil- und Baugruppenbeschreibungen in
Form von Zeichnungen, Part 101: Draugthing
• Kinematik, Part 105: Kinematics
• Darstellung von Geometrie
Farbe, Linienstärke, schattierte Darstellungen
• Materialangaben, Part 45: Materials
Implementierung
Imp
lem
enti
eru
ng
Imp
lem
enti
eru
ng
• Clear-text Encoding (10303-21)
• C++ language binding (10303-23)
• C language binding (10303-24)
• Fortran language binding (10303-25)
• IDL language binding (10303-26)
• JAVA language binding (10303-29)
15
Zu
sam
men
fass
un
gZ
usa
mm
enfa
ssu
ng
Anwendungsprotokolle
Anwendungsspezifische Modelle
Basismodelle
Implementierungsmethoden
Spezifikationsmethoden
Test-
undPrüf
methoden
Generische Informationsmodelle
