摘自：
http://hi.baidu.com/%BF%AD%C8%F1%CB%BC/blog/item/2f70d11319e6f1c4c3fd78e2.html
作者：凱銳思 CADRISE
隨著CAD/CAM技術(shù)的廣泛應(yīng)用，產(chǎn)品的幾何模型或產(chǎn)品的完整信息模型以計算機(jī)可以理解的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存貯在計算機(jī)內(nèi)部。企業(yè)間、企業(yè)內(nèi)部不同的職能部門間經(jīng)常需要進(jìn)行產(chǎn)品信息的交換，由于CAD/CAM系統(tǒng)的不同，產(chǎn)品模型在計算機(jī)內(nèi)部的表達(dá)也不相同，直接影響到設(shè)計和制造部門和企業(yè)間的產(chǎn)品信息的交換和流動。導(dǎo)致了產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)的制訂。1980年，由美國國家標(biāo)準(zhǔn)局(NBS)主持成立了由波音公司和通用電氣公司參加的技術(shù)委員會，制訂了基本圖形交換規(guī)范IGES（Initial Graphics Exchange Specification），并于1981年正式成為美國的國家標(biāo)準(zhǔn)。
IGES
是指初始圖形交換規(guī)范(Initial Graphics Exchange Specification)被定義基于Computer-Aided Design (CAD) & Computer-Aided Manufacturing (CAM) systems (電腦輔助設(shè)計&電腦輔助制造系統(tǒng))不同電腦系統(tǒng)之間的通用ANSI信息交換標(biāo)準(zhǔn)。最初開發(fā)IGES是為了能在計算機(jī)繪圖系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫上進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。IGES開發(fā)吸取的思想主要來自波音公司的CAD/CAM集成信息網(wǎng)和通用電氣公司的中性數(shù)據(jù)庫。IGES草案（IGES 1.0）于1980年1月發(fā)表，最初范圍僅限于工程圖紙所需的典型幾何、圖形和標(biāo)注元素（Entity）。1980年春季，美國國家標(biāo)準(zhǔn)所(ANSI)Y14.26委員會經(jīng)表決，接受IGES作為產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)的一部分，于1981年1月發(fā)表。與此同時，一個旨在維護(hù)IGES標(biāo)準(zhǔn)的委員會成立，致力于IGES的發(fā)展和應(yīng)用。IGES作為ANSI標(biāo)準(zhǔn)發(fā)表以后，IGES委員會把注意力放在擴(kuò)展IGES到新的領(lǐng)域，為此設(shè)立了一些委員會研究新增的應(yīng)用領(lǐng)域。1982年IGES 2.0版本發(fā)表，包括了電子和有限元兩個委員會完成了工作。1986年IGES 3.0發(fā)表，包括了工廠規(guī)劃和建筑結(jié)構(gòu)工程兩個委員會的工作。在幾何表示方面，IGES 3.0支持曲面和三維線框表示，只是對IGES 1.0有所改變，這在實(shí)際的CAD系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換中是不夠的，因?yàn)镃AD數(shù)據(jù)很大部分以實(shí)體形式出現(xiàn)。IGES在CAM－I 的協(xié)助下開發(fā)出實(shí)體模型數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)規(guī)范ESP(Experimental Solids Proposal)，ESP能處理邊界表示模型、CSG模型和裝配體，其中的CSG部分成功地用于福特汽車公司的PADL-2系統(tǒng)、通用汽車公司的GMSolid和通用電氣公司的TRUCE系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。1988年6月發(fā)表的IGES 4.0包括了CSG模型，而實(shí)體的邊界模型則包含在IGES以后的版本中。從1981年的IGES 1.0版本到1991年的IGES 5.1版本，和最新的IGES 5.3版本，IGES逐漸成熟，日益豐富，覆蓋了CAD/CAM數(shù)據(jù)交換的越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域。作為較早頒布的標(biāo)準(zhǔn)，IGES被許多CAD/CAM系統(tǒng)接受，成為應(yīng)用最廣泛的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。符合期初制訂IGES標(biāo)準(zhǔn)的目的：建立一種信息結(jié)構(gòu)用來產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)的數(shù)字化表示和通信，以及在不同的CAD/CAM系統(tǒng)間以兼容的方式交換產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)。在IGES標(biāo)準(zhǔn)中定義了五類元素：曲線和曲面幾何元素、構(gòu)造實(shí)體幾何CSG元素、邊界B-Rep實(shí)體元素、標(biāo)注元素和結(jié)構(gòu)元素。元素類型號100到199一般保留為幾何元素的類型號。
STEP
：是指產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)(Standard For The Exchange of Product Model Data)。1983年12月，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織所屬技術(shù)委員會TC184(工業(yè)自動化系統(tǒng)技術(shù)委員會)下的“產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)外部表示”(External Representation of Product Model Data)分委會SC4所制定的國際統(tǒng)一CAD數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，到1994年已完成了其中12個分號標(biāo)準(zhǔn)。1995年美國波音公司等11家航空工業(yè)巨頭決定采用STEP標(biāo)準(zhǔn)；美國海軍采購零件規(guī)定采用STEP標(biāo)準(zhǔn)；歐共體參與GFM(通用工程分析模型項目)等11家公司和研究機(jī)構(gòu)包括工業(yè)用戶，采用了STEP方法，并支持當(dāng)前的軟件和工業(yè)應(yīng)用范圍；日本、韓國政府及大企業(yè)也都紛紛立項發(fā)展STEP技術(shù)。我國也已采用STEP標(biāo)準(zhǔn)。她提供了一種不依賴具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，旨在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的交換和共享。這種描述的性質(zhì)使得它不僅適合于交換文件，也適合于作為執(zhí)行和分享產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫和存檔的基礎(chǔ)。發(fā)達(dá)國家已經(jīng)把STEP標(biāo)準(zhǔn)推向了工業(yè)應(yīng)用，它的應(yīng)用顯著降低了產(chǎn)品生命周期(PLM)內(nèi)的信息交換成本，提高了產(chǎn)品研發(fā)效率，成為制造業(yè)進(jìn)行國際合作、參與國際競爭的重要基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，是保持企業(yè)競爭力的重要工具。它涉及到了建筑、工程、結(jié)構(gòu)、機(jī)械、電氣、電子工程及船體結(jié)構(gòu)等無所不包的所有產(chǎn)品領(lǐng)域。在產(chǎn)品數(shù)據(jù)共享方面，STEP標(biāo)準(zhǔn)提供四個層次的實(shí)現(xiàn)方法：ASCII碼中性文件；訪問內(nèi)存結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序界面；共享數(shù)據(jù)庫以及共享知識庫。STEP標(biāo)準(zhǔn)具有簡便性、可兼容性、壽命周期長和可擴(kuò)展性的優(yōu)點(diǎn)，能夠很好的解決信息集成問題，實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)組合，實(shí)現(xiàn)信息的無縫連接。STEP 是一個范圍很廣的標(biāo)準(zhǔn)，目前商用CAD系統(tǒng)包含很多應(yīng)用協(xié)議(AP)，例如：AP 203 配置控制設(shè)計(Configuration Controlled Design) 主要針對通用機(jī)械設(shè)計中產(chǎn)品的配置管理、曲面和線框模型、實(shí)體模型的小平面邊界表示和曲面邊界表示等；AP 214 汽車機(jī)械設(shè)計過程的核心數(shù)據(jù)(Core Data For Automotive Mechanical Design Process)主要針對汽車行業(yè)的解決方案。STEP標(biāo)準(zhǔn)在我國的對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)號為GB16656
。STEP標(biāo)準(zhǔn)存在的問題是整個體系極其龐大，標(biāo)準(zhǔn)的制訂過程進(jìn)展緩慢**。
IGES vs STEP
：IGES是一套美國國家標(biāo)準(zhǔn)，它使得圖形和基本的幾何數(shù)據(jù)可以在繪圖和造型系統(tǒng)之間交換。然而，幾何交換僅僅是數(shù)據(jù)交換的一部分，產(chǎn)品數(shù)據(jù)涵蓋許多圖形和幾何以外的東西。因此急需一種不依賴于任何系統(tǒng)的機(jī)制，它能夠描述產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。基于上述需求，開發(fā)了產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)STEP：用于產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換和共享的國際標(biāo)準(zhǔn)。相對而言，IGES在幾何數(shù)據(jù)的處理方面取得了很大的成就。熟悉IGES的用戶亦逐漸轉(zhuǎn)換到STEP標(biāo)準(zhǔn)。在幾何方面STEP不遜色于IGES，并且在其它方面提供了更加廣泛的應(yīng)用，由此可知，從IGES轉(zhuǎn)移到STEP是一個明智的選擇。GM公司的STEP轉(zhuǎn)換中心對IGES和STEP在曲面交換方面進(jìn)行了一項重大比較結(jié)果如下：1)從UG到CATIA的11次交換中，采用STEP的成功率為99%，而采用IGES的成功率只有69%；2)從CATIA到UG的9次交換中，采用STEP的成功率為99%，而采用IGES的成功率僅有66%；3)從UG到Pro/E的轉(zhuǎn)換使得文件變大是一個問題，但是采用STEP轉(zhuǎn)換后的文件遠(yuǎn)比采用IGES轉(zhuǎn)換的文件要小；4)從Pro/E到UG的12次交換中，采用STEP的成功率為100%，而采用IGES的成功率只有98%*。在大約60%的實(shí)例中，STEP 提供更好的交換機(jī)制；有8%的實(shí)例，STEP和IGES提供相同的結(jié)果；32%的實(shí)例，IGES比STEP交換的效果要好一些。平均地講，IGES轉(zhuǎn)換后的文件更大一些。總的來說，STEP實(shí)施效果要優(yōu)于相應(yīng)的IGES實(shí)施效果。
結(jié)果表明：99.8%的曲面模型可以成功地采用STEP進(jìn)行轉(zhuǎn)換；99.5%可以成功地采用VDA-FS進(jìn)行轉(zhuǎn)換；92.6%可以成功地采用IGES進(jìn)行轉(zhuǎn)換。對于曲面模型的轉(zhuǎn)換，VDA-FS比IGES的效果要好。就文件大小而言，VDA-FS 格式創(chuàng)建的文件要比IGES和STEP文件大許多；STEP文件比IGES文件稍微小一點(diǎn)，由于VDA-FS文件非常大，所以其處理時間也比IGES和STEP要長。STEP的前置處理時間比IGES稍微短一些，而IGES的后置處理時間稍微短一些。總的來說，STEP和IGES的文件大小和處理時間基本相當(dāng)，這些性能指標(biāo)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于VDA-FS。在德國進(jìn)行的測試表明，如今STEP已經(jīng)有能力替代VDA-FS。因此，歐寶（OPEL）公司向其供應(yīng)商宣布，希望供應(yīng)商們今后采用STEP代替VDA-FS作為中性文件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。許多供應(yīng)商都紛紛表示，自己已經(jīng)計劃采用STEP。對于曲面模型的轉(zhuǎn)換，STEP將是首選。 日本的V-CALS工作組包括JAMA （日本汽車制造協(xié)會）、JAPIA（日本汽車配件行業(yè)協(xié)會）和 IT經(jīng)銷商三個主要機(jī)構(gòu)，他們從1996年5月到1998年3月互相協(xié)同工作，以支持STEP標(biāo)準(zhǔn)的AP214的開發(fā)工作。他們還進(jìn)行各種活動以促進(jìn)STEP的實(shí)際應(yīng)用。作為工作組的活動之一，包括20多個實(shí)例的數(shù)據(jù)交換測試在豐田、尼桑、馬茲達(dá)、三菱、雅馬哈、譽(yù)出和Denso等公司內(nèi)部的CAD系統(tǒng)上進(jìn)行。這些系統(tǒng)主要處理線框和曲面模型，開發(fā)的轉(zhuǎn)換器主要針對AP203的曲面和線框模型數(shù)據(jù)。目前，全面驗(yàn)證和測試的結(jié)果表明，對于IGES文件達(dá)到90%的成功率，對于STEP文件達(dá)到95%的成功率。同時，測試結(jié)果還表明，采用STEP 的轉(zhuǎn)換時間和轉(zhuǎn)換文件大小與采用IGES的效果基本相當(dāng)。 在澳大利亞，盡管汽車行業(yè)聯(lián)盟會（FCAI）和汽車產(chǎn)品制造商聯(lián)盟（FAPM）的測試受到一定的限制，他們還是取得了相近的成就。參與測試的有GM Holden集團(tuán)的兩個汽車設(shè)計所和兩個部件供應(yīng)商。使用的CAD系統(tǒng)包括ALIAS、CATIA、CV-CADDS5、IDEAS、Pro/E和UG。對測試?yán)拥难芯勘砻鳎cIGES相比，STEP轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的實(shí)體模型和曲面模型效果要好一些，并且處理時間更短。大多數(shù)的轉(zhuǎn)換過程是針對AP203的，還有一些是針對AP214的。 綜上所述，STEP不僅僅在幾何方面不遜色于IGES，而且還解決了IGES在圖形和幾何以外等許多方面所欠缺的東西。因此，圍繞STEP進(jìn)行的產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換，受到了越來越多的歡迎，并且STEP在其它方面提供了更加廣泛的應(yīng)用，這使得熟悉IGES的用戶亦逐漸轉(zhuǎn)換到STEP上來。由此可知，從IGES轉(zhuǎn)移到STEP是一個明智的選擇，STEP正在成為全球產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換的利器。
