Основные принципы стандарта STEP

Информация об изделии на отдельных стадиях его ЖЦ (маркетинг, проекти­рование, производство, эксплуатация и утилизация) широко используется на про­тяжении всего жизненного цикла с помощью различных компьютерных систем. Для организации единого информационного пространства в CALS-технологиях предлагается применение интегрированной информационной модели изделия. Таким образом, возникает потребность в единой, понятной для компьютеров форме представления информации об изделии, которая должна обеспечивать организа­цию информационного обмена между различными компьютерными системами.

Основой такой формы представления является международный стандарт ISO 10303 Product data representation and exchange (представление данных об изделии и

40
обмен ими). Неофициальное название стандарта—STEP: Standard for the Exchange of Product data (стандарт для обмена данными об изделии). STEP — стандарт, регламентирующий компьютерное представление данных об изделии и обмен ими.

STEP задает полную информационную модель изделия на протяжении его ЖЦ, а также способы реализации обмена данными, представленными согласно его полной модели. Как полная модель изделия, так и способы обмена данными пред­ложены в компьютерном виде, причем они не зависят от программных и аппарат­ных средств, применяемых участниками ЖЦ изделия.

Преимущество единого стандарта 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 конверторов фор­
матов N*(N-1) штук, где N — количество используемых компьютерных
систем.

В случае применения стандарта STEP количество конверторов сокращается до 2*N штук. Кроме того, STEP имеет статус международного стандарта, что облегчает взаимодействие с зарубежными партнерами.

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

^ задает не только информационную модель, но и способы реализации обме­на данными;

> кроме геометрической информации содержит негеометрические данные
об изделии, в частности:

> структуру изделия;

> административные данные об изделии;

> конфигурацию изделия.

Структура стандарта STEP

Структуру STEP можно условно представить схемой, состоящей из трех уров­ней. Первый уровень является ядром стандарта и содержит инструментарий STEP, с помощью которого задаются остальные компоненты, а также реализуется ин­формационный обмен. На втором уровне находится базовое представление ин­формации об изделии, инвариантное по отношению к предметной области. Оно включает базовую информационную модель изделия, заданную с помощью инст­рументария STEP. Наконец, третий уровень содержит представления информа­ции об изделии, специфичные для конкретной предметной области (например, машиностроение, автомобилестроение, судостроение и т. п.). Они характеризуют информационную модель изделия для конкретной предметной области и опира­ются как на инструментарий STEP (первый уровень), так и на базовую модель изделия (второй уровень). Ниже дана краткая характеристика пяти основных компонентов STEP.

41

УПРАВЛЕНИЕ ЖИЗНЕННЫМ ЦИКЛОМ ПРОДУКЦИИ
Глава 8. СТАНДАРТ STEP

ti    Методы описания предназначены для всех информационных моделей в «.    STEP. Они позволяют задать структуру данных для описания изделия.

Методы реализации производят обмен данными в соответствии со STEP. Они позволяют организовать обмен информацией, представ­ленной с помощью методов описания STEP.

Методология тестирования на соответствие определяет основ­ные принципы тестирования различных программных средств на соот­ветствие стандарту STEP.

Интегрированные ресурсы задают базовое представление информа­ции об изделии, инвариантное по отношению к предметной области. Они являются основой при построении протокола применения.

Протопоп применения определяет специфичное для конкретной пред­метной области представление информации об изделии как основу для обмена данными, построенную на базе интегрированных ресурсов STEP.

Рис. 6. Структура стандарта STEP ( ISO 10303).

Методы описания

Методы описания STEP предназначены для информационных моделей интег­рированных ресурсов и протоколов применения STEP. При этом требуется фор­мальный язык, одинаково хорошо понимаемый и людьми, и компьютерами.

42

Основным методом описания стандарта STEP является язык EXPRESS (ISO 10303-11), представляющий собой формальный язык описания информационных моделей, то есть язык информационного моделирования. Кроме текстового пред­ставления в STEP определено графическое подмножество языка — EXPRESS-G.

EXPRESS одинаково удобен для понимания как человеком, так и компьюте­ром. Поэтому, с одной стороны, люди легко строят информационные модели на EXPRESS, а с другой стороны (за счет формализованное™ языка), возможно создание программных средств для их автоматической обработки и реализации обмена данными, заданными на EXPRESS, согласно методам STEP. EXPRESS яв­ляется независимым от программно-аппаратной платформы языком.

В стандарте STEP на EXPRESS описываются данные об изделии, при этом пред­метная область не имеет значения. Более того, EXPRESS может применяться вне стандарта STEP как самостоятельный язык информационного моделирования и уже используется в других международных стандартах (ISO 13584 РЫВ, ISO 15531 MANDATE, ISO 15926 OIL & GAS), а также для представления информационной модели CALS NATO. Независимость EXPRESS от предметной области достигается за счет того, что для представления объекта применяется не специфическое, а обоб­щенное понятие «сущность». Каждая сущность обладает атрибутами, выражающи­ми характерные свойства моделируемого объекта. Например, сущность геометри­ческой точки имеет атрибуты, отражающие координаты этой точки в пространстве.

Язык EXPRESS не является языком программирования, а может быть исполь­зован только для задания информационных моделей.

Методы реализации

Наряду с заданием информационных моделей основным предназначением стан­дарта STEP служит обмен данными об изделии. Под обменом данными об изде­ лии в стандарте подразумеваются хранение, доступ, передача и архивирование данных, то есть процессы взаимодействия между различными компьютерными системами. Данными об изделии называют содержание его информационной моде­ли (обычно протокола применения), описанной на языке EXPRESS. Однако для организации полноценного информационного обмена одной модели недостаточно: кроме нее необходимы стандартные механизмы, реализующие процессы обмена данными и позволяющие различным компьютерным системам взаимодействовать между собой. В качестве таких механизмов выступают методы реализации STEP, предназначенные для обмена данными об изделии.

Поскольку методы реализации представляют собой интерфейс между различ­ными компьютерными системами, то они не привязаны к какой-нибудь из них, а являются независимыми от программно-аппаратной платформы. Методы реали­зации STEP жестко ориентированы на обмен данными, структура которых описа­на на языке EXPRESS, что делает их свободными от предметной области. В STEP регламентированы два метода реализации: формат обменного файла и программ­ный интерфейс для доступа к базам данных по изделиям.

На сегодняшний день наиболее распространенным способом обмена данными между компьютерными системами является обмен с помощью файлов. В стандар­те STEP он представлен в виде так называемого «обменного файла», формат кото-

43

УПРАВЛЕНИЕ ЖИЗНЕННЫМ ЦИКЛОМ ПРОДУКЦИИ
2. СТАНДАРТ STEP

рого определен в разделе ISO 10303-21. Обменный файл STEP представляет собой текстовый или двоичный файл особой структуры, содержащий данные, являющиеся предметом обмена. Содержимое обменного файла задается информа­ционной моделью (она должна быть описана на языке EXPRESS) и собственно данными, соответствующими ей.

Интегрированные ресурсы

Одним из отличий стандарта STEP является теоретическая основа представ­ления данных об изделии. В качестве ее важнейшего компонента выступают интег­рированные ресурсы STEP, задающие базовое представление данных об изделии, инвариантное по отношению к предметной области. Создание такого представле­ния стало возможным благодаря совпадению требований к данным об изделии, предъявляемых различными предметными областями. Например, такие данные как структура изделия, человек, организация, геометрическое описание являют­ся одинаковыми для любой предметной области.

Интегрированные ресурсы служат основой построения специфичных для кон­кретной предметной области протоколов применения. Благодаря наличию единой основы достигается единообразие всех протоколов применения STEP.

Интегрированные ресурсы STEP содержат базовую информационную мо­дель изделия, заданную на языке EXPRESS. Она не предназначена для информа­ционного обмена, а используется для построения специфичных для конкретных предметных областей информационных моделей, входящих в состав протоколов применения. Элементами базовой модели являются такие понятия, как «изделие», «человек», «организация».

Множество томов STEP можно разделить на обеспечивающие инструмент описания предметных областей и описывающие конкретные области.

К основным относятся тома, содержащие прикладные протоколы, то есть опл-сания предметных областей. Все остальные тома — это средства для:

^ создания прикладных протоколов (методы описания и ресурсы);

> создания моделей и обмена данными о них (методы реализации);

> проверки соответствия прикладных систем стандарту (методы тестирова­
ния и наборы тестов).

Информацию о томах стандарта мы приводим в виде таблиц, где каждый спе­циалист сможет узнать, в каком состоянии находится разработка схем, описываю­щих его конкретную область. Заранее приносим свои извинения, если наш пере­вод наименования томов стандарта окажется несогласованным с терминологией, принятой в данной области.

В графе «Состояние» указаны аббревиатуры, определяющие доступность данного тома:

> IS (International Standard — международный стандарт), DIS (Draft
International Standard — проект международного стандарта), FDIS (Final
Draft International Standard—окончательный проект международного стан­
дарта) — стандартные документы, доступные только через секретариат
ISO или национальных уполномоченных по стандартизации. Через сеть

44
Internet можно получить информацию об усовершенствованиях, внесен­ных в эти тома, и об отдельных замечаниях;

WD (Working Draft — рабочий проект), CD (Commitee Draft — проект комитета), TR (Technical Report—технический отчет), NWI (New Work Item - новый пункт работы)—проекты стандартов, доступные через сеть Internet всем желающим. Что обозначает аббревиатура CDC, точно не известно - в перечне ISO такого состояния документа нет. Возможно, это измененное CDV (Commitee Draft for Vote — проект комитета для голосования).

Таблица 2

Общие тома: методы описания, реализации и тестирования

 

Номер тома	Состо­ яние	Наименование	Примечание
11	IS	Express language reference manual (справочное руководство по языку Express)
12	IS	The Express-1 language reference manual (справочное руководство по языку Express-1)	Здесь I обозначает instance, т.е. экземпляр, следовательно, Express-I — это расширение языка Express, предназначенное для создания экземпляров данных
21	IS	Clear text encoding of the exchange structure (кодирование обменной структуры в явном символьном виде)	Описание формата и структуры символьного обменного файла
22	DIS	Standard data access interface specification (спецификация стандартного интерфейса доступа к данным)	Стандартный интерфейс доступа к данным (SDAI) — набор функций, который позволяет создавать данные STEP, находящиеся в репозиториях, и манипулировать ими
23	CD	C++ language binding to the standard data access interface (привязка стандартного интерфейса доступа к данным к языку C++)
24	CD	С language binding to the standard data access interface (привязка стандартного интерфейса доступа к данным к языку С)

45

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: