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CAD-Datenaustausch: IGES und STEP

1980
Engineering office with engineers collaborating on CAD data exchange using IGES and STEP formats.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Um der Unfähigkeit verschiedener CAD Um Daten auszutauschen, wurden Systeme und neutrale Dateiformate entwickelt. Die Initial Graphics Exchange Specification (IGES), die Ende der 1970er-Jahre entstand, war ein früher Versuch. Sie wurde später durch das robustere und umfassendere STEP-Format (Standard for the Exchange of Product model data, ISO 10303) abgelöst, das vollständige 3D-Modelle, Baugruppenstrukturen und Metadaten darstellen kann.

In den Anfängen von CAD entwickelte jeder Softwareanbieter seine eigene proprietäre Software. DateiformatDies führte zur Entstehung sogenannter „digitaler Inseln“, wodurch die Zusammenarbeit von Unternehmen mit unterschiedlichen Systemen nahezu unmöglich wurde. Ein Automobilhersteller, der System A nutzte, konnte beispielsweise Konstruktionszeichnungen nicht ohne Weiteres mit einem Zulieferer austauschen, der System B verwendete. Um dieses Problem zu lösen, wurde die Initial Graphics Exchange Specification (IGES) von einem Konsortium unter Beteiligung von Boeing und General Electric entwickelt und vom US-amerikanischen National Bureau of Standards (heute NIST) verwaltet. IGES wurde 1980 veröffentlicht und bot ein neutrales, textbasiertes Format zur Beschreibung von Drahtgittermodellen, Oberflächen und einfachen Zeichnungen. Allerdings wies IGES auch Einschränkungen auf: Es hatte oft Probleme mit Volumenmodellen, was zu Übersetzungsfehlern wie Lücken zwischen Oberflächen führte, und es fehlte die Möglichkeit, übergeordnete Informationen wie Feature-Historie oder Baugruppenbeschränkungen zu speichern.

Um diese Mängel zu beheben, begann die Internationale Organisation für Normung (ISO) mit der Entwicklung eines ambitionierteren Standards: ISO 10303, informell bekannt als STEP (Standard für den Austausch von Produktdaten). Im Gegensatz zu IGES wurde STEP von Grund auf als umfassendes Produktdatenmodell konzipiert. Es handelt sich nicht um ein einzelnes Format, sondern um eine Reihe von „Anwendungsprotokollen“ (APs), die auf spezifische Branchen zugeschnitten sind. Beispielsweise dient AP203 der konfigurationsgesteuerten 3D-Konstruktion, während AP242 mechanische Konstruktion und Elektronik vereint. STEP kann Volumengeometrie (B-Rep), Baugruppenstrukturen, Toleranzen, Materialeigenschaften und andere Metadaten, die für das gesamte Produkt entscheidend sind, präzise darstellen. ProduktlebenszyklusObwohl die direkte Übersetzung im nativen Format eines CAD-Systems für eine perfekte Datentreue immer noch bevorzugt wird, hat sich STEP zum De-facto-Industriestandard für einen robusten, herstellerneutralen 3D-Datenaustausch entwickelt.

UNESCO Nomenclature: 3308
• Ingenieurwesen und Technologie

Typ

Abstract System

Störung

Wesentliche

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Verbreitung proprietärer CAD-Dateiformate
  • die Notwendigkeit der Zusammenarbeit bei großen Ingenieurprojekten
  • frühe Datenaustauschformate wie Lochkarten und Magnetbänder für NC-Maschinen
  • Fortschritte in der Datenbank- und Datenmodellierungstheorie

Anwendungen

  • unternehmensübergreifende kollaborative Engineering-Projekte (z. B. Boeing 777)
  • Langzeitdatenarchivierung für Luft- und Raumfahrt und Verteidigung
  • Bereitstellung von 3D-Modellen für verschiedene Fertigungsanbieter
  • Interoperabilität zwischen CAD-, CAE- und CAM-Software
  • Product Lifecycle Management (PLM)-Systeme

Patente:

NA

Potenzielle Innovationsideen

  • a ‘semantic step’ format that includes functional requirements and simulation results
  • Blockchain-basierte Validierung zur Sicherstellung der Integrität ausgetauschter Step-Dateien
  • KI-gestützte Übersetzer, die häufige geometrische Fehler in IGES-/Step-Dateien automatisch reparieren können
  • Streaming von Schrittdateien zum Anzeigen großer Baugruppen auf Geräten mit geringem Stromverbrauch
  • Einbetten von leichtgewichtigen Simulationsmodellen in eine Step-Datei für schnelle Leistungsprüfungen
  • ein universelles Format, das mechanische (STEP), architektonische (IFC) und elektronische (PCB) Daten zusammenführt
  • Quantenschlüsselverteilung zur Sicherung sensibler CAD-Daten beim Austausch
  • ein selbstvalidierendes Dateiformat, das einen Hash seiner eigenen Geometrie enthält, um Beschädigungen zu erkennen
Verwandt mit: IGES, STEP, ISO 10303, CAD, Datenaustausch, Interoperabilität, Dateiformat, Produktdatenmanagement.

Historischer Kontext

CAD-Datenaustausch: IGES und STEP

1974
1975-06-01
1980
1980
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1974
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1978
1980
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(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

10. Jahr Jubiläum

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