STEP标准在计算机辅助工程CAx中的应用.doc

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1、STEP标准在计算机辅助工程CAx中的应用董晓岚作者简介：董晓岚（1980-），女，江苏苏州人，硕士，助教，研究方向：数控技术，CAD/CAM/CAE集成。秦培亮万长东摘要：STEP是世界公认的未来产品生命周期数据交换标准，发达工业国家正大力发展制造领域的STEP标准。本文介绍了STEP标准的研究现状、接口、映射机理，重点阐述STEP应用协议组（AP）在不同CAD/CAPP/CAM/CAE/CNC及与PDM系统的数据模型和数据交换中的应用。关键词：STEP；CAx；AP数据交换1STEP标准1．1STEP标准概述STEP(Standard

2、fortheExchangeofProductModelData)标准是一个正在完善中的“产品数据模型交换标准”。它是由国际标准化组织(ISO)工业自动化与集成技术委员会(TC184)下属的第四分委会(SC4)制订，ISO正式代号为IS0-10303。随着工业自动化和计算机技术的不断发展，工业界迫切需要综合性强、可靠高的信息交换机制实现计算机辅助工程(CAx)系统之间的有效集成。STEP标准既是一种产品信息建模技术，又是一种基于面向对象思想方法的软件实施技术。它支持产品从设计到分析、制造、质量控制、测试、生产、使用、维护到废弃整个生命周期

3、的信息交换与信息共享，目的在于提供一种独立于任何具体系统而又能完整描述产品数据信息的表示机制和实施的方法与技术[1]。1．2STEP标准的体系结构STEP把产品信息的表达和数据交换的实现方法区分成六类：描述方法(DescriptionMethods)；实现方法(ImplementationMethods)；集成资源(Resources)：分一般资源和应用资源；应用协议(ApplicationProtocols)；一致性测试方法论和框架(ConformanceTesting)；抽象测试集(AbstractTestSuites)[2]。图1S

4、TEP标准的体系结构其中，构成核心体系的关键语言有：描述语言：EXPRESS语言是STEP标准开发的面向对象的信息模型描述语言（ISO10303-11），用以描述集成资源和应用协议，即是记录产品数据的建模语言，在STEP技术中处于基础和核心的地位。实现语言：鉴于EXPRESS本身不是一种实现语言，STEP规定了若干通过映射关系来实现EXPRESS的语言。主要有：1)STEP中性文件（ISO10303-21）：中性文件采用自由格式的物理结构，不依赖于列的信息（IGES有列的概念），且无二义性，便于软件处理。中性文件格式是信息交换与共享的基础

5、。2)SDAI接口——StandardDataAccessInterface（ISO10303-22）：是STEP中规定的标准数据存取接口，提供访问和操作STEP模型数据的操作集，为应用程序开发员提供统一的EXPRESS实体实例的编程接口需求规范。可用于更高层的数据库实现和知识库实现。3)STEPdatainXML（ISO10303-28）：提供STEP文件到XML的映射，XML是为Internet上传输信息而设计的一种中性的数据交换语言，是Internet/Intranet间存储和提取产品数据的主要语言工具。应用协议（AP）：STEP利

6、用应用协议(AP)来保证语义的一致性。应用协议指定了在某一应用领域中，共享信息模型结构所需遵循的特定应用协议所规定的模型结构。通过应用协议，建立一种中性机制解决不同CAx系统之间的数据交换。目前，已制订或正在制订的有关工程设计与制造方面的STEP应用协议有38个(AP-201～AP-238)[3][5]。2STEP标准应用协议在计算机辅助工程CAx中的应用STEP标准把产品设计制造全部生产活动所需的各种分散的系统有机地集成起来，为高效益、高柔性的制造系统服务。每个CAX系统通过自身的前后处理器实现与中性文件的信息交换，从而实现了CAD/C

7、AM/CAE/CNC/PDM系统之间的产品数据交换。STEP将是二十一世纪现代先进制造技术发展的必然产物，也将是CIMS信息集成系统的核心和实施并行工程的关键。2．1AP203/AP214与CADAP203是最早成为ISO标准的应用协议之一，全称是“三维设计数据的配置控制协议（Configurationcontrolled3Ddesignsofmechanicalpartsandassemblies）”。AP203是针对有配置管理的产品三维数据交换而设定的应用协议，限于产品生命期内的设计阶段，适用于机械零件与部件。AP203协议主要描述两

8、大类产品信息：产品配置信息和三维几何形状信息。AP214全称是“汽车机械设计过程的核心数据(CoreDataforAutomotiveMechanicalDesignProcess)”，协议以