ステップエックスエムエル

技術解説

STEP-XMLとは？

STEP-XMLは、広義のSTEP（ISO 10303）ファミリーに属し、エンジニアリングシステム間で製品モデルデータを交換するために使用されます。この規格のPart 28は、特にEXPRESSで定義されたスキーマと、そのスキーマに従った製品データをXMLで表現する方法に焦点を当てています。

標準的なSTPファイルとの違いは？

従来のSTEPファイルは通常、ISO 10303-21のクリアテキスト交換フォーマットを指し、一般的に .stp または .step 拡張子で保存されます。STEP-XMLはこれとは異なる実装方法であり、従来のPart 21構文ではなく、XMLでSTEPデータを表現します。どちらもSTEPに属しますが、同じエンコーディングではありません。

STEP-XMLはどのように機能するのか？

ISO 10303-28は、スキーマに依存しないXML表現と、スキーマ固有のXML表現の両方を対象としています。つまり、STEP-XMLは、複数のEXPRESSスキーマにまたがって利用できる汎用的なXML構造だけでなく、特定のスキーマ向けに最適化されたXML構造もサポートできます。この規格では、これらの形式間のマッピングも定義されています。

一般的なファイル拡張子と構造

STEP-XMLファイルは一般的に、非圧縮ファイルには .stpx 拡張子を、圧縮ファイルには .stpxz 拡張子を使用します。このフォーマットは、XMLの階層的な性質を利用して、複雑なアセンブリや製品構造を表現します。ワークフローによっては、XMLファイルがすべてのジオメトリを直接埋め込むのではなく、外部のCADファイルを参照することがあります。この参照方式は、製品構造とリンクされた表現を一緒に移動させる必要がある環境で特に有効であり、その場合、基盤となるCADデータ自体はネイティブフォーマットのまま保持されます。

アプリケーションと業界での使用例

STEP-XMLは、構造化された製品データ交換が必要であり、かつXMLベースの処理（統合パイプライン、スキーマを意識した検証、アプリケーション間のデータ交換）からも恩恵を受けるエンジニアリングワークフローにおいて有用です。NISTも、STEPデータの交換媒体としてXMLを利用する利点を指摘しています。

実際には、STEP-XMLの採用は航空宇宙産業や自動車産業、特にダッソー・システムズの3DEXPERIENCEプラットフォームを含むワークフローによって推進されてきました。一般的なユースケースには、レガシーPDM/CADシステムから3DEXPERIENCEへのデータ移行、コラボレーション環境間での設計レビューや解析データの同期、CMMや検査ワークフローに複数のアプリケーションが関与する場合のデジタルスレッドの継続性維持などがあります。

ソフトウェア開発者にとって、STEP-XMLは、CAD相互運用ツール、データ処理サービス、デジタルスレッドワークフロー、あるいはXMLツールと自然に連携できる形でSTEPデータを取り込む必要があるアプリケーションを構築する際に関連します。また、製品構造やリンクされた外部参照が、生のジオメトリと同じくらい重要な場合にも有用です。

課題やよくある落とし穴

よくある混乱の原因は、STEP-XMLが標準的な .stp ファイルの別名にすぎないと思い込んでしまうことです。どちらもSTEPの交換方式ですが、ISO 10303の異なるパートで定義されており、異なるエンコーディングを使用しています。Part 21のSTEPファイルを読めるソフトウェアが、自動的にSTEP-XMLも読めるとは限らず、その逆も同様です。

もう1つの落とし穴は、基礎となるEXPRESSスキーマの役割を過小評価することです。STEP-XMLは製品データの意味内容そのものを単純化するのではなく、あくまでエンコーディング方式を変更するものです。そのため、アプリケーションはファイル内の意味を正しく理解するために、スキーマを意識した解釈を行う必要があります。

また、チームはアセンブリの可搬性に関する問題にも注意する必要があります。STEP-XMLは、1つの文書内にすべてを埋め込むのではなく、外部のCADファイルを参照できるため、交換が成功するかどうかは、リンクされたファイルを正しく管理できるかどうかに大きく依存します。参照先ファイルが存在しなかったり、移動されていたり、サポートされていない形式だったりすると、アセンブリ全体を正しくロードできません。これは、自己完結型のPart 21 STEPファイルにはない現実的な課題です。

Spatialのサポート

Spatialは、3D InterOpを通じてSTEP-XMLをサポートしています。STEP-XMLの読み取りは、既存のSTEP Part 21サポートと並んで3D InterOpに統合されているため、アプリケーションは同じアーキテクチャ内で両方のエンコーディングを扱うことができます。

3D InterOpは、CADファイルや派生表現への外部参照を含むSTEP AP242 XMLファイルを読み込みます。これは、このフォーマットが、すべてをインラインで埋め込むのではなく、ネイティブのCADデータ、テッセレーション表現、その他のドキュメントへのリンクを保持する構造的なコンテナとして使われることが多いためです。

3D InterOpが参照先のCADファイルを読み込む際には、通常のインポートパイプラインと同じ処理が適用されます。自動ヒーリング（トポロジー修復、ジオメトリ精密化、ギャップ閉鎖）、ACIS、CGM、Parasolidカーネル向けのネイティブジオメトリ生成、さらに利用可能な場合にはPMI抽出も行われます。その結果、ソースがSTEP-XMLのアセンブリ参照であっても、スタンドアロンのCADファイルであっても、アプリケーションはそのジオメトリをネイティブデータと同様に扱うことができます。

当社の選択的インポートAPIは、他のフォーマットと同様にSTEP-XMLにも対応しています。アプリケーションは、すべての参照ファイルやすべての表現を一度に読み込むのではなく、製品構造、テッセレーションジオメトリ、正確なB-Repジオメトリ、あるいは製造情報を個別に読み込むことができます。多数の外部参照を持つ大規模なSTEP-XMLアセンブリでは、このように読み込む対象を制御することが、メモリ使用量とパフォーマンスの両面で重要になります。

3D InterOpは30種類以上のCAD、BIM、メッシュ、ビジュアライゼーションフォーマットを読み書きできるため、STEP-XMLの処理も、より大きな相互運用パイプラインの中に自然に組み込むことができます。すでに3D InterOpをCATIA、NX、SOLIDWORKS、Creo、JT、あるいは標準STEPファイル向けに利用しているアプリケーションであれば、同じSDKと同じ抽象インターフェースを通じてSTEP-XMLにも対応できます。

詳細はこちら：STPファイルとは？

20年以上にわたり、300社以上の企業が3D InterOpを使用しています。

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