제 10 장

STEP의 장래

10.1 STEP 개발

 

  1984년 초 경에 이미 디지털화된 제품 데이터를 비즈니스 파트너끼리 공유해야 한다는 인식이 산업계에 널리 퍼져있었다. IGES는 미국의 국내 표준으로 승인 받았으며 주요 CAD 벤더는 변환 소프트를 제공하기 시작하였다.  프랑스와 독일에서도 국내 표준의 개발이 진행되고 있었으며 이에 맞추어 진정한 세계 표준에 대한 필요성이 강하게 제기되었다. 이 때문에 ISO의 산업 자동화에 관한 서술 위원회를 결성하자는 의견 표명이 있었던 시점에서 NIST는 제품 데이터 표준에 관련된 업무를 위원회에 포함시켜야 한다고 ANSI에 제안하였다. 그 결과 ISO TC 184/SC4 조직이 성립되었다. 그 이후의 STEP에 대한 서술적 변혁에 대해서는 제 5장에서 서술한 대로이다. 제 3장에서 제 9장까지는 STEP의 커뮤니티가 공헌한 서술 및 관리 수법 개혁의 주요한 성과를 서술하였다. 이번 장에서는 STEP의 장래를 예측하는 데에 도움이 되고자 현재까지의 역사와 현재의 상황을 요약하여 해설해 놓았다.

10.1.1 STEP의 발전

 

  제품 데이터 표현의 발전에 대해서는 제 2장에서 설명했다. 발전 과정은 천천히 그리고 단조로우면서도 조화롭게 진행됐다. 그 결과, 현재의 제품 데이터 교환 환경은 다음과 같은 특징을 갖게 되었다 :

 

l       국내 표준의 사용률이 아직까지 우세하다. (예를 들면 IGES).

l       기업은 여전히 단일 시스템 솔루션을 채택하고 있다.

l       어떤 제품 사이클에서 다른 사이클로 이행할 때에 종종 중요한 정보가 소실되기도 한다.

l       산업계에서는 여전히 종이를 제품 정보 교환의 공통 매체로 사용한다.

 

  Julian Fowler는 1995년의 논평[185]에서 제품 데이터 표준의 사용 현황을 표10-1과 같이 정리하였다 ("**"은 각 산업 분야에서 가장 광범하게 사용되고 있는 표준을 나타낸다).

 

  그러나 다음과 같은 긍정적인 특징이 있었다 :

 

l       생산 공정에서 STEP의 초기 실험적인 구현들이 이루어졌다.

l       경쟁력 있는 STEP용 툴이 점차적으로 생산, 이용되기 시작하였다.

l       주요한 산업의 사업 전략 중에는 STEP이 포함되었다.

l       공급자 사슬에서 STEP이 사용되기 시작하였다.

 

(36) DXF : Autodesk,Inc.에 의해 개발된 데이터 교환 파일 또는 형식  --- (각주삽입)

 

  이와 같은 사실들은 STEP 표준의 사용이 사용자가 경제의 효과를 얻을 수 있는 단계에 왔음을 나타내고 있다.  PDES사 내의 파일럿 프로그램에서 데이터 교환의 신뢰성은 10%, 단독 부품에 대해서는 10%, 복합 부품에 대해서는 50%의 처리 절감의 효과가 있으리라고 추산된다.  데이터를 재입력하지 않아도 되는 일 역시 또 하나의 이점이다.  예를 들면 CAD/CAM 시스템의 툴 설계에서 27%의 공수 절감이 예측되고 있다.

 

  2000년까지 NIST는 하기 사항의 실현을 목표로 삼고 있다 :

 

l       국내 제품 데이터 표준의 개발을 중지한다.

l       단일 시스템 솔루션이 소멸하기 시작한다.

l       종이 도면은 소규모 사업의 일반적인 교환 매체로 남는다.

l       새로운 조달 시스템의 요구사항에 STEP 지원이 포함된다.

l       특정 비즈니스 프로세스에 대해서 STEP이 파일 교환 표준으로 사용된다.

l       산업계 및 정부에서 공유 데이터베이스가 실용화된다.

l       복수 어플리케이션에 대하여 STEP 번역기를 이용할 수 있다.

l       제품 개발의 시간 단축에 도움이 된다.

l       서술 데이터 관리의 대폭적인 비용의 삭감이 가능해진다.

 

  이미 STEP은 여러 응용 분야에서 우수한 해결책으로 인식되고 있다. 표10-2는 여러 응용 분야의 대표적인 예를 보여주고 있다[186].

  금후 5년 이내에 기업은 광범위한 STEP 기반의 제조 방식을 채택하기 시작할 것이라고 예측된다. 유연성 있는, 빌딩 블록 방식에 의해서 STEP을 구현하는 것이 가장 좋은 구현 방법이 될 것이다. 공유 데이터베이스가 널리 실용화되어 이제까지 설명한 지식 베이스 환경이 출현할 것이라고 예상된다.

10.1.2 STEP의 모듈식 방법

 

  제 5장에서 서술한 것처럼 STEP 골격은 IPIM (Integrated Product Information Model 통합 제품 정보 모델)의 개발로서 시작되었다. 그 후 골격은 Context Driven Integrated Model(CDlM)로 바뀌었다.  현재는 Application Protocols를 중심으로 하는 골격이다.  제 2장에서 언급한 lGES 어플리케이션의 서브 세트와 IPIM 평가를 위한 CDIM의 사용은 결국 응용 프로토콜 개념의 필요성을 더욱 요구하게 되었다. 복수의 AP에 의해 정의된 공통 정보의 공유 정합성(APs의 공동 이용*)은 기업이 STEP의 이점을 완전히 실현하기 위한 중요 요건이다. 1990년대 중반쯤 응용 해석 구조체(AIC)는 복수의 용용 프로토콜들 사이에서 필요한 요구 사항들에 대해서 일관되고 표준적인 해석을 제공하기 위해 새롭게 개발되었다.  응용 해석 구조체의 효과는 여러 응용 프로토콜들의 공동 이용을 가능하게 하는 데 있다. 이 방법은 1994년경부터 전략적으로 강조가 되고 있다(제 3장 참조).  장래의 기업은 범용의 STEP 구조체 또는 모듈 중에서 기업의 데이터 교환의 요구사항에 맞는 것들을 선택하여 활용할 수 있게 될 것이다.  이와 같은 "플러그 앤드 플레이" 환경은 2000년까지 출현할 것이라고 기대하고 있다(그림 10-1 참조).

 

  오늘날에 이르러 모듈식 확장 방법이 개발되었는데 이로 인해 Component 기반 STEP 구현이 가능하게 되었으며 STEP 응용프로토콜의 개발과 출판 비용도 절감할 수 있게 되었다.  PDES사는 NIST와 다른 STEP 센터와 협력하여 STEP 모듈을 이용한 개발 전략을 선도하고 있다. PDES는 현재의 응용 해석 구조체를 대체하게 될 어플리케이션 모듈(AMs)의 요구사항, 해결방법, 문서화를 조화(harmonization) 시키는데 중점을 두고 있다.

 

  이미 정의된 ISO 10303-203[187]의 모듈식 확장에는 컬러, 계층 및 그룹; 제품 데이터 관리; 제도; 치수 공차; 및 파라미터 등이 있다.  기업은 업무의 요구사항을 충족시키기 위해 필요한 특정 기능의 모듈을 구현할 수 있게 되었다. 장래에 주된 응용 프로토콜 개발 작업은, 다수의 독립된 응용프로토콜들이 중복 정보를 포함하고 있다는 것과는 반대로, 공통 모듈 부분집합을 이용하여 개발하는 방법이 될 것으로 예상된다. 

 

  ISO 10303 표준화 프로세스 개선을 위한 개념도 현재 개발 중이다. 이 개념으로 이미 국제 표준인 현행 응용 프로토콜로부터 확장 모듈의 구성하는 것이 가능해진다. 이와 같은 모듈들은 STEPnet, 테스트랠리 및 기타의 시험 기관에서 테스트를 거친 후,「최신 산업 표준(Advanced Industrial Standard)」으로 지정될 것이다(그림 10-2 참조).  테스트 후, 모듈은 현재의 SC4 표준화 프로세스보다 더 빠르게 ISO 표준화 과정을 거치게 될 것이다. 제품 데이터 관리(PDM) 영역에 대한 모듈은 PDES,Inc. ProSTEP 및 일본의 STEP 센터(JSTEP)에 의해서 harmonization 작업이 이루어지고 있다.  통합된 PDM 스키마는 이 개념에 따른 최초의 테스트 케이스가 될 것이다.  

37)「AP의 조작 공통성」은 AP의 공동 이용을 의논할 경우에 종종 형식적으로 이용된다. 어떠한 표현 의도도 복수 AP간에 구현하고 대화하는 시스템의 조작 공통성을 서술하는 일이다.  

 

  1994년에 나온 STEP의 초기 버전은 표준 골격 변경 시 몇 가지 제약조건들을 유발한다. 표준의 사용에 있어서의 효율성을 높이는 것과 번역기 수정 시 필요한 요구 사항들과는 균형을 이루어야 한다. 현재 CAD 시스템 개발자 및 표준 유저들은 STEP 트랜스레이터에 막대한 자본을 투자하고 있다.  STEP의 변경 관리에 관해서는 후반에서 언급하겠다.  

10.2 데이터 공유

 

  제 7장에서는 STEP 정보를 실제로 사용하기 위해서 몇 가지 종류의 구현 방법이 고려되었다고 언급했다. 초기 작업은 주로 물리적 파일에 의한 교환에 중점을 두고 있었고 ISO 10303의 제 1 판 릴리스에는 물리적 파일 교환 방법만 정의되었다 : 그러나 ISO 10303-22[188]에서 데이터베이스를 이용한 정보 액세스 방법에 대하여 정의되었다. 

 

  높은 레벨에서의 SDAI는 EXPRESS 스키마에 의해서 정의되는 프로그래밍 인터페이스를 서술한다. SDAI는 표준 데이터 정의와 함께 서로 다른 벤더들의 소프트웨어 구성 요소의 통합도 용이하게 한다.  SDAI 사양에는 다음과 같은 것들을 정의된다 :

 

l       EXPRESS를 이용한 프로그래밍 환경 및 데이터 사전[189]

l       데이터 조작 연산, 에러 및 상태

l       사양의 표준 서브세트를 서술하는 구현 클래스

 

  SDAI의 현재 버전은 단일 유저 작업용으로 구성되어 있다; 향후 버전에서는 복수 유저 작업을 위한 액세스 제어 기능이 필요할 것이다. 

 

  SDAI의 향후 버전에서는 현재의 몇 가지 주요 분야의 정합성을 확장하게 될 것이다. 그 중에 하나는 다수의 사용자가 고유된 STEP 데이터에 접근하는, 산업 데이터 공유 환경에 대한 지원이다. 또한 EXPRESS 스키마 생성에 이용되는 인터페이스를 가능하도록 하는 SDAI 데이터 딕셔너리의 확장도 중요하다. 그리고 EXPRESS 및 EXPRESS 관련 언어 개발을 지원할 수 있도록 SDAI는 확장될 것이다. 매핑 관계를 생성하고 이를 이용하여 및 변환 정합성을 만들기 위해서, SDAI 환경에서는 EXPERSS-X[190] 매핑 기능을 지원하는 것이 요구되고 있다. 오브젝트에서의 프로세스와 방법을 정의하기 위한 정합성에 대한 요구가, EXPRESS 제 2 판의 개발 중에 나왔는데, 이 요구사항들을 지원하게 된다면 가까운 장래에 EXPRESS와 SDAI의 산업 응용 분야가  크게 확장될 것이라고 생각된다. 마지막으로 STEP 또는 EXPESS에 기반을 둔 구현을 위해서 개발에 참여하고 있는 프로그래머들에게 SDAI가 좀 더 강력하고 사용의 용이성을 높이기 위해서, SDAI를 이용하여 실제 사업에서 구현 작업에 참여한 경험이 있는 사용자들의 요구사항과 피드백을 통해서 SDAI를 시험하게 될 것이다. 

10.3 EXPRESS

 

  STEP의 중심이 되는 것은 EXPRESS 언어이다. EXPRESS 정보 모델은 정보를 저장하는 데이터 세트를 정의하는데 필요로 하는 속성들을 서술한다. 이 속성들은 ‘어떤 포인트를 서술하는 엔티티에는 반드시 X 좌표와 Y 좌표가 있어야 한다.’, 또는 ‘어떤 표면의 경계를 서술하는 루프는 반드시 닫여야 한다.’처럼 구조화될 수 있다. ISO 10303 개발자들이 EXPRESS를 이용하는 이점에 대해서는 제 6장에서 언급되었다.

 

  기타 SDO 및 표준 개발 단체 이외의 SDO는 EXPRESS 모델의 확장 라이브러리를 작성했다.  이것은 한 조직이 이전에 정의된 정보와 유사한 정보에 관한 작업을 할 경우에 중요하다. EXPRESS는 이제까지 기계 설계와 제조, 전기 설계와 제조, 조선 및 건축 분야의 정보를 정의하는 데에 이용되었다.  

 

  EXPRESS에는 제 6장에서 언급한 것과 같이 결점이 있다. 또한 엔지니어를 위한 엔지니어가 그것을 설계하고 있다. 이것은 몇 가지 면에서 언어를 보수적으로 만든다.  예를 들면 EXPRESS는 엔지니어가 수학자를 좋아하는 이론 지향의 구조보다도 알고리즘 쪽에 익숙하다는 점에서 함수와 순서를 이용하여 제약 조건들을 서술한다.  

 

  EXPPESS를 확장하는 두 가지의 작업이 현재 진행중이다. 첫 번째는 EXPRESS 제 2 판을 제정하기 위한  SC4내의 활동이다[191]. 이 활동을 통해서 STEP이 사용할 수 있도록 EXPRESS를 개량하는 크고 작은 작업들이 검토되고 있다. 검토되고 있는 소규모의 확장에는 보다 쉽게 이해할 수 있는 상위와 하위형 제약을 만드는 일과, 열거 및 선택 데이터 타입을 확장 할 수 있도록 하는 일, 추상 엔티티에 기본 속성을 정의할 수 있게 하는 일 등이 포함되어 있다. 대규모의 확장일 경우, 예를 들어 비스니스 프로세스 정보처럼 새로운 종류의 정보를 EXPRESS를 이용하여 모델링 할 수 있도록 만드는 것 등이 고려되고 있다.

 

두 번째 작업은 EXPRESS를 위한 매핑 언어에 관한 작업이다. 이 작업도 SC4내의 하나의 활동으로 이루어지고 있으며 새로운 언어는 EXPRESS-X로 불리고 있다.  EXPRESS-X는 어떤 모델의 구조와 다른 모델의 구조와의 관계를 지정하는 언어이다.  EXPRESS-X가 대상으로 하는 모델은 10303-227 프로세스 플랜트 공간 구성 모델과 같은 EXPRESS 정보 모델이다. 

 

  새로운 매핑 언어의 목적은 STEP의 구현을 용이하게 하는 것이다. 관계 데이터베이스는 SQL 언어를 사용하며 중립 포맷의 정보를 어플리케이션 고유의 포맷으로 변환한다. 이 프로세스는「 정의」라고 불린다.  EXPRESS-XSTEP 데이터와 기존 데이터들을 매핑하는 뷰를 정의하고 있다.  

 

  EXPRESS-X 팀은 적어도 다음과 같은 것들을 위해 EXPRESS-X의 이용을 제안하고 있다;

l       매핑 테이블표의 검증 방법을 개선한다.

l       EXPRESS 정보의 뷰를 작성한다.

l       기존 데이터를 STEP 간의 매핑 관계를 정의한다.

l       EXPRESS 스키마의 버전 사이에서 정보를 변환한다.

 

  EXPRESS-X는 아직 표준화되어 있지 않지만 몇몇 벤더들은 EXPRESS-X 변환 시스템의 개발을 진행 중에 있다. EXPESS-X를 이용하여 STEP과 기존 데이터를 어떻게 매핑하는지, 매핑표의 정의를 어떻게 형식화하는지, 또한 ISO 10303 파트 사이에서 데이터를 어떻게 변환해야 하는지를 보여주는 다양한 예가 개발 중이다. STEP 모듈화 작업에서는 EXPRESS-X를 이용하여 각각의 모듈 사이의 매핑 관계를 정의한다.  

10.4 상위 호환성

 

  제품 데이터는 중요한 기업의 자산이다. 제품 데이터를 검색하고 이해하며 이용하는 능력은 비즈니스에서 절대 빠뜨릴 수 없는 것이다.  이러한 능력이 없다면 제품 데이터는 그 가치를 잃어버린다. 대부분의 사용자들은 STEP의 사용으로 데이터를 거액을 필요로 하는 데이터 마이그레이션 작업 없이도 사용할 수 있기를 기대한다. 상위 호환성은 ISO 10303을 수정하거나 개량을 설계하는 중에 고려해야 하는 중대 사항으로 개발 요구 사항과 서술적 통합 문제 사이에서 균형을 맞출 필요가 있다.  

 

  제 3장에서 서술한 STEP의 목표에는 STEP은 “상위 호환성”을 갖는다는 요건이 포함되어 있다. 이 요건은 여러 가지로 해석이 가능하지만 통상 상위 호환성의 개념은 일련의 구현 버전간의 차이점에 따른 영향에 관련이 있다. 상위 호환성을 조사하는 방법은 새로운 버전으로 인한 다음과 같은 영향을 검토하는 일이다 :

l       물리적 파일에서 데이터를 이용하는 것과 관련하여

l       소프트웨어 트랜스레이터의 개발 및 유지에 관하여

l       데이터 액세스 인터페이스 프로그램(SDAI등)에 관하여

l       STEP 데이터를 이용한 응용 프로그램에 관하여

l       응용 프로토콜의 호환성에 관하여

 

산업계는 STEP이 계속 발전되기를 바라고 있다; 그러나 STEP의 기초를 형성하는 데이터 모델은 제품 데이터 정의에 있어서 안정된, 완전하면서도 명확해야 한다. 표준의 정의가 끊임없이 변한다면 표준으로서의 STEP의 신뢰는 사라지게 된다. STEP을 변경할 때에는 기존의 데이터(및 어플리케이션)에서의 영향을 면밀하게 평가해야 하면 변경이 표준의 안정성이나 완전성 및 명확성을 높이기 위해 꼭 필요한 것인지를 검증해야 한다. 변경할 필요가 있다고 판단되면 기존의 데이터와 프로세스에의 영향을 최소한으로 하여 기존의 표준을 변경한다. 이 경우, 새로운 테크놀로지와 산업의 요구 사항에 따른 STEP의 유틸리티 개선과의 밸런스를 고려해야 한다.   

 

  상위 호환성을 최대한으로 하기 위한 노력은 현재 진행 중인 각 프로젝트의 상위 호환성 요구 사항들을 일치 시키기 위해서 STEP 관련 개발 프로젝트에 영향을 주고 있다. 현재 STEP을 생산에서의 실제적으로 사용하는 단계에 있기 때문에 추가적인 변경으로 인하여 현재의 STEP 사용자들에게 부과되는 비용과 스케줄 면에서의 영향을 고려해야 한다. 현재 STEP 모델을 구현하고 지원하는 단체들은 상위 호환성을 보증하지 못하는 표준의 변경으로 인하여 영향을 받는다.  STEP 프로세서 개발 및 이용에도 영향이 미치는 경우가 있다.  또한 기존의 표준을 변경하면 제품 개발에 지연이 생기며 복수의 구현 버전을 둘러싼 관리 문제에 대처하기 위해 희소 리소스가 분산되어 버리는 경우가 있다.  SC4는 초기의 3개 ISO 10303 응용 프로토콜들의 생산 구현 요구 사항들과 현재 개발 중인 30+AP의 요구 사항들의 밸런스를 유지해야하는 모순에 직면하고 있다.  SC4는 STEP의 상위 호환성을 지원하고 있기 때문에 ISO 10303파트를 수정하기 위한 지침과 제약 조건들을 제공할 것이다.  SC4는 개발자와 구현자 및 사용자의 입장을 고려한 변경 관리의 방침과 전략을 고안 중이다. (변경 관리에 대해서는 앞장에서 소개했지만 제 l0장의 후반에서 다시 논의한다)

10.5 상호 운용성

 

  AP간의 상호 운용성은 중대한 문제이다. 예를 들면 항공기 산업에서는 ISO 10303-209와 ISO 10303-203을 같이 사용할 수 있다[192]. 어떻게 하는 것이 물리적 파일 교환 및 공유 데이터베이스를 이용한 작업을 위한 최선의 통합 인가에 대한 많은 의문들이 있다. 동일 10303-21 파일에 복수의 응용 프로토콜에 적합한 데이터가 포함되어있을 경우, 응용 프로토콜에 관련된 입력을 구별해야 한다. 또한 각 엔트리가 어떤 응용 프로토콜과 관련이 있는지를 결정하거나 서로 다른 응용 프로토콜의 엔트리에 포함된 참조 관계를 처리하는 것도 필요하다[193].

 

  보다 높은 레벨에서는 다음과 같은 문제가 있다. 즉 한 응용 프로토콜로 모델화 개념이 양방의 유효 범위 내에 있다고 가정할 경우 다른 응용 프로토콜의 문맥으로 그 개념을 이해할 수 있을지가 문제이다. 어떤 경우에는 표현이 할 수도 있다. 그러나 다른 경우에는 표현들 사이에 어떤 형태의 매핑을 필요로 하는, 중대한 차이점이 생기는 경우도 있다. 응용 프로토콜의 도메인이 매우 다른 경우 위와 같은 경우는 일반적으로 일어난다. 

 

  장래에 ISO 10303 AP는 주로 모듈 구성 요소들로부터 구축될 것이다; 그러나 응용 프로토콜 사이의 매핑 구조체는 여전히 필요할 것이다. 여기에서 EXPRESS-X 언어는 중요한 역할을 할 것이다. EXPRESS-X는 서로 다른 EXPRESS 스키마들 사이의 매핑 관계를 정의한다. 몇몇 응용 프로토콜들은 동일한 것을 완전히 다른 방법으로 실행하는 경우가 있음을 지적하고 싶다. 예를 들면 ISO 10303-203은 어떤 부품의 형상을 표현하는 수단을 제시하는데 ISO 10303-224 역시 표현 수단을 제시한다[194]; 그러나 전자는 표면과 모서리 등의 요소로 형상을 정리하는 데에 반해 후자는 특징 형상으로 형상을 정의한다. 특징 형상은(기계 가공의 분야에 있어서) 슬롯 또는 포켓 등의 구성 부품의 표면을 형성하며 이것에 대해 잘 알려진 기계 가공의 방법이 존재하는 면의 집합이다. 그러므로 ISO 10303-203과 224의 매핑은 ISO 10303-203에서 정의된 면들을 machining feature에 적절하게 그룹핑하는 것이 포함된다. 

 

  아마도 구성요소들 간의 매핑을 좀 더 자연스럽게 하기 위한 근본적인 방법은 온톨로지를 이용하는 방법일 것이다. 오늘까지 ISO 10303은 전 세계의 수많은 엔지니어의 전문 지식에 입각하여 개발된, 그들이 익숙하게 사용하고 있는 용어를 이용하여 문서화되었다. 그러나 정의는 논리적으로 입증된 형식으로 서술되어 있는 것만은 아니다. 이 때문에 표준의 모든 레벨에서 애매함과 오해의 가능성이 존재하고 있다. 표준 내의 중복이나 오용의 문제들에 대응하기 위해서 온톨로지 필요하다. 수학적 논리성을 지닌 온톨로지는 STEP의 부족한 부분을 보충할 수 있다 : 정의된 STEP 엔티티를 정주시키는데 사용되는 용어의 표현법. 이러한 문제는 용어 및 값 등을 몇 년간 널리 받아들여 온 종래의 STEP의 CAD 어플리케이션(공간 위치를 보여 주는 Cartesian 좌표 등)에서는 명확하지 않다. 다른 영역에서 용어는 훨씬 불명확해진다. 예를 들면 SC4 단체는 아직 제조 프로세스 명들에 대해서 합의에 도달하지 못하고 있다. 이 때문에 머시닝 프로세스의 개념에 관한 합의는 이루어져 있는, ISO 10303-213[195]의 초안에서는, 한 어플리케이션 개발자에 의해「밀」이라고 불리는 프로세스가 다른 응용 프로그램 개발자에 의해서는「밀링」이라고 불린다. 표면적으로는 극히 사소한 불일치이지만 SC4가 ISO 10303 응용프로토콜에서 실현하려는 상호 운용성을 저해하게 된다.

 

  현재 STEP의 골격을 변경하는 주요 요인은 응용 프로토콜 사이의 상호 운용성 문제 해결이다. 상호 운용성의 문제는 사양의 확장 가능성과 그 사양을 이용한 어플리케이션이 보증하는 상호 운용성 간의 모순을 불러일으킨다. 한 편, STEP 개발자가 어떤 순간에 중요한 전체 데이터 요소를 파악할 수 있는 능력이 있다고 생각하는 것은 당연하다. 예를 들면 현재의 ISO 10303에서는 아직 사용이 증가되고 있는 파라메트릭 설계를 지원하지 못하고 있다. 따라서 현행의 STEP 데이터 구조를 확장해야 할 필요성이 있다. 한 편, 확장된 데이터 구조가 표준의 범위에서 벗어날 때, 응용 프로토콜 간의 상호 운용성은 이에 따라 분명히 위협받게 될 것이다. 

10.6 변경 관리

 

  SC4 표준 개량 및 모순 시스템(SEDS : Standard Enhancement and Discrepancy System) 프로세스에 관해서는 이미 전 장에서 설명했다. 이 프로세스의 필요성을 최소로 하기 위해서는, 모든 제안된 표준이 국제 표준이 되기 전에 철저한 시험을 통해 검증되어야 한다. 개발 및 시험 단계에서 제안된 표준의 수정이 있을 것으로 예측된다. 이 단계에서 수정 과정을 거치는 것이 훨씬 간단하다. 한 표준이 국제 표준 상태가 된다면 단체는 그 표준의 수정에 있어서 더욱 신중해 질 것이다. 상위 호환성이 없는 변경은 표준이 「파탄한 broken」경우에만 검토된다. 「파탄했다」라는 말은 에러를 수정하는 기술적인 정오표(corrigendum)를 의미하는 경우도 있지만, ISO I0303의 다른 개발 중인 파트에서 사용되는 기존의 표준 파트를, 적합하게 수정(amendment)을 의미하는 경우도 있다. 

 

  수정을 제안할 경우에는, 수정에 따라 영향을 받는 다른 표준에 관한 상세 내용을 기록하는「영향 보고서 impact statement」 포함하고 있어야 한다. 또한 수정에는 상위 호환성 및 상호 운용성의 관점에서 수정 사항을 해석한 내용과, 그 변경으로 발생하는 이점도 포함되어 있어야 한다. STEP 통합 자원의 수정 제안은, 통합 자원이 기존의 구현에 대한 상위 호환성에 영항을 주기 때문에, 기존의 구현에 대한 마이그레이션 방법을 알려주어야 한다. 마이그레이션 방법은 EXPRESS―X를 이용하여 문서화 할 수가 있다. 제안된 수정 내용은 예기치 못한 영향을 없애기 위해, 기존의 응용 프로토콜을 이용하여 시험한 후, ISO 10303에 포함되게 된다.

10.7 STEP 파일 저장 조건

 

  몇몇 기업이ISO 10303의 구현을 통하여 얻으려고 하는 장기적인 이점 중의 하나는, 중립파일 포맷으로 기술 정보를 저장하는 것이다. 이러한 방법으로 데이터를 보존하는 것은, 특정 응용 프로그램 고유의 파일 형식으로 저장하는 것보다, 시간에 대해 안정적이다. 여러 기술적인 세대에 걸쳐, 데이터의 무결성 및 유용성을 보증하는 방법에 관해서는, 여러 가지 어려운 점이 있다. 많은 기업들은 구 버전으로 보관된 데이터로 액세스하기 위해서 구 버전의 응용 시스템 유지하고 있다. 같은 이유로 기업들은, 이미 제품의 개발 또는 유지보수 프로세스에서 사용되지 않는 응용 시스템도 보유하고 있다. 일반적으로 이와 같은 솔루션들은 데이터를 한 형식에서 다른 형식으로 변환할 필요가 없기 때문에, 더욱 데이터의 완전성이 보증된다. 변환을 해야 할 경우는, 대부분의 경우가 그렇지만, 데이터의 손실이 발생하거나 데이터의 정확도에 문제가 발생할 가능성이 있다. 이와 같은 경우에는, 검색한 데이터가 매우 유용할 수도 혹은 그렇지 않은 수도 있다.

 

  이와 같은 문제로 각 기업은 제품 데이터를 보관하는 중립 포맷을 찾기 시작했다. ISO 10303은 이와 같은 요구를 충족시켜준다. 그러나 기업이 보관 목적으로 STEP의 이용을 결정하기까지는, 많은 비즈니스 항목 데이터가 필요하다. 기업에게 있어서 STEP의 현재 버전으로 보관되는 데이터가, 장래의 STEP 버전과 정합성을 갖으며, 비용측면에서 효율성이 높은 대체안이 될 것이라는 보증이 필요하다. 보관 목적으로 STEP의 이용을 시험하는 프로젝트는 PDES사 내부에서 진행 중이다.

 

  여러 산업에서 제품 데이터는 제품의 라이프사이클을 통해 이용할 수 있어야 한다. 규제 또는 법적 요건, 제품 개선, 신규 프로그램에서의 이용 및 유지 프로세스 개발 등으로 인해, 데이터의 추출해야 하는 필요성이 발생한다. 제품의 사용 수명은 상당히 길다. 예를 들면 상품으로서 항공기의 수명은 40년 이상이고; 선박의 수명은 50년을 넘는다. 디지털 제품 데이터는 처음 개발되어 보관 된 이래로 추출이 가능하고 해석 가능한 것이야 한다. 정보 기술의 급격한 진보에 의해서, 하드웨어 및 소프트웨어 시스템은 불과 2, 3년 차이로 시대에 뒤떨어지기 때문에, 데이터를 읽어내는 시스템은 그것을 생성한 시스템과는 상당히 달라질 가능성이 높다. 비록 세월과 함께 데이터에 대한 국제 표준이 변할지라도, 데이터 보존 시스템에서는 이것을 고려해야 한다.

 

  설계 재이용은 STEP에 의해 영향을 가장 많이 받고 있는 영역 가운데 하나이다. 기업에서는 한 제품의 신규 설계에서 재설계가 차지하는 부분이 최고 80% 정도이기 때문에, 재설계를 위해서 ISO 10303 포맷으로 설계 데이터를 저장하려는 동기가 유발될 것이다[196]. ISO 10303을 이용하여, 빠르게 이전 설계를 검색하고 갱신할 수 있는 능력은, 당연히 비용과 시간은 단축시키고 유연성 증대시킬 것이다.

 

  STEP을 이용하여 장기간 제품 데이터를 유지는 것에 대한 몇 가지 기본적 가정들은 다음과 같다 :    

  장기 보유 표준으로 사용하기 위해서는 그것을 지원하는 STEP을 개선할 필요가 있다. 현재 STEP 저장소의 사전(dictionary) 요구 사항에 모듈식 STEP 골격이 미치는 영향에 대한 조사가 이루어지고 있다. 또한  EXPRESS-X를 이용하여, ISO 10303 파트의 진화(evolution)를 문서화하여, 데이터의 마이그레이션을 지원할 수 있다. 여러 세대의 저장소(즉, 각 버전의 스키마에 상당하는 데이터를 포함하는 데이터 저장소)에 대해서, 스키마 진화가 미치는 영향을 평가해야 할 것이다. 마지막으로 STEP 구현 골격, 특히 10303-21 및 각 종 SDAI 바인딩에 대한, 장기 데이터 보유의 영향 평가는 PDES사의 예정안 중 하나로 계획되고 있다.  

10.8 엔지니어링 해석

 

  STEP은 엔지니어링 해석(EA)의 분야에서 중요한 역할을 맡기 시작했다. Boeing과 록히드마틴 등의 미국 기업은 EA 응용 프로토콜들의 공동 운용 세트 (interoperating suite) 개발을 선도하고 있다. 이 프로토콜은 현재까지 개발된 ISO 10303 응용 프로토콜들과, ESPRIT 기본 엔지니어링 해석 모델 (GEM : Generic Engineering analysis Model)을 모두 사용한다[197].  

  ISO TC 184/SC4 내에서 일어난 엔지니어링 해석 분야의 최초의 활동은, 엔지니어링 해석 핵심 모델(EACM)의 정의이다. 이 EACM은 기존의 lSO ISO 10303 통합 자원, 통합 응용 자원 및 형상과 해석에 관련되는 응용 프로토콜 등을 통합할 것이다. 이 작업에는 제품의 구조, 형상, 복합재료, 비정형 유한 요소 해석 메쉬와 같은 표현들의 harmonization 작업이 포함된다. 이 목표는 EACM이 lSO 10303-209[198] ARM에 완전히 매핑됨을 보증하는 것이다. 이것은 새로운 EA 응용 프로토콜이 10303-203과 상호 운용성이 있다는 것을 보증하는데 도움이 된다. 그리고 10303-209를 10303-202 및 10303-203과 harmonization하는 작업은 이미 완료되었다. 공통 정보 요구 사항들은, 필요에 따라 1개 또는 여러 개의 신규 응용 프로토콜 내에 포함되는 UoF (Unit of Functionality)로 표시된다. 운동학(kinematics)이나 소재 서비스(materials service) 및 시스템 통합 정보 등의 보조적 해석 규칙은, 프로젝트의 진행에 따라 EAC에 포함된다. 아래의 새로운 3개의 STEP 응용 프로토콜 및 모듈이 EA 세트의 구성요소로 계획되고 있다 :

 

l       Material Services -- 탄성 및 비탄성 소재 특성, 피로 및 파괴 특성 그리고 시료 및 서브 어셈블리 테스트용 허용물 등의 정보 교환 및 공유를 지원한다.

l       Aero-thermo/elasticity -- 자동차 및 항공기 구성 부품과, 공기와의 상호 작용을 시뮬레이션 할 때에 사용되는, 정보의 교환 및 공유를 지원한다. 이 AP는 개념적 유체 동력학 기반의 공기 역학 및 열역학 해석 등을 지원한다.

l       Dynamic Mechanisms Analysis -- 유연한 링크를 지닌 기구의 동적 시뮬레이션에서 이용되는 정보의 교환 및 공유를 지원한다.

 

  이에 관련된 노력인, Electro-Mechanical 서브시스템은, 제어 규칙의 표현, 기구 해석 및 상태 해석 정의 등의 정보를 지원한다.

 

  이하의 구성 요소들은 이 세트의 개발이 시작 될 때에 이용될 예정이다 :

 

l       ISO ISO 10303 통합 자원, 파트 104(FEA)[199] 및 105(Kinematics 운동학)[200]

l       ISO 10303-202, 203 및 209

l       GEM 모델[201]

l       Boeing/미 해군, David Taylor DT-Nurbs 수학 함수 표현 EXPRESS 모델[202]

l       미 항공우주국(NASA) 복합 형상 Navier Stokes 전산 유체 동력학 모델[203]

 

  엔지니어링 해석 프로젝트의 사례는, Boeing의 제품 시뮬레이션 통합(PSI) 선도 과제, 록히드마틴의 모델링 및 시뮬레이션 프로그램 및 NASA/Lewis의 터빈 공력 탄성 해석 프로젝트 등이 있다.  

10.9 설계 의도와 파라메트릭스

 

  설계 의도의 전달은 설계 업무를 하고 있는 기업에 있어 중요한 과제이다. 설계 작업의 80%는 기존의 설계를 수정하여 새로운 요구 사항들을 반영하는 형태로 이루어지고 있기 때문에, 원래 설계의 의도에 관한 지식은 설계비용을 삭감하기 위한 최대의 요건이 된다.

 

  현재 ISO TC 184/SC4/WG12의 파라메트릭스 그룹은, 파라메터화 된 치수, 기하 제약 조건, 특징형상을 갖는 제품 모델의 표현 기능 제공하는, 새로운 통합 자원을 개발 중이다. 새로운 CAD 시스템은 이러한 특징형상을 포함하는 모델을 생성하지만, 이러한 시스템들은 ISO l0303의 제 1 판 이후에 개발이 이루어졌기 때문에, 이와 관련된 데이터가 STEP에 포함되지 못했다. 이와 같은 새로운 요건 조건을 충족시키기 위해, 중대한 기술적인 문제를 해결해야 했지만, 현재까지 순조롭게 진행되고 있다. ISO 10303-42[204]는󰡒정적" 제품 모델의 표현에 계속 이용될 것이다. 새로운 자원은, 설계자에 의해서 부여된 치수의 파라미터 값을 수정함으로써 변경이 가능한, 모델링 부품에󰡒동적" 기능을 제공함으로써, lSO 10303-42를 보충하게 될 것이다. 새로운 자원의 개발은 NIST가 주도하고 있고, ISO TC 184/SC4 내의 파라메터릭스 그룹의 단기 목표 과제이다. 파라메트릭 모델의 표현 이 가능해진다면, 다수의 STEP 응용 프로토콜의 향후 버전에 사용될 것이다.

 

  파라메트릭스 그룹은 현재의 STEP 표준이 대상으로 하는 것보다는, 아직 잘 이해되지 못하고 있는 제품 정의와 관련된 분야를 시도하는, 장기 활동을 가지고 있다. 그 대상 중에는 다음의 3개의 주제가 있다 :

 

l       설계 논리(rational)의 포착

l       설계 진화(evolution)의 표현

l       지식(knowledge)의 표현

 

  처음의 주제는 제품 모델의 생성 중에 발생하는 설계 결정의 원인에 대해서 다룬다. 동적 프로세스로 간주되는 두 번째 주제는, 초기 설계에서 상세 설계에 이르면서 점차 세밀해지는 설계 정보의 축적을 대상으로 하고 있다. 세 번째 주제는 위와 같은 프로세스에서 설계를 제약하고 가이드 하는 지식베이스의 파악을 목표로 하고 있다. 이러한 모든 기능은 현재 주류의 CAD 시스템에서는 거의 이용할 수 없지만, 장래에는 위와 같은 기능들이 널리 보급될 것이라는 징후가 있다. ISO TC 184/SC4파라메트릭스 그룹의 장기 활동은, 주요 상업용 CAD 시스템들이 위와 같은 기능을 개발하는 것에 발 맞춰서, 표준 형식으로 위와 같은 정보를 포착하는 수단을 적절하게 제공하는 일이다.

 

  파라메트릭스 그룹의 작업 분야와 관련하여 발표된 연구결과는 거의 없다. 미국의 DARPA와 PDES사가 지원한 ENGEN 프로그램은, 최근에 파라미터나 형상 제약조건 및 특징 형상을 통하여 표현된, 설계 의도에 관한 정보를 전달하는 서술 데모를 보였다[205]. 이 프로젝트는 ISO TC 184/SC4/WG12 파라메트릭스 그룹과의 밀접한 협력에 의해 진행되고 있다. ENGEN 데이터 모델 (EDM)은 새로운 통합자원의 설계에 영향을 미치고 있다.

 

  기타의 논문[205,207]에서는 설계 논리에 관한 보다 폭넓은 개념, 설계 활동을 명시적으로 기록한 정보, 설계의 대안을 선택하는 이유 등에 대해서 소개하고 있다. 이와 같은 정보와 현재 개발 중인 설계 의도 구조와의 통합은, 향후에 포괄적인 설계 데이터의 전달 및 보관에 관해서, 강력한 적합성을 제공할 것이다. 새로운 파라메트릭스 통합자원과 별도로, 최근에는 수학적 표현 및 형상 제약 조건을 다루는 2개의 STEP 모듈이 입안되고 있다. 이것은 제안된 STEP모듈식 골격에 대한 실증 중 하나이다.

10.10 표준 부품

 

  제품 설계에는 이제까지의 설계 활동에서 개발된 개념이 포함되어 있다.  또한 현재 설계되고 있는 제품은 내일의 새로운 설계에 사용될 것이다. 이와 같은 설계의 재이용 개념은 기존의 설계를 다른 설계의 “일부” 또는 “모듈” 이용함으로써 고안된다.

 

  표준 부품은 실제 사용을 통해서 그 성능이 입증되었기 때문에, 다른 구현 설계에서 재이용하기 위해 자주 선택되는 설계 오브젝트이다.34)   헨리 포드는 교환 가능 부품이라는 혁신적 개념을 통해, “표준 부품”을 최초로 고안한 사람들 가운데 한 사람이라고 말할 수 있다. 이것은 반드시 볼트너트 같은 비교적 단순한 기계적 오브젝트에 한정되지 않는다. 복잡한 기계적 어셈블리도, 보다 높은 레벨의 기계적 어셈블리의 표준 부품이라고 생각할 수 있다. 예를 들면, 전체의 설계가 여러 대의 자동차로 이용될 경우, 자동차의 엔진이나 트랜스미션 등이 그 예이다.

 

  전자 표준 부품은 저항기나 콘덴서 또는 트랜지스터 이상의 것이다.  대개의 경우, PC에는 기타의 프린트 배선 회로 어셈블리에 인터페이스 기능을 제공하는 마더 보드가 들어 있다. 이 마더 보드는 컴퓨터 개발자의 관점에서는 표준 부품이며 -- 새로운 컴퓨터를 만들 때에 새로운 마더 보드를 설계할 필요는 없다.  그것은 마더 보드가 부여하는 PC의 확장 이용의 개념에서는 역효과가 난다. 

 

  라이브러리는 표준 부품에 관한 정보의 저장소(리포지터리)로 인식되고 있다(예를 들면, CAD 시스템의 라이브러리는, 유저가 구성 제어되어 승인된 개념을 설계에서 이용하기 위해 입수하는 장소이다). 이 라이브러리 아이템은, 마이크로프로세서 회로 등의 기능 모델일 경우도 있지만, 다양한 기계적 패키지에 포함되어 있는 마이크로프로세서 기능 등의 물리 모델인 경우도 있다.  표준 부품에 관한 정보를 이용하는 데에 있어 한계가 없어야 한다 -- 정보가 존재할 경우, 정보를 이용할 수 있어야 한다. 

 

  부품 라이브러리 표준(ISO 13584)은 ISO TC 184/SC4/WG2에서 개발 중이다. 표준의 일부는 이미 국제 표준으로 되어 있다. 설계자가 통일된 방법으로 부품의 라이브러리를 접근할 수 있도록 하는 것이 그 목적이다. 표준화된 부품 라이브러리는 대형 시스템 내에서, 서로 다른 조직들이 데이터를 교환할 수 있도록 해주므로, 제품 모델 데이터 교환에 있어서 중요하다. 특히 조선 업계가 이러한 표준에 대해 관심을 가지고 있으며, 표준 없이는 선박의 데이터를 교환할 수 없음을 실감하고 있다. 이 표준이 lSO ISO 10303과 상호 운용성을 갖는 것을 목표로 하고 있지만, 현재까지 그것을 실현하는 데에 있어 몇 개의 문제점들이 표면화되고 있다. 문제점들은 다음과 같다.

 

* 두 표준의 기본적인 내용이 다른 시기에 개발되었다.  

* 스케줄상의 제약(대부분 고객쪽)으로, 기존의 개발 결과를 이용하는 방법을 배우는 것이 힘들었다.  

* 기존의 개발 중에 몇 개는 너무 구식이거나 시간이 너무 많이 걸리기 때문에, 새로운 다른 표준의 요구사항에 적합하지 않을 경우가 있지만, 한편으로는 STEP을 용이하게 사용하기 위해 개발결과를 일정하게 유지해야 한다.

* 두개의 표준을 추진하는 서로 다른 고객들이 있다.  

  

현재 SC4의 STEP 및 부품 라이브러리 위원회는 상호 운용성의 공동 실현을 목표로 하고 있다.  

10.11 전자 산업

 

  지난 20년 동안 일렉트로닉스는 제품 가치를 증가시키는 역할을 하였다. Embedded 전자시스템에 대한 시장에서 이러한 현상이 더욱 잘 나타난다. 실제로 일렉트로닉스 시장 전체의 점유율은, 소비자가 바라는 유연성을 주는 embedded 일렉트로닉스에 의존하는 제품의 수에 따라 높아지고 있다. 이 제품은 각 종의 거래(은행 거래, 의료 거래 등)를 자동화 하는 스마트카드에서, 󰡒fire and forget" 패러다임을 가능하게 하는 스마트 군용 시스템에 이르기까지 폭 넓다.

 

  이와 같은 경향으로 인해, 대형 시스템에서의 일렉트로닉스 이용에 따른, 반복성 및 비 반복성 비용의 삭감에 대한 요구사항이 증대하게 되었다. 이 때문에 각 기업은 최신 일렉트로닉스 설계 자동화 툴을 채택하였다.   각종의 표준이 등장하여 이와 같은 툴의 적용이 촉진되었다. 이 표준은 각 벤더 툴 간의 정보 교환을 지원하며, 전자 디바이스의 형상, 맞춤, 기능, 인터페이스(F3I : Form, Fit, Function, Interface)를 문서화하기 위해 개발된 것이다. 10여 년에 걸쳐 적용된 이후, 그 성공과 실패의 정도는 실로 다양했지만, 표준은 고정화된 유저라는 기반을 만들어 냈다.  

 

  일렉트로닉스 단체 내에서 대부분의 기존 표준과 결합된 제품의 일렉트로닉스가 꾸준히 성장함에 따라, 일렉트로닉스의 STEP의 적용도 활기를 띄게 되었다. 장래의 STEP의 역할을 이해하기 위해서는, 일렉트로닉스를 이용하는 시스템의 설계와, 일렉트로닉스 그 자체의 설계와의 구별이 필요하다. 

 

  STEP의 첫 번째 역할은 대형 시스템에서의 일렉트로닉스의 사용을 지원하는 것이다.  이것은 일렉트로닉스의 F3I을 문서화하여, 전기 설계, 기계 설계 및 해석 등의 영역에서 정보를 공유할 수 있도록 함으로써 달성된다. 일렉트로닉스의 기능을 정의한 VHDL을, 미국 IEEE(IEEE) 1076-93[208] 등의 IEC 표준과 같이 편성함에 따라, 10303-210[209] 등의 STEP AP는 개발 중인 시스템을 완전하게 서술할 수 있게 되었다. 전기 및 전자 AP에 관한 작업 그룹(ISO TC 184/SC4//JWG9)은 IEEE의 VHDL 성질을 조사해 본 결과, 데이터 표현 방법에 있어서 STEP과는 완전히 다르기 때문에, 정보가 유실 될 경우가 없음을 확인하였다. JWG9 및 HPS (제 2장 참조) 회의에서는, VHDL의 EXPRESS 모델에 대한 필요성이 자주 강조되었다. NIST는 동작 언어(behavioral language)를 모델링 하는데 있어, EXPRESS의 기능을 확인하는 연구 자금을 신시내티 대학에 제공하였다. 이 연구 결과에 의한 논문[210]은, EXPRESS 확장에 엔티티의 시간적(temporal)인 속성 데이터를 포함하도록 추천하고 있다. 영국 및 네덜란드는 VHDL의 모델링에 대한 초기 연구에 자금을 제공하고 있다. 

 

  제 2장에서 말한 것처럼 설계 일렉트로닉스에서 요구되는 정보 교환도, A>EDIF[211]와 같은 표준에 의해 지속적으로 지원을 받게 된다. 이것은 이러한 목적으로 현재까지 사용되고 있으며, 전자 설계 자동화(EDA) 벤더들로부터 폭 넓은 지원을 받고 있다. 표준 이용의 복수성으로 인해 표준 간의 교환기구가 필요하게 된다. 이러한 기반을 제공하기 위해서 IEC TC9335) 산하에 연구 그룹을 조직하였으며, 관련된 표준의 상호 운용성의 확보를 목표로 하고 있다.  연구 그룹이 취한 방법은, 제안된 해당 표준의 EXPRESS 모델 간의 매핑 관계를 정의하는 방법이다. 관련 표준 간의 관계를 형식적으로 정의함에 따라, Hines 및 Gadient[212]의 논문에 서술되어 있는 것과 같이, 최신 데이터 변환 기술이 가능하게 되었다. NIST는 IEC TC93에 적극적으로 관여하여 두 단체 간의 중개 역할을 맡았다.

 

  STEP은 제품 정보를 영역 내에서 공유하는 메커니즘을 제공하기 때문에, STEP은 제품 개발 프로세스에 지대한 영향을 주는, 협력적인 분산 설계 프로세스가 가능하게 한다.  일관된 설계를 지원하는 STEP의 유틸리티는, 분산된 협력적 설계 프로세스의 이점을 문서화한 A.J.Gadient의 논문[213]에 서술되어 있다. 이 프로세스에서는 STEP을 이용하며, Boeing777기[2l4]의 엔진 탑재의 설계 지원에 대한 표준의 역할을 언급하였다. 록히드 마틴의 Center of Excellence는, 특정된 인쇄 배선 회로 어셈블리(printed circuit assembly)에 전자를 적용하여, U.S manufacturing best practice award[215]를 수상하였다.

 

  STEP에 의한 일반화된 자동화 설계 환경[216][217]의 지식 공유 및 적용 능력은, 오랜 시간에 걸쳐 전자 기계제품의 설계, 제조, 유지 보수 방법에 획기적인 변혁을 가져오게 될 것이다.

 

  일렉트로닉스 산업은 새로운 테크놀로지를 산출한 분야이다. 기계적인 어플리케이션은 그 설계에 일렉트로닉스의 기능을 도입하여, 결과적으로는 복잡한 전자 기계제품을 탄생시켰다. 오늘날의 전기 및 기계 CAD 시스템은 상호 운용성이 없기 때문에, 제품 개발 사이클 시간의 단위 및 설계의 생산성을 개선하는 데에 있어 큰 장해가 되고 있다. 제품에 대한 기능 설계 작업은, 일관된 설계 또는 통합 제품 설계에 부합되는 점이 많다.  전자 제품 설계에 관련된 설계 규칙에 있어서는, 기업이 일관된 설계를 구현하려고 할 경우, 설계 프로세스와 제품 데이터를 교환할 수 없다는 사실이 방해가 된다.  STEP은 각 종 시스템 간의 조작 교환 및 제품 데이터의 교환을 가능하게 하는 툴의 개발 수단을 제공한다.

 

  현재, 우수한 설계자들은, 전문화된 영역 이외 또는 전용 데이터 세트 이외에서 조차도 데이터를 공유하거나 해석할 수 없어서, 설계에 있어서 많은 제약을 받고 있다. 장래에는 seamless 데이터 공유, 이종 구성 요소 라이브러리의 실시간 처리 액세스 및 구성 관리 기능 등을 제공하기 위한, 혁신적인 구현 독립 골격을 목표로 삼는 데에 중요한 역할을 하게 된다.  이에 따라 세계 레벨의 전자 기계제품을 제작하는 협력 설계가 실현될 것이다.

10.12 공급 사슬 (Supply Chain)

 

  제조 어플리케이션의 테크놀로지에 대한 Gartner Group[218]의 평가는, 1967년부터 1997년까지의 시기를 제조 리소스 계획(MRP)의 시대로 특정하였다.  l995년부터 2005년까지의 시기는 󰡒공급자 사슬(Supply Chain) 시대"이다.

 

이 시대의 각 기업은 가상 기업으로서 운영된다. 가상 메이커는 비즈니스 프로세스 및 능력을 단시간에 결합시키거나 분리시켜, 다양한 환경에서 작업할 수 있는 어플리케이션 및 어플리케이션 골격을 평가한다. 제 8장에서 언급한 현행의 STEP">AutoSTEP 프로젝트는, 자동화 된 공급 사슬에서의 상호 운용성을 연구하고 있다. 표 10-4[219]는 프로젝트에 관여한 부품 공급업자와, 이들 회사에서 운용하는 서로 다른 CAD시스템에 필요한 제품 데이터의 교환 종류를 나타내고 있다.

 

  대규모의 제조 조직은 ‘lean & agile’ 제조 방법을 선택함으로써, 조직의 운영에 변혁을 꾀하려고 한다. 이러한 수단을 이용함으로써 제조 리드 타임은 대폭적으로 단축되며, 동시에 요구사항의 변화에 따라 신속하게 대처할 수 있는 민첩성을 갖게 된다. 이와 같은 변혁은 부품 공급 업자가 제조자의 MES(제조 설계 시스템 Manufacturing Engineering Systems)와 밀접하게 통합되어 있음을 조건으로 한다. 이러한 상황은 모든 경비를 절감함으로써 비용의 일부를 개선하게 되며, 결국 몇 개의 메이커에 부품을 제공하고 있는 공급자들에게 이익을 준다. 공급자가 복수의 구매자에게 물건을 공급하기 위해서 필요한, 높은 수준의 기술적 인터페이스는 비용에 큰 영향을 미치며, 비용 면에서 얻을 수 있는 이점에 심각한 피해를 줄 수 있다.

 

“공급자 사슬 시대"에 순조롭게 진입하는 것은, 미국 산업의 성장과 생산성의 개선이라는 큰 열쇠를 쥐고 있는 것이다. 대규모의 메이커는 아웃소싱의 증대를 통해 적절한 규모의 공장으로 성장하였으며, 이와 동시에 부품 공급 업자를 통합하고 강화시킴으로써 리드 타임을 단축하고 있다. 이와 같은 활동에는 공급자와의 의사소통의 개선뿐만 아니라, 제조 스케줄 및 비용 요건의 피드백이나, 부품 공급 업자 바이 인(buy-in)을 제공하는 능력의 적절한 구현이 요구된다.

 

  이와 같은 현실은 자동차 및 항공 우주 산업이라는 대부분의 대규모 메이커에게 있어 명백한 사실인데, 왜냐하면 이들 산업에서는 매상액의 20~70%를 차지하는 몇 백 개의 부품 공급 업자와 거래를 하기 때문이다. 공급자 사슬 통합으로 관리할 수 있는 비용의 비율은, 모든 제조업의 매출액을 1.5조 달러로 계산할 경우, 예상되는 경제적 이익은 방대하다.

 

  공급자 사슬 통합은 고객 및 부품 공급 업자 간의 커뮤니케이션으로 실현되어야 한다. 현재는 기술 및 비즈니스 데이터의 상호 운용성 측면에서, 커뮤니케이션의 단절이 있다. 대부분의 기술 데이터는 비즈니스 데이터를 움직이는 MES의 외부에서 관리되고 있다. 기술 데이터와 비즈니스 데이터 간의 관계를 조정하고 확립하는 수단은, STEP을 이용함으로써 얻을 수 있다.  이 보다 긴밀한 통합에 영향을 받는 또 하나의 영역은, 변경을 관리하는 구성 관리 시스템의 직접적인 관련을 통해 데이터를 제공하는 능력이다.

 

  국제적인 표준 베이스의 기능을 이용함으로써, 타 회사와 경쟁하는 부품 공급 업자의 능력이 향상된다. 현재의 제조 기업들은 전자 상거래 및 공급자 사슬 관리의 변혁을 약속하는, 새로운 테크놀로지의 출현에 직면하고 있다. 과거 5년간 다음을 포함한 제조 공급자 사슬을 지원하는, 중대한 기술적 능력의 구현이 제시되어 왔다;

 

l       전자 문서 교환(EDI)은 비즈니스 데이터를 교환하기 위해, 최신 형태로 서서히 보급되기 시작했다.

l       대부분의 주요 메이커는 PDM 시스템을 이용하여 제품 데이터를 관리하도록 되어 있다.

l       컴퓨터 비용이 대폭적으로 저하됨에 따라, 영세 기업에서도 컴퓨터를 사용하기 시작했다.

l       오브젝트 테크놀로지가 발달함에 따라 널리 구현되기 시작했다.

l       구성 관리 인터페이스를 제공하는 가능성으로, 에이전트 테크놀로지가 등장했다.

l       인터넷의 이용과 유효성의 면에서 발전됨에 따라, 제어된 접속으로 대량의 디지털 데이터의 전송을 가능하게 한다. 인터넷에서는 아직 보안상의 문제는 있지만, 이 보안 문제에 대처하는 제품도 출현하기 시작했다.

 

  산업계는 공급자 사슬의 선택된 측면을 관리하는 MES 툴, 웹 액세스 기능, 포인트 솔루션의 폭발적인 성장을 요구하고 있다. 또한 비즈니스 환경은 글로벌 한 공급자 사슬을 가장 중시하는 방향으로, 급속하게 움직이기 시작했다. 산업계는 공급자 베이스를 소형화하고, 전용의 솔루션을 채택하여, 보다 밀접하게 결부시킴으로써 이에 대응하려고 한다.  이것은 복수의 고객에 제품을 공급하는 경우처럼, 공급자를 곤란한 상황으로 몰아넣는다. 공급자 사슬을 통합함으로써 얻는 경제적인 이점은, 매우 크기 때문에 이것은 중요한 요인이다. 공급자 사슬의 유효성은 통상 사이클 타임으로 측정된다. 공급자 사슬의 통합 및 경영의 스피드화로 인해, 사이클 타임을 단축하는 능력은, 시장 점유율 및 가격의 증대에 기여할 뿐만 아니라 재고를 줄이는 효과도 있다.

10.13 제품 데이터 관리

 

  현재 PDM 시스템은 산업계에서 널리 실용화되어 있으며, STEP 기능을 갖춘 PDM 시스템이 등장하기 시작했다. 통합된 STEP PDM suite (공통 PDM 스키마라고도 한다)는 PDES사, ProSTEP 및 JSTEP에 의해 시작되었다. 스키마의 초판에는 다음과 같은 기능 유닛이 포함되어 있다. 항목 또는 부품 식별, 승인, 형상, 어셈블리, 유효성, 작업 관리, 최종 항목 식별, 문서 참조 및 관리 리소스(보안 분류, 계약 및 증명) 등. 이 PDM 모듈의 개발에서 PDES사, ProSTEP, JSTEP은 협력하여, 10303-203, 214[220], 232[221]등 몇 개의 STEP AP에 포함되어 있는, PDM 요구사항의 정합성을 위해 노력하였다. 이 PDM 모듈 suite는 ARM 정보 요건 및 EXPRESS를 이용한 AIM매핑 관계로 문서화되어 있다.

 

  PDM 시스템에서는 통상 구현의 일부로서 광범한 customization이 필요하다. 이것은 PDM 시스템이, 기존의 기업 프로세스나 기업 내에서 사용되는 용어에 적합하도록 구현되어 있기 때문이다. 대기업의 PDM 시스템은 팀 결성 및 데이터 교환에서 사용되고 있다. 사내의 각종 프로그램은, 다양한 프로그램 사이트 간의 데이터 액세스 또는 데이터 mirroring 용으로 PDM 시스템을 구현하고 있다.  복수 기업이 관여하는 보다 큰 프로그램에서는, 기업이 PDM 시스템을 이용하여 프로그램 유저가 액세스하는 데이터를 관리하려고 한다. 유저는 이러한 방법을 통해 최신 정보를 입수할 수 있다. 이와 관련된 문제점 가운데 하나는, 한 개의 PDM 시스템이 다양한 사이트나 기업이 직접 이용할 수 있는 형식으로 데이터를 보존할 수 없다는 것이다.  이 때문에 중립 데이터 교환 표준, 즉 lSO ISO 10303의 필요성이 높아진다.

 

  STEP 이용에 대한 비용 절감은, PDM 시스템 영역에서 매우 광범위하게 이루어지고 있다. STEP산업  과 정부가 어떻게 사업을 운영해 나갈 것인가와 관련이 있는, 패러다임 변화의 첨단에 있다. 컴퓨터 기술의 이용비용은 저하되고 있기 때문에, 소규모의 사업에서도 통상의 운영 프로세스의 일환으로서, 최신 CAx 어플리케이션을 설치하고 있다. 이와 같은 infra의 발전에 수반하여, 일반 기업들은 주요 계약자에게 디지털 데이터의 참조와, 그들의 상용 시판 툴(COTS) 어플리케이션과 정합성이 있는 형식으로 데이터를 요구하고 있다. 이것은 여러 가지로 시사 하는 바가 크다 :

l       종이 문서로 데이터를 관리하고 있는 기업은, 디지털 파일 베이스의 데이터 관리법으로 계속 이행하고 있다. 이 때문에 이러한 문제들이 점점 확대되고 있다. 대규모 사업의 문제가 아니다 - 대규모 사업에서는 이 문제를 극복하는 사내 어플리케이션을 개발할 수 있다.

l       산업계에서는 제품 정의와 관련된 문서(즉, 도면)를 관리하는 것에서, 직접 제품 정의(즉, 제품 데이터를 포함하는 디지털 파일)를 관리하는 방향으로 전환할 수 있게 되었다.

l       하드 카피 대신에 디지털 파일을 출하할 경우, 종래의 출하 리스트 대신 디지털 형식의 대체품이 필요하게 된다. 종래의 하드 카피 분야의 시스템의 송수신은 인간에게 의지하고 있었다.

l       새로운 설계는 매우 복잡하여, 제품 정의를 표현하는 데에 있어 보다 복잡한 정보를 필요로 한다.

 

  대규모의 사업은 이러한 문제를 해결하기 위해, COTS PDM 시스템을 사용하고 있다. 이 경우, 시판 PDM 시스템의 대부분은 필요한 정보를 표현하기 위해, Customization에 거액의 돈을 투자해야 한다는 문제점이 생긴다. 시판 PDM 벤더는, 요구사항에 맞춰 PDM 소프트웨어를 커스터마이즈할 수 있는, 대규모 사업에서는 이것이 문제가 되지 않는다고 생각하고 있다. 그러나 소규모의 사업에서는 사정이 다르다.  PDM 벤더는 종래의 데이터 관리법과 신규 데이터 관리 요구사항을 충족시키는, 포괄적 데이터 모델을 찾고 있는 중이다. 몇 몇의 PDM 벤더는 ISO 10303-203 및-232를, 대규모의 커스터마이제이션을 요구하지 않는, 우수한 시스템을 만들기 위한 전략적인 수단으로 간주하고 있다.  만약 PDM 벤더가 PDM 시스템 구현에 이용할 수 있는, generic 데이터 모델을 보유하고 있다면, 구현 시스템 간의 데이터 교환 문제는 매우 간단해진다.

10.14 쾌속 조형

 

  쾌속 조형(RP)이라는 단어는, 사람에 따라서 해석이 달라지기 때문에, 합의되거나 표준화된 정의는 없다.  현재의 RP의 특징을 나타내는 정의는 :

 

l       방법은 절대로 고속이 아니며 반드시 프로토타이핑도 아니다.

l       총칭적으로 프로세스 기술이라고 부른다.

l       physical 모델 및 프로토타입 부품은 3D CAD 데이터에서 직접 제작된다.

l       부품은 보조 프로세스를 이용하여, 액체분말 또는 금속판을 연결하여 층층이 구축된다.

l       하나의 층은 CAD 데이터로 보면, 최종 부품의 수평 단층면에 상당한다.

l       소재는 플라스틱종이세라믹 또는 금속으로 구성된다.

 

  RP 프로세스를 실행하는 몇 개의 시스템이 존재한다. 이 시스템은 다양한 프로세스를 기반으로 하고 있으며, 소재와 성능, 부품 사이즈 등의 측면에 대해서는 서로 다른 특징을 가지고 있다. RP의 대표적인 용도는 다음과 같다 :

 

l       설계 검토(review) 및 마케팅용의 의사소통 도구

l       설계 확인(verification) 및 평가 「형식, 맞춤, 성능 for, fit, function

l       기능 시험 및 플로우 해석

l       공구 개발 - 주형 공구 또는 주조 프로세스의 마스터 패턴

l       포장 개발

l       의료 모델 - 뼈, 종양, 주문 임플런트 또는 인공 기구

l       실제 부품의 한정 숫자 생산

 

  현행의 RP 산업 시장은 두 종류의 시스템으로 진행되고 있다 : 즉, 정밀도 또는 소재 등의 사항을 중심으로 하는「종래의 RP」와, 스피드 및 저비용 등의 측면을 중시하는 개념 모델러이다. 몇 개의 정식적인 표준 연구가 시작되고 있다.  ASTM 소위원회 EC28.16은 RP, 특히 RP 부품의 인장 강도에 대한 기계적 시험 표준에 몰두하고 있다. NIST도 두 번의 연구 발표회를 주최하여, RP 표준에 관한 산업의 요구 사항 및 필요조건에  대해서 논의를 시작하였다 : STEP 기반의 솔리드 인터페이스 포맷(1996년 ll월), RP에서의 측정 및 표준 문제(1997년 10월).  I997년 10월 NIST RP 연구 발표회의에서는, CAD/RP 데이터 인터페이스 표준과 솔리드 인터페이스 포맷(SIF)의 필요성에 대해 논의했다. 이와 같은 장래의 형식은, 기존의 표준이 갖고 있는 결점을 극복하여, 장래에 최신 고속 제조 장비로 데이터를 전송할 수 있게 만드는 것이다.  많은 사람들은 ISO 10303이 SIF 요구사항을 만족시키는 기존의 솔루션을 제공할 것이라고 확신하고 있다. 그러한 신념의 가능성을 타진해보기 위해서, 1998년 6월 SC4에 STEP RP의 관련 그룹이 결성되었다. NIST는 협력자와 함께 적극적으로 활동하고 있으며, 기존의 ISO 10303 국제 표준인 SlF으로 적용할 수 있는지를 평가하려고 한다.

10.15 STEP 제품 지원

10.15.1 소프트웨어 툴

 

  1990년대 초, STEP 소프트웨어 개발 작업은, 기존의 어플리케이션 및 데이터베이스에 STEP을 추가하는 소프트웨어 툴에 집중하고 있었다. 증대하는 STEP 소프트웨어 벤더는, STEP 정합성 클래스 라이브러리를 생성, STEP 모델을 시각화하여 검증하고, STEP 데이터를 데이터베이스에서 입출력하는 툴을 제공하고 있다. 이러한 단계를 거쳐 CAD/CAM 제품을 신뢰할 수 있는 ISO 10303 번역기들이 개발되었다.

 

  STEP 소프트웨어 개발의 다음 단계(1990년대 후반)는, 데이터베이스 및 data warehouse에서의 STEP 데이터 통합 툴이다. 어플리케이션 프로그래머가 STEP 데이터를 간단하게 검색하여 변경할 수 있도록, SDAI를 확장할 수 있는 클래스 라이브러리가 구축된다. 많은 라이브러리는, SDAI의 IDL[222]및 Java[223] 바인딩을 이용하여, 인터넷에 액세스할 수 있게 된다. 이 단계의 후반부에서는, 앤드 유저는 SDAI 인터페이스에 의해, 데이터베이스 간에 정보를 교환할 수 있다. 예를 들면 계약자는 부품 공급 업자의 데이터베이스에 있는 부품의 PDM 정보를 찾아서, 스스로 데이터베이스에 그 정보를 삽입하고 해석할 수 있다.

 

  STEP 소프트웨어 개발의 세 번째 단계에는 수년간의 격차가 있다. 현재의 개발자들은 다수의 어플리케이션이 규모가 큰 제품 데이터에 동시에 액세스하여, 그 데이터를 동시에 조작할 수 있는, 본래의 STEP 데이터베이스에 초점을 맞추고 있음을 시사하고 있다. 이것을 실현하기 위해서는 STEP 어플리케이션이 보다 간단하게, 보다 효율적으로, 보다 확실하게 데이터를 공유할 수 있는 새로운 프로토콜을 개발해야 한다. 이 프로토콜은 선택된 AP의 관점에서, 어플리케이션 간에 데이터를 공유시키는, 기존 SDAI의 상위 계층의 High-level SDAI 형식을 취할 가능성이 있다.

 

  STEP 번역기의 품질은 지난 2년 동안 눈에 띄게 향상되었다.  그러나 입력 모델의 품질이 좋지 않아, 변환이 잘 이루어지지 않는(즉, 불량 데이터 입력 - 불량 데이터 출력)경우도 있다.  툴 개발자 중의 일부는, 설계자가 처음부터 모델 통합성 및 시스템 상호 운용성을 모델 내에 포함시킬 수 있도록 하는, 검증 툴에 대해 연구 중이다. 이미 시장에 나와 있는 툴은 설계 단체들에게 커다란 이점을 제공하고 있다.

10.15.2 STEP 변환 센터

 

  대기업 중에는 각 시스템 간의 제품 데이터를 효율적으로 교환하기 위하여, STEP 변환 센터를 설립하는 경우도 있다. 예를 들어, GM은 1996년 5월에 미시간 주의 트로이에서 STEP 변환 센터(STC)를 개설하였다. 이 센터는 각 CAD 시스템 간의 제품 설계 전송에 STEP을 사용하고 있다.  STEP은 신제품 개발 프로세스의 합리화를 저해하던, 비효율적인 데이터 교환 방법을 대체하였다. 이 센터는 GM의 각 부문, 고객 및 공급자 간에, 신제품의 설계를 교환하는 데에 이용되고 있다.  STC에 의해 신제품 설계의 협력 체제가 강화됨에 따라, 각 기업은 시간 절약과 비용 삭감을 실현할 수 있게 되었다.  STC를 사용하여 공급자 간에 부품 설계를 교환하는 최초의 GM 부문은, Delphi Automotive 시스템, GM 파워트레인 및 Delco 일렉트로닉스 코퍼레이션이었다.

 

  STEP 변환에 대한 신뢰성이 높아짐에 따라 센터에 대한 수요는 점점 줄어들며 프로세스는 훨씬 투명하게 된다. 중소기업(SME)에서는 그 후 몇 년간 이와 같은 센터의 유용성을 느낄 것이다.

10.16 다른 그룹 및 표준과의 인터페이스

10.16.1 ISO TC184 산하 다른 소위원회

 

  ISO TC184 소위원회는 산업 데이터에 관한 표준을 작성한다.  소위원회 SC5, 골격, 데이터 교환 및 통합 범위에는, 모델링 및 골격을 취급하는 연구그룹 WG1이 있다.  WG1은 기업 모델에 관한 표준, ISO 14258[224] 및 기업 참조 골격에 관한 표준 ISO 15704[225]를 작성하였다. 이것들은 기업 레벨의 개념에 초점을 맞춘 상위 레벨의 표준이다.  통상 ISO 10303은 제품 정보가, 설계 및 제조 어플리케이션 사이에서 교환되는 하위 프로세스 레벨까지 적용된다. 기업 그 자체가 어떤 조직의 제품이거나 프로젝트일 경우, 레벨 간의 격차는 좁아진다. 기업이 제품 또는 프로젝트인 경우로는, 기업을 설계하고 구축하며 운영하거나 혹은 해체하는 건축, 설계 및 건설 (AEC) 회사 등이 있다.  

 

  기업(제품)은 라이프사이클 전체 범위 - ISO 15704의 유효 범위 - 내에서 표현되어야 한다. 이렇게 기업 모델은 제품 모델이 된다. 이 경우 EXPRESS를 이용하여 기업 모델을 표현하는 경우와 같이, STEP AP 프로젝트에서 제품 표현의 공유 툴을 고찰할 수 있는 기회는 많다.  ISO 15704의 기업 참조 골격 구성 요소의 일부도 유용하다는 것이 실증되었다 즉, 재이용이 가능한 기업 참조 모델, 기업 설계 툴 및 해당 기업의 설계 방법. SC4 및 SC5/WG1은 서로의 기술 및 표준을 이용할 수 있는 영역을 조사해 왔다. 가장 직접적인 어플리케이션은 건축, 설계 및 건설 AP 세트 : 10303-221, 225,227, 230이다. 선박과 건축물이 유사하므로, 조선 AP도 적용된다 : 10303-215, 216, 217, 218, 226. SC4와 SC5 사이의 조정을 필요로 하는 기타의 영역에서는, ISO l3584 (부품 라이브러리) 및 lSO 15531(MANDATE)이 있다. WG1은 보다 낮은 기업의 레벨로 기능하는 새로운 표준을 계획하고 있으며, SC4 및 SC5/WG1은 이 작업의 부산물이 새로운 협력의 찬스를 가리킬 것으로 예상하고 있다.

10.16.2 공통 오브젝트 요구 브로커 골격 (CORBA)

 

  COBRA(Common Object Request Broker Architecture)는 많은 소프트웨어 벤더를 포함한 600명 이상의 멤버로 구성된 조합으로서, 오브젝트 관리 그룹 (OMG)[226]이 개발한 공통 오브젝트 요구 브로커 골격이다.  CORBA는 다양한 오브젝트 지향의 어플리케이션이, 특정의 플랫폼이나 오브젝트 구현 기술과 상관없이, 「대화」모드로 데이터를 교환할 수 있는, 통합 테크놀로지를 정의하고 있다.

 

  모든 CORBA 트랜잭션은, 정보를 찾는 고객의 요구에서 시작하여 서버 응답으로 종료한다. 그 후의 트랜잭션에서는 고객과 서버 어플리케이션의 역할이 반전되는 경우도 있다. 각 정보의 요구는, 요구된 정보를 제공하는, 적절한 서버를 식별하는 오브젝트 요구 브로커(ORB)를 통해 전송된다. ORB는 어느 쪽이든 해당될 경우  고객 및 서버 롤에서 통합 시스템의 인터페이스와 함께 서버 및 그 서비스의 디렉터리를 보관하고 있다.

 

  COPBA에서 오브젝트는 「고객이 요구할 수 있는 복수의 서비스를 제공하는 식별 가능한 캡슐화된 엔티티」이다. 이 때문에 통합 시스템의 어플리케이션 프로그램은 오브젝트로 간주된다.  IDL 언어에 의해 이와 같은 오브젝트의 인터페이스를, 오브젝트의 실제의 구현과 관계없이, CORBA 목적을 위해서 정의할 수 있다. STEP 및 CORBA 간의 상호 운용성의 I 형식을 제시하는 작업은, IDL 구동 [227]을 통해 이미 진행 중이지만, 이것은 제 7장에서 말한 것처럼 ISO 10303-22용으로 개발되고 있다. 따라서 데이터베이스에 있는 STEP 모델을 CORBA 구현의 서버로서 취급할 수 있게 되었다.

 

  CORBA가 취급하는「오브젝트」는, STEP 관점에서 보면, 모델 내의 각각의 엔티티 레벨이 아닌, 모델 또는 파일 전체의 레벨로 존재하고 있다.  따라서 STEP 및 CORBA 간의 주요 관계는 PDM의 영역에 들어간다. 제품 구성 관리 데이터 처리에 대한 STEPPDM 방법의 비 정합성 해결은, 장래의 STEP 골격의 개발에 영향을 줄 가능성이 있다.  SC4 및 OMG 표준 개발자는, PDM 데이터의 처리 방법에 정합성을 부여한다는 목표를 가지고, 연구에 몰두하고 있다.

10.16.3 인터넷과 인트라넷

 

  인터넷과 인트라넷은 일반 엔지니어뿐만 아니라 인반 미국인의 일상생활에서 중요한 역할을 하고 있다.   인터넷은 글로벌 베이스의 데이터 및 정보를 추출하는 데에 이용되고 있다. 대다수의 기업은 제품의 선전 및 제품의 카탈로그 정보를 제공하려는 목적에서 인터넷을 이용하고 있다. 이 매체는 특별 주문 설계를 사업으로 벌이는 것처럼, 표준 부품 공급 업자에 대해서도 거의 비용을 들이지 않거나, 또는 극히 적은 비용으로 제품을 선전하여, 보다 큰 시장에서 판매하는 기회를 제공하고 있다.

 

  기업 및 조직 내의 인트라넷 이용은, 하이퍼텍스트 마크 업 언어(HTML) 브라우저와, 정합성 있는 형식의 데이터로 바로 꺼낼 수 있기 때문에 확대되고 있다. 이것은 기업에게 보증된 안전한 형식으로, 표준 부품 데이터의 정보, 데이터 또는 도면 가시화 툴, 릴리스 정보 및 상태 등의 추출 방법을 제공한다.

 

  STEP과 인터넷이 결부됨에 따라 STEP의 획기적인 진전을 기대할 수 있게 됐다.  STEP은 네트워크화 된 구현 환경에서 성장을 계속한다. 그러나 유감스럽게도 초기의 STEP 구현은 인터넷이 발전하기 전에 실시된 것이다, 10303-21 텍스트 파일 교환은 특수한 파서에 의존하고 있기 때문에, 인터넷에는 아직 적합하지 못하다. SDAI는 STEP 기반 어플리케이션용인 단일 유저 데이터 액세스 인터페이스로, 네트워크화 된 어플리케이션을 지원하도록 설계되어 있지 않다. OMG의 CORBA는 STEP에 인터넷을 결합하기 위한 툴의 일부를 제공한다. 예를 들어 ORB가 가능한 인터넷 환경 하에서, CORBA는 STEP 모델에 대해 장소 투명성을 보증한다. 정확한 위치는 몰라도 CORBA를 이용하여 STEP 모델을 찾을 수 있다. 그러나 CORBA 분산 오브젝트 패러다임은, 한 장소에서 다른 장소로 이동하는 데이터 오브젝트에 대한 STEP 요건을 지원하도록 설계되어 있지 않다. 이 때문에 CORBA는 STEP과 인터넷을 결합하는데 도움을 주지만 그 자체로는 충분하지 않다.

 

  인터넷 상의 STEP의 미래는 STEPJava의 효과적인 통합을 정의하는 능력에 달려 있다. ISO TC 184/SC4 프로젝트는 이러한 문제점을 해결하기 위해 노력하고 있다. 프로젝트의 최종 목표는 EXPRESS 기반[228] 데이터 오브젝트를, HTML 오브젝트와 같이 인터넷상에서 쉽게 꺼내보는 것이다. Java의 pass-by-value 규정은 이것을 가능하게 하는 규약이다. Java-STEP 인터넷은 실증된 테크놀로지, 즉 하이퍼텍스트 전송 프로토콜, HTML, JayaJava 오브젝트의 직렬화로 구성되어 있다. 인터넷은 STEP 및 EXPRESS 기반 데이터 오브젝트에 대한 persistent identifier인, URL에 의해서 제품 데이터를 공유하는 세계적인 보관 창고가 된다.  또한 인터넷은 STEP EXPRESS 클래스 라이브러리의 데이터의 교환소 역할도 한다. Java의 「한 번 쓰면 어디에서든 사용할 수 있는」기능을 활용하면, 클래스를 인터넷에서 다운로드 할 수 있으며, 어디에서든지 실행할 수도 있다. JavaSTEP의 보급을 위한 열쇠이다.  현재 40만 명 이상이 활동하고 있는 Java 프로그래머들은 놀랄 만한 스피드로 새로운 인터넷 어플리케이션을 생산하고 있다. Java 프로그래밍 환경은 대규모적인 프로그래밍의 생산성의 산출을 보증하고 있다.

 

  PDES사는, NIST와 협력하여 미 공군 PAS-C 프로그램 시연을 통하여 상당한 수의 저가 제품 HTML 뷰어(Netscape 등)를 이용한, 데이터 사용과 동시에 액세스가 가능하다는 것을 보여주었다. 그와 같은 기능들이 실행되기 위해서 탑다운 분류(즉 부품, 문서 또는 혼합)를 위한 10303-232 내의 데이터 구조와 파일 정보가 정의되었다. 또한 10303-232는 부품 계열 및 부품 분류 정보에 대한 카탈로그 정보를 제공하는 데이터 구조도 제공하고 있다.  10303-232 데이터 파일은 인스턴스화 된 데이터가 HTML 형식으로 변환될 경우, 유저가 고가인 CAx1) 어플리케이션을 사용하지 않아도 되는, 저가의 데이터에 액세스 기능을 제공한다. HTML은 데이터 모델을 위한 데이터 구조를 제공하지 않지만, 다른 기존의" 데이터와 함께 사용될 수 있는 기능은 제공한다.

  확장 가능 마크 업 언어(XML)는 STEP 스키마 인스턴스의 인코딩을 통해, 기존의 ISO 10303-21의 대체안으로서 제품 데이터의 교환 방법이 가능하게 한다.  XML은 형상이 중요하지 않은 제품 데이터(예로 변경 명령 등)와, 특별히 크지 않는 제품 데이터의 파일 교환에 가장 적합하며, WEB 기반의 분산 PDM의 실용화를 가능하게 한다.

 

  XML은 월드 와이드 웹 협회(W3C)의 도움으로 개발되고 있는 표준이다. 이것은 인터넷 환경에서 구조화된 데이터 교환 형식으로, 대부분의 인터넷 브라우저에서는 XML을 지원할 계획이다. 산업과 STEP에서 왜 XML은 중요할까?  XML은

 

l       이종(異種) 시스템 간의 데이터 교환을 지원한다.

l       제조 어플리케이션 및 공통 사무용 소프트웨어 툴 간의 데이터를 공유한다.

l       전자 상거래를 촉진한다.

l       초기 도입 비용을 삭감한다.

l       각 종 트랜잭션 처리 시스템 간의 상호 운용성을 가능하게 한다.

l       인터넷과 데스크톱과의 완벽한 통합을 가능하게 한다.

l       EDI와 STEP 등의 웹이 탄생하기 전에 개발된 표준 데이터에 대하여, 인터넷에의 통로를 제공한다.

 

  왜 HTML에 대신 XML일까?  먼저 XML은 확장 가능하나 (내용 제공자가 그것 자체의 태그 세트를 개발 할 수 있다) HTML은 그렇지 않다.  XML 문서는 ‘문서형 정의’에 유효해야 하는 등, 올바른 형식으로 되어 있어야 한다. HTML 문서는 태그 에러가 있어도 괜찮다. XML은 구조를 표현하도록 설계되어 있다. HTML은 주로 정보 표현용으로 설계되어 있다. XML 문서는 (파서에 의해 처리된 뒤) 어플리케이션에 의해 해석된다. HTML 문서는 인간이 해독할 수 있다.

10.16.4 전자 데이터 교환 (EDI)

 

  EDI는 미국의 ANSI 인정 표준 위원회(ASC) X12 표준[229] 또는 국제 연합의 관리, 상거래 및 운송에 대한 전자 데이터 교환 국제 연합 (EDIFACT/UN) 표준에 의해 정의되는, 거래 관계자 간의 비즈니스 데이터의 교환 방법을 말한다. 제품 데이터를 비즈니스 데이터와 관련지을 필요성이 생기는 경우가 많기 때문에, STEP이 EDI과 조작 공통성을 갖는 것은 분명 바람직한 일이다.

 

  NIST 및 미국 CALS 오피스용으로 실행된 최근 프로젝트에서는, EDI 및 STEP을 모두 사용하기 위해서 필요한 요구조건에 대한 연구가 행해졌다.  2 종류의 데이터를 조합하는 것은 「기술적 데이터 패키지」의 구성 요소로 볼 수 있다. 최초로 DoD 기술적 데이터 패키지를 조사하여, 정보 및 상호 운용성을 요구하는 항목의 유효 범위가 확립되었다. 상호 운용성의 실현을 목표로 한 장단기의 전략이 정의되었다.  단기 솔루션은 주로 EDI의 기능에 의존하고 있었지만, 10303-232 개발을 위한 중기 솔루션의 활동은, ISO TC 184/SC4 내에서 이미 진행 중이다.

 

  STEP 및 EDIFACT는 전자 상거래 분야에서 각 어플리케이션에 대응하는 상호 보완적인 표준이다. 양 표 준을 조정하기 위해서는, 표준에 어떠한 변경도 가해서는 안 된다는 사실에 주목해야 한다. 장기적인 안목으로 볼 때, 단일 데이터 사전을 사용함으로써, harmonized된 개념 정의가 이루어 질 것으로 예상된다. SC4는, ISOIEC 중앙 사무국과 기타 ISO, IEC 기술 위원회 간의 공통 이해 각서에 입각해서, 연구 작업에 적극적으로 관여하고 있다.

10.16.5 오브젝트 링킹 및 Embedding (OLE)

 

  오브젝트 및 Embedding (OLE)은 Microsoft와 DEC가 공동 개발한 구성 요소 오브젝트 모델 (COM : Component Object Model)에 입각하고 있다. 실제로 OLE는 오브젝트로 인식되는 복합문서(일반적인 의미)를 구성하는 메커니즘을 제공한다. COM은 분산 오브젝트 간의 데이터 교환을 위한 수단이다. 현재 OLE/COM은 Microsoft Windows 및 Windows NT 밖에 사용할 수 없다. 그러나 적어도 PC 기반 어플리케이션에 대해 사실상의 표준이 되리라는 기대가 담겨져 있다.  이미 말한 CORBA는 COM과 같이 동일 목적에 도움이 되도록, 소프트웨어 업계의 개발자에 의해 개발되고 있다. CORBA의 관련된 복합문서 형식에는 다양한 옵션이 있다.

 

  제품 라이프사이클 응용 프로그램 CAD 벤더는 PC 플랫폼을 이용하기 시작했다.  대부분의 벤더들은 PC 플랫폼을 지속적으로 이용할 경우,  ISO ISO 10303 구현에 있어서 OLE와 COM이 상호 운용성을 갖게 될 것이라고 언급했었다. 이것은 매우 중요한 의미를 지닌다. 이 상호 운용성은 CORBA와의 상호 운용성이 현재의 중요한 요구 사항이라는 것과 같은 맥락이다. 중요한 것은 설계 및 모델링(DM)을 위한 OLE로서, OLE extension이 현재 개발되고 있다는 점이다[230].  현재 이것은 그래픽 오브젝트의 공간 배치에만 한정되어 있는 것처럼 보이지만, 확장을 진행시킴에 따라 DM을 위한 OLE를 STEP의 유효 범위에 더욱 근접시켜, 상호 운용성을 증대시킬 수 있다. 그러나 이것을 목표로 진행시키고 있는 작업은 없다.

10.16.6 Java

 

  Java[231]는 Sun Microsystem이 개발한 플랫폼 독립형, 오브젝트 지향의 프로그래밍 언어이다. 이것은 프로그램을 한 번 설치해 놓으면 인터넷 상에서는 어디에서든지 실행할 수 있다. JavaSTEP의 상호 운용성에는, 예를 들어 인터넷에서 STEP 모델을 시각화하는 Java 프로그램의 사용 등도 포함된다. 본래 Java 언어 사양은 국제 표준안으로 ISO/IEC JTC1에 제출되었다. 현재는, Sun은 JTC1 보다도 먼저, 유럽 컴퓨터 메이커 협회를 통하여 테크놀로지의 표준화를 추구하려고 하고 있다. 제6장에서 강조했듯이 STEP SDAI의 Java 바인딩에 대해서는 ISO TC184/SC4 내에서 이미 연구가 시작되었다.

10.16.7 MANDATE

 

  제조 관리 데이터(MANDATE) 표준 (ISO 15531)은, 제품 관련 데이터 이외의 표준화된 제조 정보의 표현을 취급하도록 되어 있다. 이 중에는 제조 리소스나 소재 플로우, 제조 관리 등의 주제가 포함되어 있다. MANDATE의 작업은 SC4의 초기의 단계에 속한다. 관련된 어플리케이션 영역에서는 상세한 MANDATE 모델이 작성될 경우, ISO 10303 자원을 이용하며, ISO 10303 AP와의 상호 운용성이 있도록 설계될 것으로 예상된다.

10.16.8 SGML

 

  SGML은 컴퓨터 기반 문서화를 위한 ISO/IEC 표준으로, 표준 일반화 마크 업 언어[232]이다.  대부분의 제품 서술 정보가 텍스트 문서로 구성되어 있기 때문에, 이 표준과 STEP 간에 밀접한 관계가 확립되어야 한다. 목표는 EXPRESS 기반의 제품 정보와 SGML 문서 및 그 반대의 경우에 적절한 참조를 할 수 있도록, STEP 파일에 SGML 문서를 embedded 할 수 있는 구조를 만드는 것이다. 이것은「제품 표현」이라는 STEP 개념의 주요하면서도 바람직한 확장을 유도한다.

 

  STEP과 SGML 간에 상호 운용성이 있게 하는 효과는, 현재 컴퓨터 해석 가능형 데이터가 아닌 EXPRESS의 문자열이, 인텔리전스를 획득할 수 있다는 것이다. 이 때문에 원칙적으로는 10303-21 파일로 송신된 SGML 문자열이, 파일의 후처리 후 높은 레벨의 해석을 할 수 있게 된다. 기타의 ISO 표준에 의해 정의된 문자열도 유효한 SGML 문자열이며, 이와 같은 컴퓨터 해석 가능 문자열에 Ada[233], C 또는 FORTRAN 등 프로그래밍 언어의 (예를 들면) 코드 부분이 포함될 수 있다는 것은 매우 중요하다. 10303-21 파일의 EXPRESS 문자열 첨부도 유효하지만, 이 기능에 대한 어플리케이션은 이미 연구되어 왔다.

10.16.9 VRML

 

  VRML[234]은 STEP에 대한「대체안으로서 인식되는 경우가 있으나, 실제로 VRML과 STEP에는 공통점이 별로 없다. VRML은 WWW 상에서 대화형 3D 시뮬레이션을 작성하기 위해 개발된 것이다. 이것은 순수하게 그래픽 기능을 제공하는 것으로 비형상 관련 설계 데이터를 표현하는 규정은 없다.  이 언어는 시각화에 대한 구조적인 기본 솔리드 형상을 어느 정도 제공하지만, 보다 복잡한 형상은 다면체 형태로 표현해야 한다.

 

  VRML은 일반 영역에 있다. VRML협회와 협력하여 ISO/IEC JTC1 표준으로서 개발되고 있으며, 실리콘 그래픽스사가 개발한 오픈 인벤터 모델링 형식에 기초를 두고 있다. STEP 형상 모델을 VRML 모델로 변환하여, 월드 와이드 웹으로 시각화하는 수단을 부여한다는 장점이 있지만, 이것은 도움이 되는 상호 운용성의 유일한 형식이다.

10.17 마무리

 

  전 세계의 기업들은 ISO 10303 기술을 통해 대폭적인 비용 삭감과 품질의 향상, 시장 출하의 시간 단축 등을 이룰 수 있게 되었다.  글로벌 경제에 있어 중요한 빌딩 블록이 되고 있다.  STEP은 기업 파트너와, 멀리 떨어진 부품 공급 업자와 다양한 컴퓨터 환경에서, 제조 작업을 하나로 정리하기 위해 사용되고 있다. 현재 STEP은 제품 데이터 교환용의 국제 표준에만 머물러 있지 않다. 기업 통합, 세계적인 경쟁, 데이터 보관, 설계 재이용, 제조와 비즈니스 업무의 통합화 문제의 해결과 관련이 있다. 그러나 개선의 여지는 아직도 많이 남아 있다.  21세기 STEP의 이용 형태는 계속 확대될 것이며, 미래의 끝없는 기회를 제공할 것이다!



34) 여기에서는 "표준 부품"의 사용을, ISO 10303 국제 표준 파트를 의미하는 "표준 문서 파트"의 사용과 혼동하지 않도록 한다.

35) IEC TC93 : 설계 자동화