La ISO 10303 es una norma ISO para la representación y el intercambio de información de fabricación de productos interpretable por ordenador . Es un formato basado en ASCII . [1] : 59 Su título oficial es: Sistemas de automatización e integración — Representación e intercambio de datos de productos . Se conoce informalmente como " STEP ", que significa "Estándar para el intercambio de datos de modelos de productos". La ISO 10303 puede representar objetos 3D en diseño asistido por ordenador (CAD) e información relacionada.
El objetivo de la norma internacional es proporcionar un mecanismo capaz de describir los datos de los productos a lo largo de su ciclo de vida , independientemente de cualquier sistema en particular. La naturaleza de esta descripción la hace adecuada no solo para el intercambio neutral de archivos, sino también como base para implementar y compartir bases de datos de productos y archivarlas. [2]
STEP se puede utilizar normalmente para intercambiar datos entre CAD , fabricación asistida por ordenador , ingeniería asistida por ordenador , gestión de datos de productos / modelado de datos empresariales y otros sistemas CAx . STEP aborda datos de productos de diseño mecánico y eléctrico, dimensionamiento geométrico y tolerancias , análisis y fabricación, así como información adicional específica de diversas industrias, como la automotriz , aeroespacial , construcción de edificios , barcos , petróleo y gas , plantas de procesamiento y otras.
STEP es desarrollado y mantenido por el comité técnico ISO TC 184, Sistemas de automatización e integración , subcomité SC 4, Datos industriales . Al igual que otras normas ISO e IEC, STEP es propiedad intelectual de ISO y no está disponible de forma gratuita. Sin embargo, los esquemas 10303 EXPRESS están disponibles de forma gratuita, al igual que las prácticas recomendadas para los implementadores.
Otras normas desarrolladas y mantenidas por ISO TC 184/SC 4 son: [3]
STEP está estrechamente relacionado con PLIB (ISO 13584, IEC 61360).
La base para STEP fue la Especificación de Intercambio de Datos de Producto (PDES) , que se inició a mediados de la década de 1980 y se presentó a ISO en 1988. [4] [5] La Especificación de Intercambio de Datos de Producto (PDES) fue un esfuerzo de definición de datos destinado a mejorar la interoperabilidad entre empresas manufactureras y, por lo tanto, mejorar la productividad. [6]
La evolución de STEP se puede dividir en cuatro fases de lanzamiento. El desarrollo de STEP comenzó en 1984 como sucesor de IGES , SET y VDA-FS . [7] El plan inicial era que "STEP se basaría en un único modelo de información de producto completo e independiente de la implementación, que sería el registro maestro de los modelos de información de aplicaciones y temas integrados". [8] Pero debido a la complejidad, el estándar tuvo que dividirse en partes más pequeñas que se pueden desarrollar, votar y aprobar por separado. [9] En 1994/95, ISO publicó el lanzamiento inicial de STEP como estándares internacionales (IS) con las partes 1, 11, 21, 31, 41, 42, 43, 44, 46, 101, AP 201 y AP 203. [10] Hoy en día, AP 203 Configuration controlled 3D design sigue siendo una de las partes más importantes de STEP y cuenta con el respaldo de muchos sistemas CAD para importación y exportación.
En la segunda fase, las capacidades de STEP se ampliaron ampliamente, principalmente para el diseño de productos en las industrias aeroespacial, automotriz, eléctrica, electrónica y otras. Esta fase finalizó en el año 2002 con el segundo lanzamiento principal, que incluye las partes STEP AP 202, AP 209, AP 210, AP 212, AP 214, AP 224, AP 225, AP 227, AP 232. [11] La armonización básica entre los AP, especialmente en las áreas geométricas, se logró mediante la introducción de los constructos interpretados de aplicación (AIC, serie 500). [12]
Un problema importante con los AP monolíticos de la primera y segunda versión es que son demasiado grandes, se superponen demasiado entre sí y no están suficientemente armonizados. Estas deficiencias llevaron al desarrollo de la arquitectura modular STEP (series 400 y 1000). [13] [12] Esta actividad fue impulsada principalmente por nuevos AP que cubren fases adicionales del ciclo de vida, como el análisis temprano de requisitos (AP 233) y el mantenimiento y reparación (AP 239), y también nuevas áreas industriales (AP 221, AP 236). Se han desarrollado nuevas ediciones de los AP monolíticos anteriores sobre una base modular (AP 203, AP 209, AP 210). La publicación de estas nuevas ediciones coincidió con el lanzamiento en 2010 del nuevo producto ISO SMRL , la biblioteca de recursos y módulos STEP, que contiene todas las partes de recursos y módulos de aplicación STEP en un solo CD. La SMRL se revisará con frecuencia y está disponible a un costo mucho menor que comprar todas las partes por separado.
En diciembre de 2014, ISO publicó la primera edición de un nuevo protocolo de aplicación importante, AP 242 Ingeniería 3D basada en modelos gestionados , que combinó y reemplazó los siguientes AP anteriores de manera compatible con versiones anteriores:
AP 242 se creó fusionando los dos protocolos de aplicación siguientes:
Además, la edición 1 de AP 242 contiene extensiones y actualizaciones importantes para:
Se modificaron dos AP para que se basaran directamente en AP 242 y, por lo tanto, se convirtieron en superconjuntos del mismo:
La edición 2 de AP242, publicada en abril de 2020, amplía el dominio de la edición 1 con la descripción de arneses de cables eléctricos e introduce una extensión de los métodos de implementación y modelización STEP basados en SysML e ingeniería de sistemas con un método de implementación XML optimizado.
Esta nueva edición también contiene mejoras en el dimensionamiento y tolerancia 3D y en el diseño de materiales compuestos. También se han introducido nuevas funcionalidades como:
STEP se divide en muchas partes, agrupadas en
En total, STEP consta de varios cientos de partes y cada año se añaden nuevas partes o se publican nuevas revisiones de partes más antiguas. Esto convierte a STEP en el estándar más importante dentro de la norma ISO. Cada parte tiene su propio alcance e introducción.
Los AP son las partes superiores. Cubren una aplicación y un dominio industrial en particular y, por lo tanto, son los más relevantes para los usuarios de STEP. Cada AP define una o varias clases de conformidad, adecuadas para un tipo particular de producto o escenario de intercambio de datos. Para proporcionar una mejor comprensión del alcance, los requisitos de información y los escenarios de uso, se agrega un modelo de actividad de aplicación (AAM) informativo a cada AP, utilizando IDEF0 .
STEP define principalmente modelos de datos utilizando el lenguaje de modelado EXPRESS. Los datos de la aplicación según un modelo de datos determinado se pueden intercambiar mediante un archivo STEP , un XML STEP o mediante un acceso a una base de datos compartida utilizando SDAI .
Cada AP define un modelo de datos superior que se utilizará para el intercambio de datos, denominado Modelo interpretado de la aplicación (AIM) o, en el caso de un AP modular, Modelo interpretado del módulo (MIM). Estos modelos interpretados se construyen eligiendo objetos genéricos definidos en modelos de datos de nivel inferior (4x, 5x, 1xx, 5xx) y agregando especializaciones necesarias para el dominio de aplicación particular del AP. Los modelos de datos genéricos comunes son la base para la interoperabilidad entre AP para diferentes tipos de industrias y etapas del ciclo de vida.
En los AP con varias clases de conformidad, el modelo de datos superior se divide en subconjuntos, uno para cada clase de conformidad. Los requisitos de una aplicación STEP conforme son:
Originalmente, todos los AP debían contar con un conjunto de pruebas abstractas (ATS) complementario (por ejemplo, ATS 303 para AP 203), que proporcionaba propósitos de prueba, criterios de veredicto y casos de prueba abstractos junto con archivos STEP de ejemplo. Pero debido a que el desarrollo de un ATS era muy costoso e ineficiente, este requisito se eliminó y se reemplazó por los requisitos de tener un informe de validación informal y prácticas recomendadas sobre cómo usarlo. Hoy en día, las prácticas recomendadas son una fuente principal para quienes van a implementar STEP.
Los modelos de referencia de aplicaciones (ARM) son los mediadores entre el AAM y el AIM/MIM. Originalmente, su propósito era únicamente documentar objetos de aplicaciones de alto nivel y las relaciones básicas entre ellos. Los diagramas IDEF1X documentaban el AP de los primeros AP de manera informal. Los objetos ARM, sus atributos y relaciones se asignaban al AIM para que fuera posible implementar un AP. A medida que los AP se volvían cada vez más complejos, se necesitaban métodos formales para documentar el ARM, por lo que EXPRESS, que originalmente se desarrolló únicamente para el AIM, también se utilizó para el ARM. Con el tiempo, estos modelos ARM se volvieron muy detallados hasta el punto de que algunas implementaciones prefirieron utilizar el ARM en lugar del AIM/MIM requerido formalmente. Hoy en día, algunos AP tienen formatos de intercambio basados en ARM estandarizados fuera de ISO TC184/SC4:
Existe una mayor superposición entre los AP porque a menudo necesitan hacer referencia al mismo tipo de productos, estructuras de productos, geometría y más. Y debido a que los AP son desarrollados por diferentes grupos de personas, siempre fue un problema asegurar la interoperabilidad entre los AP en un nivel superior. Los Constructos Interpretados de Aplicación (AIC) resolvieron este problema para las especializaciones comunes de conceptos genéricos, principalmente en el área geométrica. Para abordar el problema de armonizar los modelos ARM y su mapeo al AIM se introdujeron los módulos STEP . Contienen una parte del ARM, el mapeo y una parte del AIM, llamada MIM. Los módulos se construyen unos sobre otros, lo que da como resultado un gráfico (casi) dirigido con el AP y los módulos de clase de conformidad en la parte superior. Los AP modulares son:
Las ediciones modulares de AP 209 y 210 son extensiones explícitas de AP 242.
Los AP de STEP se pueden agrupar aproximadamente en tres áreas principales: diseño, fabricación y soporte del ciclo de vida.
Diseño de APs:
AP de fabricación:
Puntos de acceso de soporte de ciclo de vida:
El modelo AP 221 es muy similar al modelo ISO 15926-2, mientras que AP 221 sigue la arquitectura STEP y la ISO 15926-2 tiene una arquitectura diferente. Ambos utilizan la ISO-15926-4 como biblioteca de datos de referencia común o diccionario de instancias estándar. Un desarrollo posterior de ambos estándares dio como resultado el inglés Gellish como lenguaje de modelado de productos general que es independiente del dominio de la aplicación y que se propone como un elemento de trabajo (NWI) para un nuevo estándar.
La intención original de STEP era publicar un modelo de datos integrado para todos los aspectos del ciclo de vida. Sin embargo, debido a la complejidad, los diferentes grupos de desarrolladores y la diferente velocidad de los procesos de desarrollo, fue necesaria la división en varios AP. Sin embargo, esta división dificultó garantizar que los AP fueran interoperables en áreas superpuestas. Las principales áreas de armonización son:
Para áreas complejas, está claro que se necesitan más de un AP para cubrir todos los aspectos principales:
información de productos entre diferentes sistemas CAD. Este grupo centró sus esfuerzos en dos proyectos, la Especificación de Intercambio de Gráficos Inicial (IGES) y la Especificación de Intercambio de Datos de Producto (PDES) utilizando STEP. Este esfuerzo resultó en la publicación de IGES en 1980, que posteriormente se adoptó como estándar ANSI. ... Una tecnología de Intercambio de Datos de Producto (PDE) de segunda generación, la Especificación de Intercambio de Datos de Producto (PDES), se inició a mediados de la década de 1980 y se presentó a ISO en 1988. La comunidad internacional la adoptó como base para ISO 10303 (STEP). Hoy, los esfuerzos de tecnología PDE en curso incluyen el Intercambio de Datos de Producto utilizando STEP (PDES), un Estándar Nacional Americano (ANS). Este proyecto es el principal proyecto estadounidense que proporciona aportes de la industria a esta actividad ISO. Se han creado catorce estándares internacionales como resultado de este esfuerzo. Más de 20 países en todo el mundo han aprobado STEP, incluidos todos los principales socios comerciales de EE. UU.
Programas STEP