STEP/EXPRESS - Objektově orientovaný ISO standard pro

výměnu výrobních dat a ještě o kousek víc!

Ing. Martin Molhanec, CSc.

Co je to STEP?

STandard for Exchange of Production data.

STEP je standard pro výměnu výrobních dat

Je to ISO standard (ISO 10303).

Struktura standardu STEP.

Description MethodsDefinují jak popsat reálný svět –

výrobní data. Jsou postaveny na analytických

metodách softwarového inženýrství.Používají objektově orientované

paradigma.Základem je EXPRESS language

(ISO 10303-11).

Example of descriptionSCHEMA materials; ENTITY linear_material; name : STRING; young_modulus : REAL; coef_thermal_expansion : REAL;

shear_modulus : REAL; yield_stress : REAL; ultimate_stress : REAL; poissons_ratio : REAL; END_ENTITY;END_SCHEMA (* materials *);

Implementation Methods Popisují mapování mezi formální

specifikací a reprezentací použitou pro implementaci standardu STEP.

V současné době existují následující ISO 10303 části:

• 21 (STEP file format) • 22 (Abstract STEP Data Access Interface –

SDAI) [C++]• 27 (Java™ language-based SDAI)• 28 (STEP data in XML) products are under

development

STEP file formatISO-10303-21;HEADER;/*----------------------------------------* Exchange File generated by ST-DEVELOPER v1.4* Conforms to ISO 10303-21*/FILE_DESCRIPTION ((''), '1');FILE_NAME ('materials_data', '1996-07-01T12:13:37-

04:00',(''), (''), 'ST-DEVELOPER v1.4', '', '');FILE_SCHEMA (('MATERIALS'));ENDSEC;DATA;#10 = LINEAR_MATERIAL ('Alumina', $ , 0.0000067, $

, $ , $, $ );#20 = LINEAR_MATERIAL ('Ceramic', $ , 0.0000003, $

, $ , $, $ );ENDSEC;END-ISO-10303-21;

Application Protocols Aplikační protokoly (AP’s, part series

2xx) definují formální modely pro konkrétní aplikační oblast.

Některé příklady aplikačních protokolů– AP203: Configuration controlled design

– AP210: Electronic assembly, interconnect and packaging design

– AP212: Electrotechnical design and installation

EXPRESS language

Je objektově orientovaný Člověku srozumitelnýVhodný pro počítačové zpracování Je podobný jiným OOPL (object

oriented program language )Datový model je podobný ERM

(Entity-relationship model )

EXPRESS language

EXPRESS-C (EXPRESS with static and behavioural modelling capabilities)

EXPRESS-G (Graphical language) EXPRESS-I (Instantiation language) EXPRESS-M (Mapping definition language) EXPRESS-P (Process definition language) EXPRESS-V (Extension of EXPRESS which

enables the creation of views) EXPRESS-X (Merger of M and V)

Příklad jazyka EXPRESS-G (Graphical language)

Příklad dědičnosti

EXPRESS language(definice bodu)

ENTITY Point;

x: REAL;

y: REAL;

END_ENTITY;

EXPRESS language(definice 3D bodu)

ENTITY Point3D

SUBTYPE OF (Point);

z : REAL;

END_ENTITY;

Složitější příkladSCHEMA example;

TYPE date = ARRAY [1:3] OF INTEGER;END_TYPE;

FUNCTION years(d : date) : INTEGER;(* pocita vek *)

END_FUNCTION;

TYPE hair_type = ENUMERATION OF(brown, black, blonde,redhead,gray, white, bald);

END_TYPE;

Složitější příkladENTITY person;SUPERTYPE OF (ONEOF(male, female));

first_name : STRING;last_name : STRING;nickname : OPTIONAL STRING;birth_date : date;children : SET [0 : ?] OF person;DERIVE age : INTEGER := years(birth_date);INVERSE parents : SET [0 : 2] OF person FOR children;

END_ENTITY;

Složitější příklad

ENTITY female;

SUBTYPE OF (person);

husband : OPTIONAL male;

maiden_name : OPTIONAL STRING;

WHERE WI : (exists(maiden_name) AND EXISTS(husband)) OR NOT EXISTS(maiden_name);

END_ENTITY;

Složitější příklad

ENTITY male;

SUBTYPE OF (person);

wife : OPTIONAL female;

END_ENTITY;

END_SCHEMA;

Agregované typy Bag : Netříděná kolekce. Hodnoty NULL nejsou

dovoleny. Duplicitní hodnoty jsou dovoleny.

List : Tříděná kolekce. Hodnoty NULL nejsou dovoleny. Duplicitní hodnoty jsou dovoleny.

Set : Netříděná kolekce. Nejsou dovoleny ani hodnoty NULL, ani duplicitní hodnoty.

Array : Tříděná kolekce pevné velikosti. Jsou dovoleny hodnoty NULL i duplicitní hodnoty.

Více typů dědičnosti

ONEOF – definuje, že subtypy jsou vzájemně vyloučeny (mutually exclusive). Entita může být pouze jedním ze subtypů.

AND – definuje, že všechny instance nadtypu vždy obsahují všechny podtypy.

ANDOR – nedefinuje žádná pravidla ohledně počtu subtypů obsažených v nadtypu

EXPRESS/STEP tools

WinSTEP (Version 3.0) – University of the Federal Armed

Forces J-SDAI

– LKSoftWare GmbH NIST Expresso

– National Institute for Standards and Technology

EzExpress – free

EzExpress (editor for STEP definition files)

JSDAI STEP – Book AP210

Závěr

Standard STEP je asi nejvýznamnější krok v oblasti výměny výrobních dat.

Je podporován těmi nejvýznamnějšími výrobci zejména v USA a západní Evropě, např. firmou General Electric, a dalšími.

Nicméně by tento objektově orientovaný standard měl být také v oblasti zájmu všech zájemců o objektově orientované paradigma, protože rozsah a snaha o úplnost objektového modelu je překvapující.

Ing. Martin Molhanec, CSc.

České vysoké učení technické

Fakulta elektrotechnická

Katedra elektrotechnologie

Technická 2

166 27 PRAHA 6

Tel:. (++420) 224 352 118

Email: molhanec@fel.cvut.cz

WWW: http://martin.feld.cvut.cz/~mmm