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7 Technical discussion（技術的な審議事項）[SHI-ME]
7.1 The ship product model（船舶製品モデル）
STEPの狙いは、プロダクトモデル（製品モデル）を開発する機能と方法を支援することである。プロダクトモデルとは、製品（例えば船、自動車、飛行機、生産プラントなど）の生涯を通して、コンピュータが解釈可能な中立のフォーマットで、その製品を明確に表現するものである。概念設計段階から生産、メンテナンスと最後に廃止・解体するまでの間、製品の表現と必要条件を定義することが目標である。表現の目的は、製品と関連する位相・幾何・機能・強度・パラメータと特徴を含む全ての幾何学・非幾何学のデータと、コンディションの状態及びサービスの記録を含むことである。
STEPは、製品の主な表現がその製品構造と関連があるという考えに基づく。STEPで船を定義することは、基礎的な識別情報と船の構造情報が提供されなければならないことを意味する。この方法の一部として、幾何は個々の船とその構造の表現としてとられる。その結果は、モールド形状のジオメトリをSTEPを使って交換するとき、各要素を個々の船の個々の部分に関連するジオメトリによって表現する方法についての付加情報となる。これは、純粋な幾何だけが交換される、既存の交換標準とは異なる。STEPが、図面または幾何に基礎をおかずに、製品に基礎をおいた理由である。製品をベースにしたデータを再利用するための一連の標準の記述を行うことも、STEPを使う理由である。STEPはファイルまたはデータベースの交換が実行できるように、それ自身の方法に関連して開発された。
船の複雑さを考慮すると、STEPプロダクトモデルを承認できて有用なパートに分割することは、不可避である。その結果1993年に、アプリケーションプロトコル（AP）の計画が、同意された。船舶の領域を7つのはっきりした機能の範囲に分割し、いくつかのAPへの分割が認められた。それ以来、モデルはわずかにアップデートされた。船舶製品モデルの現在のバージョンの概略を、図7.1-1に示す。
船舶製品モデルの重要な要素は、以下の通りである。
- Arrangements
- Moulded forms
- Mechanical systems（machinery, propulsion, cargo handling）
- Structures
- Distribution systems（piping, HVAC, electrical, hydraulics/pneumatics）
- Outfitting & furnishings
- Communication
- Combat systems
- Navigation
- Operation
船舶製品モデルの各機能分野は、一つ以上の異なるアプリケーションプロトコルによって記述される。造船のアプリケーションプロトコルは以下の通りである。
- ISO10303-215 Ship Arrangements
- ISO10303-216 Ship Moulded Forms
- ISO10303-218 Ship Structures
図7.1-1 Ship Product Model
船舶製品モデルの細分化は、モデル化作業の分散を可能にする。また、モールド形状のような船のライフサイクル初期段階の機能領域におけるモデリングを、これより後の段階のモデリング作業を始める前に始めることと、これらのモデルを確認することを可能にする。AP216におけるライフサイクルと、そのライフサイクルを表現するUoFを図7.1-2に示す。
図7.1-2 AP216 structure
アプリケーションプロトコルは、データ交換のために使われることを目的とするSTEPのパーツである。しかし、それにもかかわらず、各船舶APは、船舶製品モデルの一部分だけをカバーする。その結果、完全な船舶製品モデルとして船舶APが互いに働くようにするならば、全ての船舶APを統合できる全体的な仕掛けの定義が必要ということである。製品モデルは、船舶製品モデルを中立データフォーマットでアプリケーションシステムの外側に全てのデータを持つPDM(product data management)システムでインプリメントすることが出来る。異なるAPを統合するこの仕組みは、Ship Common Model(SCM)と呼ばれ、次の章で記述される。
Ship Common Model(SCM)は、MARITIMEプロジェクトで開発されたもので、船舶アプリケーションプロトコル(AP)の間でインターオペラビリティを確実にするために、全ての船舶APのための共通のフレームワークとモデルリングの基盤を定義するものである。SCMは、船舶プロダクトモデルのコンテキストにおいて使われる一組のビルディングブロックである。SCMは通常使用される構造概念、または構成管理や管理概念のために使われるユーティリティの集合と同様に、一つ以上のAPが必要とするドメイン（独立、かつ再帰的に使用できる）製品構造モデルの集合であり、モデリングのフレームワークを提供する。SCMの目的は、異なる船舶AP間において、ARM（応用参照モデル）の統合と全般的な整合性に貢献することである。
SCMは、AP Development Guidelines for Shipbuilding(AP Guide Ship)で文書化される。ガイドラインで記述していることは以下の通りである。
- Building Block approach
- Modelling guidelines
- Ship Common Model
--- 補足 ---
この文書の概要は、（財）日本船舶標準協会 平成9年度STEP/船用AP専門分科会 活動報告書の第5章で紹介されている。
モデリングガイドラインは、STEP Part11で定義されているEXPRESS言語の拡張とみなすことができる。造船分野のデータモデリングのために、EXPRESSをどのように使うかについて、詳述している。モデリングガイドラインは、Ship Common Model(SCM)でも使われる。
すべての船舶アプリケーションプロトコル(AP)のモデリング作業は、ビルディングブロック(BB)の形式で行われる。BBは、APの機能単位(UoF)の定義に使われるEXPRESS言語による仕様である。UoFは、1つ、あるいはいくつかのBBを含むことができる。BBは、以下の3つのスキーマで構成される。
- インポートスキーマ
このBBのモデルスキーマによって使われる他のBB要素のために、インタフェースを提供しているスキーマ。
- エクスポートスキーマ
他のBBが使うためのモデルスキーマ要素を利用可能にするスキーマ。
- モデルスキーマ
このBBのための全ての新しい要素を定義しているスキーマ。
スキーマに加えて、各BBは、BB電子メールサーバーで自動処理を許すための若干の管理情報と共に、BBヘッダを持つ。モデリングガイドラインは、BBの概念と関連がある。現在のガイドライン(AP Guide Ship)は、以下のエリアをカバーする。
- Building Block name（BBの名前）
- Size of Building Block（BBのサイズ）
- Existing Building Blocks（既存のBB）
- Commenting Building Blocks（BBのコメント）
- Restrictions on usage of EXPRESS（EXPRESS使用に対する制約）
- Reference STEP resources（STEPリソースの参照）
- Cardinality constraints across Building Blocks（BB間の基本的な制約）
- Reference functions（functionの参照）
- Reference instances across Application Protocols（APをまたぐインスタンスの参照）
- Importing Building Blocks into Application Protocols（APへのBBのインポート）
- Compiling Building Blocks（BBの編集）
アプリケーションプロコル等にとって、BBにコメントをつけるためのガイドラインは重要である。これらのコメントは、ISO10303-216のアプリケーションプロトコルの4.2章および4.3章を、（半）自動的に生成するためのツールとして使われる。
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