基于STEP标准的船舶工程数据共享研究

基于STEP标准的船舶工程数据共享研究

何海

广东中远海运重工有限公司广东东莞523146

摘要：为了实现船舶产品的数据交换和共享，建立了一种新的总体功能模型。通过对船舶STEP标准和发展趋势的应用研究，建立了基于各功能模块和共享数据库的整体功能模型，基于数据交换接口的CAD/CAM系统；解决了计算机应用系统之间的船舶产品设计、制造和生命周期所需的信息和数据的交换与共享。

关键词：船舶；STEP；应用协议；应用解释模型

前言

STEP是计算机可是别的产品数据表达和交换的国际标准。其目的是提供一种中性的机制，可以独立于任何特定的系统来描述整个产品生命周期的产品数据。这种描述不仅适用于中性文件的交换，也适用于产品数据库和文档的实现和共享。

对于我国航运业来说，船舶STEP标准是消除企业信息孤岛，实现系统集成的基础。与国外相比，船舶STEP标准的研究较少。近年来，随着船舶开始逐步稳定，有必要对现状进行全面的了解，进行进一步的研究，确定研究的范围，采用合适的技术路线。

1船舶STEP标准

船舶行业自1987年以来，由美国NIDDESC领导，开始发展航运业数据交换标准，并成为以后SETP标准的重要基础。船舶STEP应用协议组（ISOTC184/SC4WG3/T23）成立于1992年6月，是专业生产船舶STEP标准组织，以下4个成员组织的核心作为T23一直是产品数据交换的标准工作组的工作。美国的NIDDESC，欧洲的EMSA（EuropeanMarineSTEPAssociation），日本的JMSA（JapanMarineStandardsAssociation）韩国的KoreaSTEPCenter。

经过多年的发展，船舶STEP标准已经发生变化。一些应用协议已经成为正式的国际标准，其中一些已经被撤销或合并，因此有必要跟踪最新的船舶STEP标准的发展。

狭义的船舶STEP标准定义仅包含T23组所设置的协议，广义定义包括所有与船舶行业相关的应用程序协议集合。T23只负责船舶结构3个应用协议（AP215，216，218），SC4组中另一个与工作相关的其他协议，其中一些已成为国际标准，一些将成为国际标准。

T23小组于1998年2月初步确立船舶行业几个应用协议编号（AP215，216，217，218），于2000年7月以AP227Ed.2（工厂空间配置）取代了AP217（船舶管系）应用协议，并增加AP212协议（电子技术设计和安装）。2001年4月，所有与船舶有关的应用协议被划分为结构系统（AP215，216，218），分配系统（AP212227）和设备/子系统。在2003年6月取消了AP226和234，并添加了船舶系统应用协议AP233和239。

近年来，与船舶有关的大多数应用协议和标准都获得了正式国际标准的地位，其中，ISO13584和ISO15926标准和STEP标准类似，由几个部分组成，现在已经完成了很大一部分。

船舶STEP应用协议数据交换基础在于ISO13584零件库标准，而ISO15926将用于船舶结构，AP214将应用于船舶机械。所有这些标准构成了船舶STEP标准的完整体系。

2船舶产品数据交换与共享的总体功能模型

船舶产品数据交换技术的目标是将STEP法作为船舶产品数据的综合方法。产品背景是异构数据集成系统有不同的CAD数据文件的数据格式，产品模型在异构系统之间的交换，因为系统在不同的数据表达、解释机制，可能导致数据丢失和数据转换错误，等等，一步的最初目的是为了解决这样的问题。基于STEP的数据库实现方法是当前研究的重点，基于STEP定义的数据库被称为“STEP_DB”。采用STEP标准建立STEP_DB，并在STEP_DB基础上提供船舶产品数据服务：船舶协调设计、船舶产品数据交换、船舶产品数据管理。

STEP_DB模块建立EXPRESS模型，导入产品数据，并根据所定义的模型持续提供数据服务。船舶数据管理模块通过网络和CAD开发工具提供与设计师相关的产品数据。在分布式环境下，设计了基于同一产品模型的船舶协同设计模块。数据交换模块根据不同CAD开发工具的数据接口生成相应数据格式的数据文件。由于STEP可以完全定义产品模型，涵盖各个阶段和应用领域，STEP_DB可以向企业的不同部门提供相应的产品数据。基于STEP_DB的集成数据模型可以消除不一致的产品数据，解决数据集成的问题。

图1STEP_DB数据库实现系统

3基于STEP_DB的共享数据库系统

船舶设计和建造要求产品数据可以在各部门之间共享，产品数据通过局域网或互联网进行交换和共享，数据必须可靠、一致、准确。根据STEP标准的发展现状，对数据库共享方法进行了全面的实现，但是SDAI接口可以部分解决这个问题，同时，标准的访问接口可以方便不同厂商的不同软件组件的集成。如图1所示，它是基于工程实践，通过使用STEP工具提供的ROSEC++类库实现SDAI，并将步骤工具中的工具集成到系统中，使开发更加方便快捷。需要增加生成的过程中实现中介数据库（ROSEDB）和构建数据库建立映射，为了交换数据，可以异构平台，如绘图TRIBON系统输出的DXF文件转换存储STEP_DB产品数据库，数据库产品的实现数据共享和交换。

结束语

本文通过研究船舶STEP标准的应用和发展趋势，根据我国船舶工业发展的特点开发STEP应用协议，消除了数据信息传输错误，减少大量的重复劳动，提高工作质量和效率；船舶信息模型是建立和开发船舶软件系统集成的工具，为船舶工业的并行工程、敏捷制造等先进技术的实施提供了强大的技术支持，有利于船舶产业的信息化。

参考文献：

[1]李玉刚纪卓尚林焰.船舶STEP标准现状及其应用研究[J].舰船科学技术，2008（02）

[2]张蓓高峰朱沁.船舶设计制造中的数据转换标准研究[J].中国造船，2009（09）