STEP/EXPRESS - Objektově orientovaný ISO standard pro výměnu výrobních dat a ještě o kousek víc! Ing. Martin Molhanec, CSc.

Co je to STEP?  ST andard for E xchange of P roduction data.  STEP je standard pro výměnu výrobních dat  Je to ISO standard (ISO 10303).

Struktura standardu STEP.

Description Methods  Definují jak popsat reálný svět – výrobní data.  Jsou postaveny na analytických metodách softwarového inženýrství.  Používají objektově orientované paradigma.  Základem je EXPRESS language (ISO ).

Example of description SCHEMA 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 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 format ISO ; HEADER; /* * Exchange File generated by ST-DEVELOPER v1.4 * Conforms to ISO */ FILE_DESCRIPTION ((''), '1'); FILE_NAME ('materials_data', ' T12:13:37-04:00', (''), (''), 'ST-DEVELOPER v1.4', '', ''); FILE_SCHEMA (('MATERIALS')); ENDSEC; DATA; #10 = LINEAR_MATERIAL ('Alumina', $, , $, $, $, $ ); #20 = LINEAR_MATERIAL ('Ceramic', $, , $, $, $, $ ); ENDSEC; END-ISO ;

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 srozumitelný  Vhodný 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 příklad SCHEMA 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 příklad ENTITY person; SUPERTYPE OF (ONEOF(male, female)); first_name : STRING; last_name : STRING; nickname : OPTIONAL STRING; birth_date : date; children : SET [0 : ?] OF person; DERIVEage : INTEGER := years(birth_date); INVERSEparents : SET [0 : 2] OF person FOR children; END_ENTITY;

Složitější příklad ENTITY female; SUBTYPE OF (person); husband : OPTIONAL male; maiden_name : OPTIONAL STRING; WHEREWI : (exists(maiden_name) AND EXISTS(husband)) ORNOT 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 PRAHA 6 Tel:. (++420) WWW: