Le standard international STEP et son protocole d’application 214 (AP214)

1. La famille des standards internationaux STEP

STEP, STandard for Exchange of Product Model Data est un projet de norme internationale de l'ISO : ISO 10303. Elle est développée au sein du groupe ISO/TC184/SC4. La mission de ce groupe est la construction d'un standard permettant de traiter la représentation et l'échange de données de modèles de produit en couvrant leur cycle de vie. Pour cela, STEP se doit d'être :
- un standard multi-applications traitant tous les produits manufacturés, tous les métiers et tous les stades du cycle de vie d'un produit ;
- un standard multi-utilisations pour les échanges de données en définissant un format neutre, l'archivage en couvrant la durée de vie des produits, les bases de données produit en permettant l'intégration des applications.

Le standard STEP se présente sous la forme d’un « framework » se composant lui-même de parties de nature différente parmi lesquelles :
- Les méthodes de description fournissant des standards pour la définition conceptuelle des modèles de données à utiliser pour les échanges.
- Les méthodes de mise en œuvre fournissant des standards pour la réalisation des échanges soit par fichier, soit par des accès directs à des bases de données.
- Les ressources intégrées : ce sont des standards qui constituent les « briques » élémentaires de données de STEP. Ces briques élémentaires sont destinées à être réutilisés par les protocoles d’application, et contribuent ainsi à l’interopérabilité des données entre applications.
- Les protocoles d’application : ce sont des standards qui définissent un modèle d’échange pour un domaine d’activité donné (ex : AP209 pour les échanges de données de simulation, AP214 pour les échanges de données pour le domaine automobile, …)


2. Le protocole d’application 214 de STEP

Le protocole d’application 214 (AP214) , est la partie du standard STEP dédiée au domaine de la conception des produits automobiles.
En 2001, l’AP214 a été publié comme standard international ISO. Ce standard est le résultat de 7 années de travail auquel ont participé la plupart des constructeurs automobiles mondiaux par le biais des associations de constructeurs GALIA (France), VDA (Allemagne), Odette Sweden (Suède), JAMA (Japon) et AIAG (Etats Unis). Par la richesse de son modèle de données qui couvre un grand nombre de sous-domaines, l’AP214 est aujourd’hui reconnu comme une référence dans le domaine des échanges de données, mais également comme modèle de données de référence pour les systèmes de gestion de données de produits (PDM).

Les domaines couverts par l’AP214 donnent un aperçu de l’exhaustivité et de la complexité de son modèle de données :

- Structuration des produits qui permet la définition des produits (pièces et/ou outils), versions de produit, vues d'une version dans un contexte ainsi que les relations entre ces vues, emboîtements de produits et introduit le concept d'instance physique d'un produit.

- Données administratives qui permet l'identification des personnes, organisations, dates, approbations, confidentialité, des associations de personnes, organisations, dates, approbations ou niveau de confidentialité à des données de produit.

- Classification qui permet la définition de classifications spécifiques ou par des attributs.

- Gestion des articles par critères qui introduit le concept de classe d'articles (produits commercialisables), de critères de spécification des articles, de catégorie de critères, de packages. Il permet les combinaisons booléennes de ces critères et d'exprimer les cas d'emploi d'une solution ou d'une opération de gamme, la définition d'applicabilité/effectivité par numéro de lot, par numéro de série ou par dates.

- Découpage fonctionnel et solutions qui permet la manipulation des notions de fonctionnalité (domaine de définition, hiérarchie des fonctions, ...), de solutions (solution technique, diversité fournisseur, association pièce neutre - pièce colorée, éléments de solution), contraintes de conception et d'homologation d'une solution.

- Gestion des ordres de travail qui permet la définition des demandes, objets et ordres de travail, d'activités, des projets (relations entre projets, planification), des contrats.

- Gamme de fabrication qui permet la définition de l'organisation hiérarchique des plans, des opérations de gamme et leurs ressources, entrées/sorties ainsi que la/les zone(s) concernée(s).

- Groupes, niveaux qui permet la définition des groupes, niveaux, occurrences de modèle, structures d'éléments de description, matrices de transformation.

- Valeurs par défaut qui permet la définition de types de valeurs par défaut telles que la rugosité, le chanfrein, l'angle de dépouille, le congé, l'arrondi, le tableau de tolérances, et de leur contexte d'application.

- Mécanisme de référence externe qui permet l'identification de documents externes, leur affectation à une donnée de produit et de modèles externes.

- Mise en plan qui permet la définition de paramètres et de critères d'apparences graphiques (hachurage, remplissage, échelle, projection, ...), d'annotations, d'association d'un dessin à des données de produits.

- Dessin technique qui permet la définition de symboles d'annotation, de cotes, de textes graphiques,...

- Dimensionnement qui permet la caractérisation d'un produit en terme de taille (longueur, largeur, hauteur, poids), de position.

- Géométrie qui permet la définition géométrique de produit au moyen de représentations filaire 2D, filaire 3D avec et/ou sans topologie, surfacique avec topologie, solide facettisée, solide B-REP (Boundary Representation), CSG (Constructive Solid Geometry) ou hybride 3D (tous les types de représentation mélangés).

- Form-features qui permet l'utilisation de features de conception et de features de fabrication. Plusieurs catégories de features sont disponibles : les features volumiques (poche, rainure, bossage, trou circulaire,...), les features de tôles (trou, poche, nervure,...), les features de transition (arrondi, congé, chanfrein,...), les features répliquées et les features non-standard.

- Cinématique qui permet la définition de modèles cinématiques, de mécanismes, de structures cinématiques (topologie décrite au moyen de liaisons et de nœuds), de mouvements autorisés, de configuration initiale.

- Données de mesure qui permet la définition d'un ensemble de listes de points cartésiens et de listes de points sur surface ou de couple (point, direction).

- Tolérances géométriques qui permet la définition de tolérances géométriques (les 14 types de la norme ISO 1101), l'identification des éléments tolérancés et des éléments de référence.

- Conditions de surface qui permet la définition de conditions de surfaces, en terme de propriété et d'opération pour son obtention, telles que le traitement de surface, l'apparence visuelle, la qualité tactile, la dureté, la rugosité, l'enduit, le coefficient de contact.

- Propriétés qui permet la définition des propriétés d'une pièce (coût, géométriques, centre de masse, ...), l'identification des matériaux.


3. Les mises en œuvre de STEP AP214

Les premières mises en œuvre de l’AP214 ont été réalisées par les éditeurs de systèmes CAO dans le domaine des échanges de données géométriques.
En 2000, les associations européennes de constructeurs automobiles, GALIA, VDA et Odette Sweden, ont contribué à la création d’une recommandation Odette spécifiant un cadre d’utilisation et des modes de fonctionnement pour échanger des structures d’assemblages entre systèmes de gestion de données techniques. Il s’agit de la recommandation Odette Assembly Data Exchange* . Cette recommandation a été produite dans le but de dégager un champ d’application de l’AP214. Plus récemment, cette recommandation a été approuvée et publiée au niveau international par le groupe SASIG supporté par les associations de constructeurs GALIA, VDA, Odette Sweden, JAMA et AIAG.
Ce travail est actuellement utilisé chez des éditeurs et des constructeurs automobiles dans le développement de fonctions d’échanges entre systèmes PDM, mais également avec des « clients légers » de gestion d’assemblages. Ces fonctions ont pour objectif de répondre aux besoins d’échanges de données de conception entre constructeurs et sous-traitants, mais également entre partenaires.


* Recommandation disponible sur le site web de GALIA

Les dossiers
GALIA - Groupement pour l'Amélioration des Liaisons dans l'Industrie Automobile