Was ist ISO 10303-21?
ISO 10303-21 ist eine international anerkannte Norm im Bereich der industriellen Automatisierungssysteme und der Integration von Produktdaten. Diese Norm, die unter dem Titel „Industrielle Automatisierungssysteme und Integration – Produktdatendarstellung und -austausch – Teil 21: Implementierungsmethoden: Klartext-Kodierung der Austauschstruktur“ veröffentlicht wurde, regelt die textbasierte Darstellung von Produktdaten, die innerhalb von digitalen Systemen verarbeitet und ausgetauscht werden.
Die ISO 10303-21 gehört zur umfassenderen Normenreihe ISO 10303, die auch als STEP (Standard for the Exchange of Product model data) bekannt ist. Ziel dieser Normenreihe ist es, den Austausch und die gemeinsame Nutzung von Produktinformationen zwischen verschiedenen Softwareanwendungen, insbesondere in den Bereichen Konstruktion, Fertigung und Wartung, zu standardisieren. Dies wird durch die Definition von Datenmodellen und Austauschformaten erreicht, die es ermöglichen, Produktdaten in einer einheitlichen, systemunabhängigen Form darzustellen.
Struktur und Inhalt von ISO 10303-21
ISO 10303-21 definiert das Format für die Klartext-Kodierung von Produktdaten, die gemäß den STEP-Datenmodellen ausgetauscht werden sollen. Diese Klartext-Kodierung, oft auch als „STEP-Datei“ oder „Part 21-Datei“ bezeichnet, ist menschenlesbar und strukturiert, sodass sie sowohl von Maschinen als auch von Menschen interpretiert werden kann.
Eine STEP-Datei nach ISO 10303-21 besteht aus mehreren Abschnitten, die spezifische Informationen enthalten:
- HEADER: Dieser Abschnitt enthält Metadaten zur Datei selbst, wie z. B. den Namen der Datei, die Erstellungszeit und die verwendete Softwareversion. Der Header liefert grundlegende Informationen, die für die Verwaltung und Nachverfolgung der Datei wichtig sind.
- DATA: Der Datenabschnitt bildet den Hauptteil der Datei und enthält die eigentlichen Produktdaten, die durch die STEP-Datenmodelle beschrieben werden. Diese Daten sind in Form von Entitäten strukturiert, die die verschiedenen Aspekte eines Produkts beschreiben, wie Geometrie, Materialien und Fertigungsprozesse.
- ENDSEC: Dieser Abschnitt markiert das Ende des Datenabschnitts und signalisiert den Abschluss der Dateneingabe.
Anwendung und Bedeutung
Die Klartext-Kodierung gemäß ISO 10303-21 wird in zahlreichen Industriebereichen eingesetzt, darunter Maschinenbau, Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt sowie im Schiffbau. Die Fähigkeit, komplexe Produktdaten in einem standardisierten Format auszutauschen, ist von zentraler Bedeutung für die Interoperabilität zwischen unterschiedlichen CAD-, CAM- und PLM-Systemen (Product Lifecycle Management). Dies erleichtert die Zusammenarbeit zwischen Unternehmen und Abteilungen, die möglicherweise unterschiedliche Softwaretools verwenden.
Ein Beispiel für die Anwendung von ISO 10303-21 ist der Austausch von 3D-Modellen zwischen verschiedenen CAD-Systemen. Ein Ingenieur, der in einem bestimmten CAD-Programm ein Modell erstellt, kann dieses Modell in eine STEP-Datei exportieren. Diese Datei kann dann in einem anderen CAD-System importiert werden, das möglicherweise ein völlig anderes Datenformat verwendet. Durch die Standardisierung der Datenstruktur können Informationen wie Geometrie, Materialeigenschaften und Fertigungsanweisungen verlustfrei übertragen werden.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von ISO 10303-21 liegt in der Langzeitarchivierung von Produktdaten. Da die Klartext-Kodierung unabhängig von spezifischen Softwareanwendungen ist, können STEP-Dateien auch in Jahrzehnten noch gelesen und interpretiert werden, selbst wenn die ursprüngliche Software nicht mehr verfügbar ist. Dies ist besonders in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt wichtig, wo Produktlebenszyklen über viele Jahrzehnte hinweg dokumentiert werden müssen.
Herausforderungen und Weiterentwicklungen
Trotz der weitverbreiteten Anwendung gibt es auch Herausforderungen im Zusammenhang mit ISO 10303-21. Eine der größten Herausforderungen besteht in der Dateigröße. Da STEP-Dateien textbasiert sind, können sie bei komplexen Modellen sehr groß werden, was den Austausch und die Verarbeitung erschweren kann. Zudem sind die Entitäten innerhalb der STEP-Datei nicht immer selbsterklärend, was die Interpretation der Daten erschwert, wenn keine entsprechende Dokumentation vorliegt.
Um diesen Herausforderungen zu begegnen, gibt es laufende Entwicklungen und Erweiterungen der ISO 10303-Reihe. Eine dieser Entwicklungen ist die Definition von komprimierten Dateiformaten und Binärcodierungen, die die Dateigröße reduzieren und die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöhen sollen. Außerdem wird an der Verbesserung der Benutzerfreundlichkeit der Dateien gearbeitet, um die Interpretation und Nutzung der Daten zu erleichtern.
Zukunftsperspektiven
ISO 10303-21 bleibt auch in der Zukunft eine zentrale Komponente in der digitalen Produktdatenverwaltung und im Datenaustausch. Mit dem fortschreitenden Einsatz von Industrie 4.0 und dem zunehmenden Bedarf an nahtloser Integration von IoT (Internet of Things)-Geräten in Produktionsumgebungen gewinnt die Standardisierung von Datenformaten weiter an Bedeutung.
Die zunehmende Vernetzung und Digitalisierung der Produktion erfordert eine immer engere Zusammenarbeit zwischen unterschiedlichen Systemen und Akteuren. Hierbei wird die Fähigkeit, präzise und vollständige Produktdaten auszutauschen, ohne Informationsverluste oder Missverständnisse, zu einem entscheidenden Erfolgsfaktor. ISO 10303-21 wird in diesem Kontext eine Schlüsselrolle spielen, da es eine solide Grundlage für den zuverlässigen Austausch von Produktinformationen bietet.
Die Weiterentwicklung der Norm wird voraussichtlich auch die zunehmenden Anforderungen an Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz in der Industrie berücksichtigen. Beispielsweise könnten zukünftige Versionen der Norm neue Datenstrukturen für die Darstellung von Umwelt- und Nachhaltigkeitsdaten beinhalten, um den wachsenden Anforderungen an die Transparenz und Dokumentation in diesen Bereichen gerecht zu werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ISO 10303-21 nicht nur ein technischer Standard ist, sondern eine wesentliche Grundlage für die industrielle Zusammenarbeit in einer zunehmend vernetzten und digitalisierten Welt. Unternehmen, die auf diese Norm setzen, profitieren von der Sicherheit, dass ihre Produktdaten konsistent, verständlich und zukunftssicher sind.
Ausgabedatum: 2016-03
Herausgeber: Beuth Verlag GmbH