ISO 10303

En diciembre de 2014, la 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 forma compatible con versiones anteriores:

• AP 201, Dibujo técnico explícito . Geometría de dibujo 2D simple relacionada con un producto. Sin asociaciones ni jerarquía de ensamblaje.
• AP 202, Dibujo asociativo . Dibujo 2D/3D con asociación, pero sin estructura de producto.
• AP 203, Diseños 3D de piezas y ensamblajes mecánicos con control de configuración .
• AP 204, Diseño mecánico mediante representación de límites
• AP 214, Datos básicos para los procesos de diseño mecánico automotriz
• AP 242, Ingeniería 3D basada en modelos gestionados

El AP 242 se creó mediante la fusión de los dos protocolos de aplicación siguientes:

• AP 203, Diseños 3D de configuración controlada de piezas y conjuntos mecánicos (utilizados en la industria aeroespacial).
• AP 214, Datos básicos para los procesos de diseño mecánico automotriz (utilizados por la industria automotriz).

Además, la primera edición de AP 242 contiene extensiones y actualizaciones importantes para:

• Dimensionamiento y tolerancias geométricas
• Cinemática
• Mosaico

Dos AP habían sido modificados para basarse directamente en AP 242, y por lo tanto se convirtieron en superconjuntos del mismo:

• AP 209, Análisis estructural de materiales compuestos y metálicos y diseño relacionado.
• AP 210, Ensamblaje electrónico, interconexión y diseño de empaquetado . Este es el programa STEP AP más complejo y sofisticado.

La edición 2 de AP242, publicada en abril de 2020, amplía el ámbito de la edición 1 con la descripción de los mazos de cables eléctricos e introduce una extensión de los métodos de modelado e implementación STEP basados ​​en SysML e ingeniería de sistemas con un método de implementación XML optimizado.

Esta nueva edición también incluye mejoras en el dimensionamiento y la tolerancia 3D, y en el diseño de materiales compuestos. Además, se introducen nuevas funciones:

• triángulos curvos
• texturas
• niveles de detalle (LOD)
• color en el vértice
• Compatibilidad con datos de escáner 3D
• Identificadores persistentes en la geometría
• fabricación aditiva

En total, STEP consta de varios cientos de partes y cada año se añaden nuevas partes o se publican nuevas revisiones de las anteriores. Esto convierte a STEP en el estándar más extenso dentro de la ISO. Cada parte tiene su propio alcance e introducción.

En los métodos de descripción, STEP define modelos de datos utilizando el lenguaje de modelado EXPRESS. Los datos de la aplicación, de acuerdo con un modelo de datos determinado, pueden intercambiarse mediante un archivo STEP , un archivo STEP-XML o mediante acceso a bases de datos compartidas utilizando SDAI .

Las AP son las partes superiores. Cubren un dominio de aplicación e industria en particular y, por lo tanto, son las 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 .

En las AP con varias clases de conformidad, el modelo de datos principal se divide en subconjuntos, uno para cada clase de conformidad. Los requisitos de una aplicación STEP conforme son:

• implementación de un preprocesador o un postprocesador o ambos,
• utilizando uno de los métodos de implementación STEP STEP-File, STEP-XML o SDAI para el modelo de datos AIM/MIM y
• compatible con una o varias clases de conformidad de una AP.

Originalmente, cada AP debía contar con un conjunto de pruebas abstractas (ATS) complementario (por ejemplo, ATS 303 para AP 203), que proporcionara objetivos de prueba , criterios de veredicto y casos de prueba abstractos junto con archivos STEP de ejemplo. Sin embargo, debido a que el desarrollo de un ATS era muy costoso e ineficiente, este requisito se eliminó y se reemplazó por la exigencia de contar con un informe de validación informal y prácticas recomendadas sobre cómo usarlo. Actualmente, las prácticas recomendadas son una fuente principal para quienes implementan STEP.

Cada AP define un modelo de datos principal 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 seleccionando objetos genéricos definidos en modelos de datos de nivel inferior (Partes 4x, 5x, 1xx, 5xx) y añadiendo las especializaciones necesarias para el dominio de aplicación específico del AP. Los modelos de datos genéricos comunes constituyen la base de la interoperabilidad entre AP para diferentes tipos de industrias y etapas del ciclo de vida.

El Modelo de Referencia de Aplicación (ARM) actúa como mediador entre el AAM y el AIM/MIM. Originalmente, su propósito era únicamente documentar los objetos de aplicación de alto nivel y las relaciones básicas entre ellos. Los diagramas IDEF1X documentaban el AP de las primeras aplicaciones de forma informal. Los objetos ARM, sus atributos y relaciones se asignan al AIM para que sea posible implementar un AP. A medida que los AP se volvieron más complejos, se necesitaron métodos formales para documentar el ARM, por lo que EXPRESS, que originalmente se desarrolló solo 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 usar el ARM en lugar del AIM/MIM, que era formalmente requerido. Hoy en día, algunos AP tienen formatos de intercambio basados ​​en ARM estandarizados fuera de ISO TC184/SC4.

• Servicios PLM dentro de OMG para AP 214
• ISO 14649 Modelo de datos para controladores numéricos computarizados para AP 238
• PLCS-DEX dentro de OASIS (organización) para AP 239

Existe una mayor superposición entre las AP porque a menudo necesitan referirse al mismo tipo de productos, estructuras de productos, geometría, etc. Y debido a que las AP son desarrolladas por diferentes grupos de personas, siempre fue un problema garantizar la interoperabilidad entre ellas a un nivel superior. Las construcciones interpretadas de la aplicación (AIC) resolvieron este problema para 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 . Estos contienen una parte del ARM, el mapeo y una parte del AIM, denominada MIM. Los módulos se construyen unos sobre otros, lo que da como resultado un grafo (casi) dirigido con la AP y los módulos de clase de conformidad en la parte superior. Las AP modulares son:

• AP 209, Análisis estructural de materiales compuestos y metálicos y diseño relacionado.
• AP 210, Ensamblaje electrónico, interconexión y diseño de empaques
• AP 221, Datos funcionales y representación esquemática de plantas de proceso
• AP 236, Datos de productos de mobiliario y datos de proyectos
• AP 239, Soporte del ciclo de vida del producto
• AP 242, Ingeniería 3D basada en modelos gestionados

Las ediciones modulares de AP 209 y 210 son extensiones explícitas de AP 242.

Los programas STEP AP se pueden agrupar, a grandes rasgos, en tres áreas principales: diseño, fabricación y soporte del ciclo de vida.

Diseño de APs:

• Mecánico:
  • AP 207, Planificación y diseño de matrices para chapa metálica
  • AP 209, Análisis estructural de materiales compuestos y metálicos y diseño relacionado.
  • AP 235, Información sobre materiales para el diseño y verificación de productos
  • AP 236, Datos de productos de mobiliario y datos de proyectos
  • AP 242, Ingeniería 3D basada en modelos gestionados
• Conectividad eléctrica, electrónica y de tuberías/ventilación:
  • AP 210, Ensamblaje electrónico, interconexión y diseño de empaquetado . El programa STEP AP más complejo y sofisticado.
  • AP 212, Diseño e instalación electrotécnica .
  • AP 227, Configuración espacial de la planta
• Barco:
  • AP 215, Disposición del buque
  • AP 216, Moldes para barcos
  • AP 218, Estructuras de barcos
• Otros:
  • AP 225, Elementos de construcción mediante representación explícita de formas
  • AP 232, Información básica e intercambio de datos técnicos sobre el embalaje
  • AP 233, Representación de datos en ingeniería de sistemas
  • El curso AP 237, Dinámica de fluidos, ha sido cancelado y su funcionalidad se ha incluido en el curso AP 209.

AP de fabricación:

• AP 219, Intercambio de información sobre inspección dimensional
• AP 223, Intercambio de información sobre el diseño y la fabricación de piezas fundidas
• AP 224, Definición de producto mecánico para planes de proceso que utilizan características de mecanizado
• AP 238 - Modelo interpretado de aplicación para controladores numéricos computarizados
• AP 240, Planes de proceso para productos mecanizados

APs de soporte del ciclo de vida:

• AP 239, Soporte del ciclo de vida del producto
• AP 221, Datos funcionales y representación esquemática de plantas de proceso
• AP 241, Modelo genérico para el soporte del ciclo de vida de las instalaciones AEC (previsto)

El modelo AP 221 es muy similar al modelo ISO 15926-2, aunque AP 221 sigue la arquitectura STEP e ISO 15926-2 tiene una arquitectura diferente. Ambos utilizan 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 diccionario inglés-gel , que representa un lenguaje general de modelado de productos independiente del dominio de aplicación y que se propone como 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 las distintas velocidades en los procesos de desarrollo, fue necesario dividirlo en varios AP. Esta división dificultó garantizar la interoperabilidad de los AP en áreas superpuestas. Las principales áreas de armonización son:

• AP 212, 221, 227 y 242 para dibujos (electro)técnicos con extensión en AP 212 y 221 para funcionalidad esquemática.
• AP 224, 238 y 242 para características de mecanizado y para dimensionamiento y tolerancias geométricas.

Para áreas complejas, es evidente que se necesita más de un punto de acceso para cubrir todos los aspectos principales:

• AP 212 y 242 para productos electromecánicos como un automóvil o un transformador. Esto se abordará en la segunda edición de AP242, que actualmente se encuentra en desarrollo.
• AP 242, 209 y 210 para productos electromecánicos/electrónicos.
• AP 212, 215, 216, 218, 227 para buques
• AP 203/214, 224, 240 y 238 para el proceso completo de diseño y fabricación de piezas.