STEP-XMLとは

技術的な解説

STEP-XMLとは

STEP-XMLは、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る、STEP（ISO 10303）規格群の一部です。

STEP規格のPart 28では、EXPRESSで定義されたスキーマと、そのスキーマに従う製品データをXMLで表現することに焦点を当てています。

STEP-XMLと通常のSTPファイルの違い

従来のSTEPファイルは通常、ISO 10303-21で定義されたテキスト形式の交換ファイルを指し、.stp または .step という拡張子で保存されます。STEP-XMLは異なる実装方式であり、従来のPart 21の構文ではなく、XMLを使用してSTEPデータを表現します。

どちらもSTEP規格に属していますが、データのエンコーディング方式は同じではありません。

STEP-XMLはどのように機能するのか

ISO 10303-28では、スキーマ非依存とスキーマ固有のXML表現の両方が規定されています。

実際には、これはSTEP-XMLが、EXPRESSスキーマ間で利用できるより汎用的なXML構造と、特定のスキーマに合わせたXML構造の両方をサポートできることを意味します。

また、この規格では、これらの形式間のマッピングについて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ファイルでは、通常、非圧縮ファイルに.stpx、圧縮ファイルに.stpxzという拡張子が使用されます。

この形式では、XMLが持つ階層構造を利用して、複雑なアセンブリや製品構造を表現します。また、一部のワークフローでは、XMLファイルから外部のCADファイルを参照し、すべてのジオメトリをXML内に直接埋め込まない構成も可能です。

この参照方式は、製品構造と関連する表現をまとめて受け渡しながら、基となるCADデータをネイティブ形式のまま維持する必要がある環境で特に重要です。

アプリケーション分野と業界での利用例

STEP-XMLは、構造化された製品データの交換が必要で、さらにXMLベースの処理のメリットを活用したいエンジニアリングワークフローに適しています。具体的には、以下のような用途があります。

• システム連携パイプライン

• スキーマに基づくデータ検証

• アプリケーション間のデータ交換

NIST（米国国立標準技術研究所）も、STEPデータの交換媒体としてXMLを利用するメリットについて言及しています。

実際には、STEP-XMLの採用は航空宇宙産業や自動車産業を中心に進められており、特にDassault Systèmesの3DEXPERIENCEプラットフォームに関連するワークフローで利用されています。

一般的な用途には、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・解析データの同期、複数のアプリケーションが参加するCMMまたは検査ワークフローにおけるデジタルスレッドの継続性の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、デジタルスレッドのワークフロー、STEPデータをXMLツールと自然に連携できる形式で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する形式です。

また、製品構造や外部参照の情報が、3Dジオメトリそのものと同じくらい重要となる場合にも有用です。

よくある課題と注意点

よくある誤解の一つは、STEP-XMLが通常の.stpファイルの別名に過ぎないと考えることです。

どちらもSTEPのデータ交換方式ですが、ISO 10303の異なるパートで定義されており、使用するエンコーディングも異なります。Part 21のSTEPファイルを読み込むソフトウェアが、自動的にSTEP-XMLを読み込めるわけではありません。その逆も同様です。

もう一つの注意点は、基となるEXPRESSスキーマの役割を過小評価しないことです。

STEP-XMLはデータのエンコーディング方式を変更するものであって、製品データが持つ意味や構造上の複雑さを変えるものではありません。アプリケーションでファイルの内容を正しく解釈するには、依然としてスキーマに対応した処理が必要です。

また、チームはアセンブリの可搬性についても注意する必要があります。

STEP-XMLでは、すべてのデータを1つのドキュメントに埋め込むのではなく、外部のCADファイルを参照できます。そのため、データを正常に交換するには、これらのリンクされたファイルを適切に管理する必要があります。参照されているファイルが存在しない、移動されている、または対応していない形式である場合、アセンブリを完全に読み込むことができません。これは、自己完結型のPart 21 STEPファイルにはない、実務上の注意点です。

Spatial が提供する価値

Spatialは、CAD相互運用SDKである、3D InterOpを通じてSTEP-XMLをサポートしています。

STEP-XMLの読み込み機能は、既存のSTEP Part 21対応とともに3D InterOpへ完全に統合されています。そのため、アプリケーションでは同じアーキテクチャを通じて、両方のエンコーディングを処理できます。

3D InterOpは、STEP AP242 XMLファイルの読み込みに対応しており、CADファイルや派生表現への外部参照も処理できます。

この外部参照への対応はSTEP-XMLのワークフローにおいて重要です。STEP-XMLは、ネイティブCADデータ、テセレーションされた表現、その他のドキュメントなどをすべてXML内に埋め込むのではなく、それらへのリンクを保持する構造コンテナとして使用さ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、通常のインポートと同じパイプラインが適用されます。これには、自動ヒーリング（トポロジー修復、ジオメトリ修正、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、対応可能な場合のPMI抽出が含まれます。

その結果、STEP-XMLのアセンブリ参照から読み込んだ場合でも、単独のCADファイルから読み込んだ場合でも、アプリケーションがネイティブに作成されたデータと同様に扱えるジオメトリを生成できます。

3D InterOpの選択的インポートAPIは、他の形式と同様にSTEP-XMLでも利用できます。

アプリケーションでは、参照されているすべてのファイルやすべての表現を一度に読み込むのではなく、以下のデータを個別に読み込むことができます。

• 製品構造

• テセレーションされたジオメトリ

• 正確なB-repジオメトリ

• 製造情報

多数の外部参照を含む大規模なSTEP-XMLアセンブリでは、何を読み込むかを制御できることが、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、CAD、BIM、メッシュ、ビジュアライゼーションなど、30種類以上の形式の読み込み・書き出しに対応しています。そのため、STEP-XMLへの対応も、より大規模なデータ処理パイプラインの中に組み込むことができます。

すでに3D InterOpを利用してCATIA、NX、SOLIDWORKS、Creo、JT、標準STEPファイルなどを扱っ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。

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20年以上にわたり、300社以上を超える企業が3D InterOpを使用しています。

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