Раздел 3: Прикладные протоколы STEP

Прикладные протоколы, вводимые в стандартах STEP, создаются для однозначного понимания спецификаций приложений разными пользователями информационных моделей. Прикладным протоколом в STEP называют информационную модель определенного приложения, которая описывает с высокой степенью полноты множество сущностей, имеющихся в приложении, вместе с их атрибутами, и выражена средствами языка Express. Предполагается, что эта модель содержит в себе описание данных любой конкретной задачи соответствующего приложения, т.е. практические информационные модели прикладных задач оказываются частными случаями прикладных протоколов. Другими словами, прикладной протокол выражает онтологию приложения, поскольку под онтологией понимают совокупность концепций, объектов, отношений и ограничений, выражающих семантику определенной предметной области. Прикладные протоколы в стандарте ISO 10303 содержатся в томах, начиная с N=201. Прикладные протоколы принято обозначать аббревиатурой AP с указанием номера, например, AP203, AP214. Для связи прикладной системы со STEP используемые ею данные должны быть описаны в соответствующем AP. Как правило, прикладной протокол включает большое число сущностей и их атрибутов, описания AP составляют десятки страниц на языке Express или десятки рисунков на языке Express-G. Поэтому целесообразно использовать приемы группирования тесно взаимосвязанных сущностей для более лаконичной характеристики AP. Такими группами являются единицы функциональности (UoF — Units of Functionality). Используют также понятие классов (CC — Conformance Classes) для классификации используемых моделей.

1. структура документации (иерархия, заголовки, утверждающие подписи);
2. связь с изделием (версия, изготовитель);
3. аннотация формы изделия (2D или 3D CAD-модель);
4. связь модели с ее визуализацией (масштаб);
5. форма аннотации (месторасположение аннотации, символы, заполняемые позиции);
6. оформление документов (шрифты, цвета);
7. размеры (допуски);
8. группирование деталей по тем или иным признакам.

1. ссылки на заимствованные из стандартов ISO 10303-41, 42 и 44 интегрированные ресурсы. Это ссылки на такие сущности, как контексты приложения и продукции, свойства изделий, массо-габаритные характеристики, расположение координатных осей, типы кривых и поверхностей, указатели статуса контракта, предприятия, исполнителей, даты и т.п.;
2. описания некоторых обобщенных типов, объединяющих с помощью оператора SELECT ряд частных типов;
3. описания сущностей, выражающих конструкции изделий. Представлены 6 классов геометрических моделей. Класс 1 предназначен для задания состава изделий без описания геометрических форм. Класс 2 включает каркасные модели с явным описанием границ, например, в виде координат точек и определяемых с их помощью линий. В классе 3 каркасные модели дополнены топологической информацией, т.е. данными о том, как поверхности, линии или точки связаны друг с другом. Класс 4 служит для описания поверхностей произвольной формы. Классы 5 и 6 включают твердотельные модели, так называемые BREP (Boundary representation). К первому из них относятся тела, границы которых аппроксимированы полигональными (фасеточными) поверхностями, состоящими из плоских участков. В классе 6 поверхности, ограничивающие тела, могут быть как элементарными (плоскими, квадратичными, тороидальными), так и представленными моделями в форме Безье, B-сплайнов и др.;
4. описание других используемых сущностей, относящихся к конфигурации изделия, например, таких как вносимое в проект изменение с соответствующими атрибутами.

1. CC1 — проектные данные (классификация, конфигурация, документация с двумерными схемами, структура) без функциональных аспектов и инсталляции;
2. CC2 — класс 1 с добавлением функциональной информации (распределение функций между частями системы, информационные потоки и др.);
3. CC3 — класс 1 с информацией об инсталляции (двумерные чертежи с геометрической и пространственной информацией, схемы размещения оборудования);
4. CC4 — полная совокупность данных — единиц функциональности протокола AP212, т.е. объединение CC1, CC2 и CC3.

• G1: wireframe model 2d, включающая такие сущности, как геометрическая модель, точка, линия, кривая, гипербола, B-сплайн, 2D каркасная модель и др.;
• G2: wireframe model 3d с аналогичными сущностями, но в пространстве 3D;
• G3: connected surface model, предназначена для представления топологически ограниченных поверхностных моделей, эта группа включает ряд сущностей из G2 и G8 и таких, как кривая или точка на поверхности, цилиндрическая и тороидальная поверхности, конструктивная геометрия и др.;
• G4: faceted b rep model, относится к BREP моделям с деталями, имеющими планарные поверхности и внутренние пустоты. Понятия точки, линии, плоскости взято из G3 и G5, другие сущности — замкнутая фасеточная оболочка, твердотельное BREP многообразие (manifold solid B-rep) и др.;
• G5: b rep model — представление одного или более тел, каждое из которых состоит из замкнутых внешней и внутренних оболочек. Геометрия поверхностей выражена кривыми. Большинство понятий аналогично используемым в G3;
• G6: compound model — модели поверхностные, твердотельные, каркасные с топологически представленными соединениями. Примеры использования: выделение в телах зон с различными свойствами, частей сварной конструкции и т.п.;
• G7: csg model, или более полное название solid model using Constructive Solid Geometry — получение модели с помощью булевых операций над заданными телами. Наряду с понятиями из предыдущих UoF здесь фигурируют понятия блок, примитив, результат булевой операции и др.;
• G8: geometrically bounded surface model UoF — геометрически ограниченная поверхностная модель.

• S2: element structure — элементы структуры и аннотаций структуры, например, слой, образец, аспект формы, преобразование 2D или 3D, точность, расположение осей и т.п.;
• S5: work management с такими сущностями, как операция, метод операции, контракт, порядок работ, изменение;
• S6: classification с понятиями классификации атрибутов и систем, иерархии и пунктов классификаций;
• S7: specification control — управление спецификациями предназначено для описания свойств продуктов, имеющих большое число вариантов. Описываются классы продуктов, категории характеристик, способы декомпозиции продукции, ее функции, вводятся сущности конфигурация, проектное ограничение, проектное решение, пункт решения, вариант размещения, спецификация и т.п.