제 4 장

사용자의 관점

4.1 응용 프로토콜의 배경


  응용 프로토콜(AP)에 관한 발언은 미 해군 후원인 NIST 프로젝트에서 처음으로 시작되었다(제 2장). NlST는 해군 시설 설계국(Naval Facilities Engineering Command) 프로젝트의 일환으로서, 건축, 엔지니어링 및 건설(AEC) 업계용의 IGES 사용의 한계를 문서에 서술해 놓았다. 이 작업은 해군에 대해서, AEC 산업 가운데 우선도가 높은 정보 교환의 요건을 지원하는, IGES AP의 개발을 장려하였다[140]. 당시의 IGES 부분 집합은 유효한 제품 데이터 교환에 있어서 충분하지 않았다. 이러한 장려 정책에는 정보 교환 표준이 교환되는 정보의 의미를 정의하고, 정보 표현에 필요한 데이터 구조에 이러한 의미의 매핑을 포함해야 한다는 기본적인 전제가 있었다. NIST는 이 결과를 ISO TC 184/SC4에 제출하고, STEP 프로젝트에 포함시키도록 요구했다. 이러한 획기적인 방법(1988년)은, 제품 데이터 표준이 업계를 지원하기 위해 개발되는 방향으로의 움직이는 의식적인 변혁이었다.

  1988년경에 일어난 어떤 사건을 통하여, 레벨의 데이터를 완벽하게 전송하기 위해서는, 기타의 제약이 필요하다는 것이 밝혀졌다. 미국 에너지 기구(DOE)는 중요 임무 설계를 명확하게 전송하기 위한, DOE 프로젝트의 일환으로서「필터링」프로그램을 개발하고 있었다. 이 제품의 영역은 DOE 프로젝트에 대해서 적절하게 제약받고 있었지만, 소프트웨어는 CAD 시스템 간의 부정확한 전송으로 이어질지도 모르는 엔티티 사용을 검출하도록 개발되었다. 이 프로젝트에 관여한 IPO 멤버는 AP의 새로운 개념의 중심이 되는 제품 영역에 관한 생각을 특정했다.

  제 5장에서 기술할 ‘현재까지의 연혁’에서도 명백하게 드러나듯이, 추천 받은 AP 작성에 비해, AP 개발을 위한 구성 요소와 방법 등은 공식화 단계에서 잘 진행되지 않았다. STEP 구조의 일부로 확립되면, 다음 단계는 기존의 AP 발의에 대해서, 어느 정도 순서의 유사성을 주는 것이었다. 1990년 5월, SC4는 가맹국들에게 STEP AP 프로젝트의 기존의 18개의 제안에서, 상위 3번째 사항(우선 사항)을, 선택하도록 요구했다. 이 선택에는 다음과 같은 기준이 있었다 :

  SC4는 이 조사의 결과를 이용하여 최초로 5개의 AP 프로젝트를 확립했다. 그 이후의 산업 프로그램은 AP 프로젝트를 지속적으로 제안하고 있으며, ISO 10303 AP 프로젝트로서 SC4에 의해 심사와 승인을 받는다.

4.2 응용 프로토콜의 목적과 구조


  제 5장에서 말한 것처럼, 응용 프로토콜 방법은 STEP의 구조 및 사용의 기본이 되는 것이다. 응용 프로토콜 방법은 다음의 것을 제공한다.

  응용 프로토콜은 ISO 10303의 일부로, 제품 데이터의 사용에 대한 맥락(context) 및 유효 범위를 정의하고, 맥락에 있는 STEP 통합 리소스의 해석을 지정하며, 산업 필요성(industrial needs)을 충족시킨다. 또한 응용프로토콜의 구현에 대한 적합성 요건 및 적합성 클래스를 열거한다. 응용 프로토콜의 설계에 의해 STEP 통합 자원 구조를 재사용하여, 일관된 구현 및 다양한 컴퓨터 응용 프로그램의 관련 데이터의 교환을 보증할 수 있다.

4.3 응용 프로토콜의 구성 요소


  STEP AP를 구성하는 5개의 주요 구성 요소(제 3장)는 다음과 같다[141] :

  그림 4-l 응용 프로토콜 유효 범위

  AP의 유효 범위는 AP에 의해 적응되는 기능성과 정보를 기술한다. AP의 유효 범위는 이하의 조건에 의해 정의된다 :
  응용 활동 모델(AAM)은 응용프로그램 작업, 프로세스 및 응용프로그램 영역의 정보를 파악하기 위해 개발되고 있다. AAM은 요건의 집합 및 유효 범위의 결정 도구로, 어떠한 정보와 정보의 흐름이 응용프로토콜의 유효 범위 내에 있는가를 식별한다. AAM은 IDEF0에 의해 제시된 모델링 기능을 이용하여 기술된다.

그림 4-27)AAM은 응용 프로토콜에 대한 관심 프로세스를 나타내고 있다. 진행 중인 정보 흐름의 유효 범위의 결정 기구로서 이용된다. 응용프로토콜의 해당 유효 범위밖에 있는 것은 별표를 해두었다. 유효 범위내의 정보 흐름은 정보 요건의 공급원의 역할을 한다. AAM은 요건 수집에 편리한 상세 레벨의 정보의 흐름을 나타내고 있다. 각 흐름에 붙어 있는 라벨은 실제의 문서 또는 정보를 나타내고 있다; 이 흐름이 나타내는 정보는 분할되거나 열거된다. 정보의 분할은 차후에 ARM을 개발하는 데에 있어 중요한 토대가 된다.

  응용 참조 모델(ARM)은 응용프로그램 문맥 내에서 가장 중요한 정보를 파악한다. AP 개발자는 AP가 「언급」하지 말아야 하는 것이 무엇인지를 결정한다. ARM용 정보 수집은 보통 연구 발표회와 관련되어 있지만, 여기에서는 기능 전문가가 관여하며, 그들이 이해하는 범위 내에서 엔티티를 정의한다. ARM을 표현하기 위해 선택된 모델링 언어는 그 모델의 의미만큼 중요하지는 않다. 모델의 객체 정의는 AP의 가장 중요한 측면이다. ARM은 응용프로그램 영역의 정보 요건과 구조, 제약 등을 형식적으로 기술한다.

  그림 4-3ARM의 단편을 산업 요건, 여기에서는 건축 부문과 관련시켜 놓았다. 이 그림은, ARM의 객체와, 도면에 의해 전달되는 정보와의 관계를 나타내고 있다. 여기에서 중요한 사실은, 벽이 건축 부문의 일부(그림에 표시)이며 거기에는 치수가 있다는 것이다. 즉, 실제로 벽이라는 사실이다.

  응용 해석 모델(AlM)에는 몇 개의 함수가 있다. 이것은 AP에서 사용되는 통합자원(IR)의 부분 집합을 지정하고 있다. 이것은 총칭 데이터 구조의 의미를 지정하고 제약을 추가함에 따라, AP의 교환 수단을 제공하고 있다. ARM에 기재된 요건은 통합 리소스에서의 총칭 데이터 구조의 선택, ARM의 정보 요구 사항을 충족시키는 자원의 특수화와 제약을 통해 충족된다. IR 엔티티를 AIM에 포함시키면, 엔티티가 IR에 갖고 있던 관계 및 구조가 유지된다. AIM에서 엔티티는 IR에 비해 데이터 구조의 변경 수법으로는 수정되지 않는다. 각각의 엔티티 또는 그 하위형에는 여전히 같은 수의 속성이 있으며, 그 속성은 동일 순서로 표시된다. 제약은 속성의 허용 수치에만 영향을 준다. 모든 AP가 동일한 통합 자원 세트를 사용한다는 것은, AP가 기본적인 기반이 되는 하나의 구조와 의미를 공유한다는 것이다. 모든 AP는 통합 자원의 구조를 통해 관련된다. AIM은 lSO 10303-11로 정의된 EXPRESS 기구를 이용하며, 통합 자원 구조로 구성되어 있다. 이와 같은 기구를 통해서 통합 자원 구조와 개량을 직접 이용할 수 있다.

  그림 4-4 AP AIM

  EXPRESS-G 다이어그램은 AIM의 일부이다. 이것은 AIM의 하위형을 나타내고 있다. 여기에는 구조_엔클로저_요소라는 제품_정의의 하위형이 있다. 이 하위형은 벽을 표현하기 때문에, 물리 파일에서 인스턴스화 된다. (이것은 결국 구조 또는 엔클로저 건물 요소이다) 형상_측면에서는 플러스_구성 요소마이너스_구성 요소라는 2개의 하위형이 있다. 마이너스_구성 요소에도 구멍(opening)라는 하위형이 있다. 구멍에 해당하는 인스턴스는 벽에 있는 창문에 작성된다. 창은 구멍이다. 여기에서 이것은 우연히 벽이 되는 제품_정의의 형상 특성과 형상_측면의 일종인 마이너스_구성 요소이다. 이 도식은 STEP에 관여하지 않는 사람들에 있어서 다소 복잡하게 느껴질지도 모른다. 여기에서 도식을 이용한 이유는 AIM이 어떻게 기능하며 기초 유저 정보의 요건과, 어떻게 관련되어 있는가를 알려주기 위해서이다.

  ARMAIM 간의 형식적인 관계는 매핑표에서 지정된다. 매핑표는 요건 및 교환 수단을 실제로 결부시키는 AP의 일부이다. 이 중에는 AP용인 통합 자원의 사용을 지정하는 규칙과 제약이 포함된다. AIM과 매핑 표 의 조합에 의해, AP용 총칭 구조의 사용은 완전하게 지정된다. 매핑표는 각각의 정보 요건이, STEP 통합 자원 구조에서 어떻게 표현되고 있는지를 기술한다. 매핑표는 AIM을 개발한다. AIM은 STEP IR을 사용하여 ARM에서 문서화 된 요건을 채워주는 스키마를 지정한다.(그림 4-5 AP 매핑표)

  위의 예에서 매핑표는 ARM 오브젝트 structure_enclosure_element가 AP 작성 AIM 오브젝트에 대해 IR에서의 product_definition의 하위 형, structure_enclosure_element를 매핑하고 있음을 나타내고 있다. 이 structure_enclosure_element가 벽이라는 사실은 product_category의 이름에 의해 표현된다.

  매핑표는 복잡해서 이해하기 어렵지만 AP에 있어서는 중요한 요건이다.

  적합성 요건은 AP의 구현에 대한 기본적인 특징과 적합성 클래스를 지정한다. 적합성 클래스는 ARM의 부분 집합과, AP의 유효하고 컴플라이언트(compliant)한 구현에 필요한 AIM의 부분 집합을 정의한다.

  그림 4-6 AP 적합성 요건

  표 4-lAP의 완전한 내용 요건을 나타내고 있다.

4.4 응용 프로토콜의 개발


  최초의 응용프로토콜(AP) 개발 단계는, 확실한 정보 교환의 표준에 대한 산업의 우선순위와 요구 사항을 정의하며, 이 요구 사항을 충족시키는 AP 개발의 국제적인 관여를 확립하는 것이다. SC4는 대상이 되는 모든 산업의 사용자 전문가들이 이 작업에 관여하는 것을 보증하도록 노력하고 있다. 산업의 우선순위와 요구 사항을 문서화하여, 유효 범위 및 정보 요건의 정의는 AP에 대한 응용 맥락 및 기능적 요건의 정확한 기술(記述)을 공식화함으로써 시작된다. 이 기술은 AP를 목표로 한 제품 데이터의 응용프로그램과, 그 응용프로그램 내의 제품 데이터에 대한 본래의 사용을 정의한다. 자세한 유효 범위의 결정과 정보 요건의 정의는 이 기술(記述)에서 시작된다.

  유효 범위의 정의는 응용 활동 모델(AAM)을 통해 이루어진다. AAM은 IDEF0 등의 프로세스 모델링 기술에 의한, 응용프로그램 영역내의 제품 데이터의 사용을 기술한다. 해석의 예로는 응용프로그램 영역의 제품과 사용에 대한 간단한 설명이 문서화되어 있다. 이와 같은 사용의 예는 정보 교환 요건의 정의와 그 이후의 ARM, AlM의 검정 시험에 있어서 매우 중요하다.

  상세한 유효 범위와 총칭 정보 요건이 정의되면, AP의 정보 영역은 응용 참조 모델(ARM)을 통해 기술된다. 이 ARM은 표준 정보 모델링 기술 : IDEF1X 또는 EXPRESS를 이용하여 개발된다. 적용 범위 내부로 생각되는 각 응용프로그램의 정보 요건은 ARM으로 표시되어야 한다. 응용 영역의 정보 요건을 완전하게 기술할 수 있도록 ARM은 상세하게 기술되어야 한다.

  AP의 유효 범위를 관리할 수 있는 구성 요소로 모듈화 하는 기본적 기구는, ARM의 콘텍스트 내의 기능 유닛(UoF)를 정의하는 것이다. UoF는 ARM의 맥락 내에서 올바르게 정의된 복수의 개념을 전달하는 엔티티, 속성 및 관계의 집합이다. UoF는 ARM을 이해하기 쉬운 논리적인 개념 그룹에 편성, AP의 적합성 클래스를 정의하는 기반을 마련하는 데에 이용된다. NIST는 기존의 UoF 브라우징을 위해 웹 베이스로 인터넷에 액세스할 수 있는 툴을 개발하고 있다. 이 사이트에는 각 AP에 관련되는 모든 UoF, UoF와 기타의 UoF와의 관계, UoF의 정의 등이 있다[142]. 또한, 새로운 AP 개발자가 기존의 AP에서 관련 요건을 찾을 수 있도록 AP의 요건이 표현된다. 이러한 요건을 재이용함에 따라 요건 레벨에서 AP를 용이하게 조화시킬 수 있다.

  ARM의 개념 및 정보 요건을 전달하기 위해, 통합 리소스의 구조를 선택, 제약함으로써 AIM을 개발한다. AIM의 개발 프로세스는, APSTEP 데이터 표현의 일관성과 개별 AP로 동일 정보를 표현하기 위한 동일구조의 재이용에 관한 보증을 포함하고 있다. STEP AP의 개발과 검증은 점진적인 상세화 및 검정 시험의 반복 프로세스이다.

  그림 4-7AP 개발 프로세스를 정리한 것이다. 간단하게 말하면 AAM의 정보 흐름은 ARM의 정보 오브젝트와 관련이 있다. 해석 프로세스는 ARM 요건에 대응하는 IR 오브젝트를 식별한다. IR의 부분 집합 및 그러한 구조의 특수화를 포함하는 표현 AIM이 작성된다.

IR 매핑표는 ARMAIM의 상관관계를 문서화하고 있다. 또한 응용프로그램 내의 AIM 구조의 사용에 관한 지침을 포함하고 있다.

4.5 AP 프로젝트 계획 관리


  I990년부터 1998년까지 SC4는 32(개의) AP 프로젝트의 개시를 승인했다. 그 동안 SC4는 산업 요건을 평가하여, 국제 표준으로서 AP의 시의(時宜)를 얻기 위한 절차를 확립했다. 이와 같은 작업으로 예를 들어, 조선과 프로세스 플랜트 등 산업 센터 니즈에 반응하는 AP 세트의 정의를 촉진하는, AP 계획 프로젝트의 이용도 포함되어 있다. 또한 제품 데이터 교환 및 공유라는 산업 요건을 수집, 종합하여 일반화시키는 작업도 있었다. 산업은 산업 요구 사항 및 장래의 정의에 도움이 되는 (우선순위의) 산업 전반 AAM과 IT 로드맵을 정의하도록 촉진되었다.

  항공 우주 산업은 구성 관리처럼 본질적으로 총칭인 AP의 사용에 있어 STEP을 사용하기 위한 총칭 방법을 채택하고 있다. 자동차, 조선 및 프로세스 플랜트 산업은 산업의 니즈에 영향을 주는 특정 AP를 개발해 왔다. 예를 들어 ISO 10303-214의 유효 범위는「자동차 기계 설계 프로세스의 중심 데이터」이지만 이것은 적어도 미국, 유럽, 일본의 자동차 회사에 의해 사용된다.

  조선 업계는 5개의 통합 AP의 세트를 구축하고 있는 중이다. 화학, 프로세스 플랜트, 건축 설계 및 건설(AEC) 산업도 특정 산업에 초점을 맞춘 AP의 개발에 관여하고 있다.

  동일한 기간에 발족한 32개의 AP 프로젝트 중 5개가 국제 표준으로 되어 있다. 표 4-2는 본서가 출판될 때에 SC4에서 지속적으로 활동하고 있는 AP 작업의 항목을 열거하고 있다(* 국제 표준)

  현재 대부분의 사람들은 AP 작성에 필요한 방대한 자원과 시간의 투입을 경감하기 위해서 고군분투하고 있다. 또한 방법 이후의 요건을 경감하거나 AP 개발의 자동화를 위한 툴을 제조하기 위해 수많은 시도를 행하여왔으나 이처럼 사업이 집중됨에 따라 잘 진척되지 않았다. 현재의 개발 방법은 다음과 같은 문제와 관련하여 여전히 논의 중이다 :

  자동차 및 항공 우주 산업은 ISO 10303의 초기의 채택자로서, 최초의 STEP AP의 개발과 발전에도 관여하고 있었다. 이와 같은 산업은 국제 산업 조합의 협력을 통하여 테크놀로지에서의 중심적인 권한을 확립하였다. 대부분의 산업 분야도 지원하는 AP의 유틸리티 및 신뢰성을 공급과 납품 체인에 활용하기 위해 작업을 계속하고 있다. STEP에 대한 대부분의 산업 후원자는 AP 방법을 도입함에 따라 주의와 자원의 행선지를, 특정의 정보 요건을 채우는 AP 프로젝트로 방향을 전환하게 되었다. 제 5장에서 이야기할, 자원의 이동은 공통의 통합 리소스를 내보내는 작업을 둔화시키고 개량된 응용 해석 구조의 실현도 지연시킬 가능성이 있다.

  다수의 산업이 정보 교환 및 공유 표준에 대한 요구 사항을 조사함에 따라서, SC4는 다양한 데이터의 교환에 대한 산업 의미론을 표준화하는 보조적인 기능과 기구에 관한 기대와 요망에 직면하게 되었다. 이러한 요망은 설계 의도의 실현에서부터, 참조 데이터의 산업 분류를 이용한 데이터 보존에까지, 다각적으로 이르고 있다. 제 각각으로 분할된 산업 솔루션에 초점을 맞추기 때문에, 일부에는 단편화가 일어나고 있다. 이와 같은 요망은 ISO 10303AP 개발 프로세스의 한계의 일부를 강조해 왔다. 이것은 표준 개발을 목표로 한 SC4 표준 아키텍처 및 전략 계획에 대한 요구 사항에 기여하고 있다.

4.6 마무리


  SC4는 STEP 프로젝트를 통해 프로세스 모델링, 정보 모델링, 데이터 모델 간의 매핑, 각 구현 패러다임의 적합성 시험 등을 편성하고 이용하는 데에 솔선수범 하였다. 이러한 방법에 대응하는 소프트웨어 툴은 약 8년에 걸친 AP 인도 프로세스를 통하여 더욱 발전되었다. 현재의 기존 프로세스에는 다음과 같은 약점이 있다.

  AP의 매핑표는 너무 복잡해서 사람을 당혹하게 만든다. SC4는 매핑표의 유틸리티를 일부 개선하고 있다. 그러나 컴퓨터가 매핑표를 해석할 수 있을 때까지는, STEP AP를 이해하고 사용하는 데에 있어 커다란 장애가 된다는 것은 변함없는 사실이다.

  최초의 AP 개발 프로세스는, STEP의 기능성과 의미 능력을 완성시키기 위한 작업을 우선적으로 수행하도록 작업의 요건과 입력을 수집하는 수단, 즉 올바르게 정의된 수단을 제공하였다. SC4 프로젝트 관리 자문 그룹(PMAG)는 당초 AP 개발 프로세스의 이 단계를 촉진하였으며, NIST는 STEP 요건의 수집 및 종합을 개선하는 잠재적인 툴을 조사하였다.

  유감스럽게도 NIST가 CALS의 지원을 얻어 프로트 타입의 STEP 요건 관리 시스템을 개발하고 있었던 시기에 PMAG 및 SC4는 WG4를 해산하고(제9장 참조) WG4의 책임 가운데 대부분을 위임하지 않기로 결정했다. 그 결과, 규정된 SC4 AP 개발 프로세스에서 교차 산업 요건의 해석 및 정합 AIM 구조를 강조하지 않게 되었다. 이처럼 초점이 변화함에 따라 AP의 고가치 공통성을 보증하는 중심적인 지령은 없어 졌다. 이러한 변화는 인지된「SC4/WG4의 장애물」을 제거하려는 움직임이 원동력이 되어 시작되었다. 그에 따라 AP 개발 프로세스의 기본적인 목표는 백지화되었으며 그 대신 단편화 솔루션에 박차를 가하게 되었다.

  산업 프로젝트 중에는 초안 표준 및 개발 툴의 보조 시험을 지원하며, AP의 구현을 촉진하려는 움직임이 일고 있다. 이 분야에 대한 개선과 STEP AP의 사용에 대한 산업 리더들의 촉진 운동에 도움이 되어, 단편화에도 불구하고 산업분야에서 지속적으로, 광범위하게 채택되고 있다. 역시 AP의 구현은 테크놀로지를 통하여 사업의 운영에 막대한 이익을 가져다 줄 것이다.


7) 10303-225의 내용은 AP의 구성요소에 대한 샘플도를 정의하는 데에 사용된다.