STEP方法学

STEP方法学主要由3个主要部件构成：EXPRESS语言、STEP数据集成架构、多种技术和编程环境的实现方法。

1.1 EXPRESS语言

EXPRESS是将实体一属性一关系的建模语言思想和面向对象的建模概念结合起来的强有力的信息建模语言。EXPRESS以模式定义信息模型，每个模式首先包括实体，其次是辅助类型、函数和规则定义。

最早开发的STEP应用协议是AP203，几何的专有特性促使制造领域发明了ExPREss语言。因为几何实体之间存在大量的继承关系，并且为了使3维几何有效，需要定义很多数学规则，EXPRESS具有很强的继承和规则表达能力。

1.2 STEP集成架构和映射表

1.2.1STEP集成构架

STEP架构的主要特点在于对数据规范的分层，这种集成架构要求STEP应用协议在两阶段开发，第1阶段用信息建模语言开发一个应用需求模型，称作ARM；第2阶段使用映射表映射ARM模型到集成资源来建立AIM。在STEP架构中，ARM定义领域的信息需求，AIM则作为数据交换的标准。右图是STEP集成资源数据架构的概念示例，所有应用协议都保持这个公共建模风格。产品可以有多个版本，一个版本可以有多个产品定义，每个产品定义描述与生命周期相关的一个特定视图；特性(properties)描述产品的概念，如形状和材料等，它又由表达(representation)来描述，如用几何可以描述产品的形状。

AIM的目的是通过允许特性从一个产品对象中被动态地增加和删除，随着产品对象沿产品生命周期的移动，所有的STEP应用协议能够融合在一起。STEP这种途径的好处是允许STEP产品模型随时间而扩展，并且可以避免形成自动化孤岛。

然而，这个架构也由于它的复杂性而引起争议，尤其对于映射表。

1.2.2映射表

映射表是记录应用解释过程的载体，它说明了ARM和AIM之间的形式化关系，由应用元素、解释元素、来源、规则和参考路径5部分构成。以AP238中制造工步和加工操作之间的关系为例说明映射表。图2为ARM模型，表1为映射表，它指示一个STEP—NC实现者怎样表达工步和操作之间的关系，图3为相应的AIM模型。映射说明working_step和operation将由第3个实体machining-operation—relationship连接，它属于action～method—relationship的子类型，且它的related—method属性寻址operation，relating—method属性将寻址working—step。这样，建模两个实体之间的连接允许一个规划系统在操作前建立工步，反之亦然。映射表中的“<=”符号指示继承关系，“<-”符号指示属性关系，“{}”包含的部分指示对参考路径的约束。

映射在以下几个方面引起了争议：

(1)因为映射表使用简洁的数学符号，所以很难理解。

(2)集成资源的定义是标准化的，这样可以使它们跨AP重用，但是对应用而言，AIM模型更难理解和导航。

(3)映射后，信息定义被扩展。例如，在ARM的简单定义中，如“形状”或“公差”，在AIM中被扩展成由几何和公差领域专家制定的完整定义。