¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

12 но€бр€ 2021

—осто€ние дел и перспективы формата STEP

–альф √рабовски–альф √рабовски

ѕодробности текущего статуса формата STEP и перспектив его дальнейшего развити€ автор обсуждал с ћартином ’ардвиком (STEP Tools) и Ќилом ѕетерсоном (Open Design Alliance).

ќригинал публикации: Ralph Grabowski. The State of STEP


Ќа заре эры механических —јѕ– не было необходимости обмениватьс€ файлами. MCAD были редкостью, поэтому несовместимость систем не имела значени€. Ќо к 1976 году MCAD стали настолько широко использоватьс€ в област€х, св€занных с ¬¬— —Ўј, что стало необходимым найти способ снижени€ затрат на передачу файлов от проектировщиков к производственным подр€дчикам. –ешение было найдено в виде формата под названием Ђначальна€ спецификаци€ обмена графикойї (initial graphics exchange specification, сокращенно IGES).

ќт IGES к PDES и STEP

IGES, с течением времени поддержива€ все больше и больше типов данных, специфических дл€ растущего числа систем MCAD, постепенно разросс€ и стал громоздким. “огда автомобильна€ промышленность √ермании разработала свой собственный широко распространившийс€ стандарт обмена данными о форме поверхности автомобилей Ч VDA-FS. Ёто была современна€ замена ставшему неудобным стандарту.

ѕоэтому руковод€щий комитет IGES начал работу над определением нового всеобъемлющего формата файлов, PDES (product data exchange specification Ч спецификаци€ обмена данными о продукте). ЂPDES призван поддерживать все аспекты описани€ продукта, от первоначальной концепции до разработки, производства, сопровождени€ и утилизации продуктовї, Ч за€вили в ћинистерстве торговли —Ўј, и это очень похоже на сегодн€шний PLM.

¬ 1985 году комитет передал PDES в рабочую группу ISO, котора€ занималась созданием универсального формата файлов, достаточно гибкого, чтобы охватывать ЂвсЄ, от микрочипа до боевого корабл€ї. “ак по€вилс€ Ђстандарт обмена данными модели продуктаї STEP (STandard for the Exchange of Product model data).

STEP был создан как расшир€емый формат, который можно было расшир€ть по мере по€влени€ новых технологий. ¬ нем реализована поддержка наследовани€ Ч например, спица может наследовать свойства стального колеса, в котором она находитс€. ќпределени€ задаютс€ объектно-ориентированным €зыком программировани€ данных EXPRESS.

ѕервый выпуск STEP вышел в 1995 году. —егодн€ STEP состоит из 800 стандартов (см. рисунок ниже), четыре из которых предназначены дл€ конечных пользователей, а остальные представл€ют собой библиотеку многоразовых определений:

  • AP203 дл€ твердотельных моделей (1995 г.)
  • AP214 дл€ сборок (2003)
  • AP242 дл€ аннотаций (2015)
  • AP242e2 дл€ допусков (в прошлом году)
—осто€ние дел и перспективы STEP

„асть стандарта STEP, представленного на steptools.com/stds/stp_expg/arm.html

„тобы узнать, в каком направлении движетс€ STEP, € поговорил с ћартином ’ардвиком, генеральным директором STEP Tools, и Ќилом ѕетерсоном, президентом Open Design Alliance.

STEP дл€ обработки

ѕервоначальна€ цель IGES заключалась в том, чтобы производител€м, таким как General Electric, было проще работать с 3D-модел€ми, поступающими от поставщиков, использующих несовместимые форматы файлов MCAD. ѕроцесс выгл€дел так, и сегодн€ все еще выгл€дит примерно так:

  1. ќператор —јѕ– делает чертежи без учета производственного процесса.
  2. ќператор CAM разрабатывает производственный процесс.
  3. ѕостпроцессор в программном обеспечении CAM генерирует G-код, содержащий инструкции дл€ станка.
  4. ќператор станка с „ѕ” внимательно следит за обработкой, чтобы убедитьс€, что спроектированные детали были изготовлены правильно.

ћартин ’ардвик сказал мне, что сегодн€ есть желание перейти напр€мую от —јѕ– к „ѕ”.

  1. ќператор —јѕ– делает 3D-модель с прицелом на изготовление.
  2. ѕостпроцессор в —јѕ– создает файл STEP-NC.
  3. —танок с „ѕ” использует STEP-NC дл€ автоматизированной, оптимизированной обработки (см. рисунок ниже).
—танок с „ѕ” использует STEP-NC

¬ STEP было добавлено расширение дл€ обработки деталей, известное как STEP-NC (числовое управление):

  • AP238 верси€ 1 дл€ прецизионной обработки (2005 г.)
  • AP238 верси€ 2 дл€ точной сборки (прошлый год)

ƒобавление допусков AP242e2 позволило использовать STEP в автоматизированном производстве.  огда известны допуски, которым должно соответствовать производство, вы можете обрабатывать детали с этими допусками. ƒо этого управление станками работало вслепую, без информации о том, что разрешено.

—осто€ние дел и перспективы STEP

“естовый файл, созданный в Ќациональном институте стандартов и технологий, демонстрирующий представление AP242 и семантические геометрические допуски

CAM присуща сложность. Ђ–аньше в этом разбиралс€ оператор; теперь с этим должно разбиратьс€ программное обеспечениеї, Ч сказал г-н ’ардвик. ¬ведение AP242e2 означает массовое переписывание программного обеспечени€ CAM, что не все компании могут себе позволить. „астично в результате этого изменени€ в последние годы многие CAM-фирмы, такие как Cimitron, GibbsCAM, MasterCAM, SigmaNEST и Vericut, продались более крупным компани€м, таким как Sandvik.

— каждым годом в STEP-NC добавл€етс€ больше данных о процессе, необходимых дл€ того, чтобы пон€ть, как нужно фрезеровать, сверлить или точить деталь, как ее вести, с какой скоростью и т. д.  лючевой момент состоит в том, чтобы знать, какие операции и в каком пор€дке должны выполн€тьс€ с учетом оптимальной траектории инструмента.  огда данных много, интеллектуальное программное обеспечение контроллера должно быть в состо€нии разобратьс€ со всем этим.

Ќачина€ с 2017 года, STEP-NC использовалс€ дл€ изготовлени€ миллионов 5-осевых деталей дл€ коммерческих самолетов, таких как Boeing 787. “еперь STEP-NC готовитс€ к пр€мой передаче данных от CAD на 2,5-осные фрезерные станки с „ѕ”.  роме того, он готовитс€ к 3D-печати, в св€зи с чем г-н ’ардвик назвал STEP-NC ЂPDF обработкиї.

ODA расшир€етс€ до STEP

Open Design Alliance разрабатывает код, например, дл€ чтени€ и записи файлов DWG и PDF, который коммерчески используетс€ компани€ми-членами аль€нса, занимающимис€ программным обеспечением —јѕ–. –азрабатыва€ код от имени 1200 участников, аль€нс избавл€ет их от необходимости разрабатывать его самосто€тельно.

ѕ€ть лет назад организаци€ резко расширила свои предложени€. ќт предоставлени€ отдельных SDK (с 1998 года) она перешла к полному технологическому пакету дл€ работы с файлами CAD и BIM, включа€ совместную работу в »нтернете, контроль версий и визуализацию на любой платформе, в котором осуществл€етс€ поддержка встроенных механизмов твердотельного моделировани€ и ограничений.

¬ начале этого года ODA объ€вил о поддержке STEP, объ€сн€€ это большим спросом со стороны членов ODA, поскольку существующие библиотеки STEP дороги и основаны на ро€лти, сказал мне в интервью президент ODA Ќил ѕетерсон. ¬ некоторых случа€х STEP лицензируетс€ не как отдельный компонент, а как часть набора конверторов. Ќекоторые библиотеки наход€тс€ в публичном доступе, но страдают недостатком функциональности. ѕо его словам, на рынке нет экономичной высококачественной библиотеки, доступной дл€ небольших фирм.

—осто€ние дел и перспективы STEP

 ак STEP вписываетс€ в API/SDK, предлагаемые Open Design Alliance

Ќекоторым членам ODA просто нужен доступ к файлам STEP. ƒругие участники, использующие IFC API от ODA дл€ архитектурного проектировани€, хот€т и того, и другого: IFC дл€ проектировани€ зданий, STEP дл€ станков, устанавливаемых внутри зданий. ODA рассматривает поддержку STEP в качестве долгосрочного приоритета.

”читыва€, что файлы STEP и €зык программировани€ EXPRESS чрезвычайно сложны, € задавалс€ вопросом, как работа может быть выполнена так быстро. ¬ конце концов, PDES работала над проблемой почти три дес€тилети€.

Ђћы приобрели соответствующий опыт, когда занимались IFC, Ч сказал г-н ѕетерсон. Ч ѕодобно IFC, STEP определ€етс€ с использованием схемы EXPRESS, поэтому мы можем использовать фреймворк автоматизации, который мы разработали дл€ IFC, чтобы быстро создать высококачественное решение STEPї.  роме того, ODA €вл€етс€ членом PDES, группы, котора€ поддерживает стандарт STEP, точно так же, как он сотрудничает с buildSMART в части IFC. ќт PDES ODA получает тестовые данные и работает с комитетами, которые устанавливают расширени€ к стандарту.

√рафик ODA выгл€дит следующим образом:

  1.   концу этого года планируетс€ выпустить начальную версию STEP SDK с поддержкой чтени€/записи дл€ AP203, AP214 и AP242.
  2.   концу 2022 года ODA планирует полную поддержку визуализации дл€ этих же трех стандартов на настольных компьютерах, мобильных устройствах и в »нтернете, включа€ бесплатную программу просмотра STEP коммерческого уровн€, аналогичную программам просмотра IFC и DWG от ODA.
  3. јль€нс планирует осуществить публикацию моделей STEP в 2D/3D PDF и преобразование STEP в такие форматы, как Navisworks и DWG.

—тоимость получени€ STEP API от ODA будет Ђбесплатнойї. “о есть члены, которые плат€т ежегодный членский взнос в ODA от 1800 долларов в год, не плат€т ничего дополнительно после того, как STEP становитс€ доступным, и при этом не взимаетс€ никаких лицензионных платежей. Ёто может заставить снизить цены других поставщиков STEP, таких как STEP Tools в —Ўј, EPA в Ўвеции и ProSTEP в √ермании.

¬ долгосрочной перспективе ODA про€вл€ет интерес к AP238 STEP-NC и к преобразованию данных модели в такие форматы, как IFC и Revit. √-н ѕетерсон отмечает, что Ђприоритеты в этих област€х будут основаны на запросах наших членовї.

ћнение автора

ќтрасль MCAD/CAM нуждаетс€ в универсальном файловом формате, чтобы свести к минимуму стоимость и неудобства перевода данных между системами —јѕ– и от систем проектировани€ к производственным станкам.

ќднако опыт других отраслей, таких как AEC/BIM, показывает, что достижение универсальности Ч чрезвычайно сложна€ проблема.  аждый поставщик —јѕ– желает сохранить свои уникальные преимущества перед конкурентами и поэтому предпочитает использовать свои уникальные форматы файлов.

ќ совместимости данных говоритс€ много, и хот€ данные передаютс€ в системы —јѕ– легко, о реальной совместимости говорить пока не приходитс€. ¬ конце концов, требуютс€ затраты на программную реализацию стандартов обмена STEP и IFC, которые усложн€ютс€ по мере расширени€ их возможностей.

¬ 2020-х годах стандарт STEP будет развиватьс€ в двух направлени€х: в сторону большей сложности с помощью STEP-NC и в сторону снижени€ затрат с помощью ODA STEP. ћожно наде€тьс€, что инструменты, предоставл€емые ODA, помогут упростить реализацию универсальности обмена данными в области архитектурного и механического проектировани€.


„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: Ќе пора ли инженерам полюбить Mac
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2021 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.