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IGES & STEP


IGES(Initial Graphics Exchange Specification)

서로 다른 CAD/CAM 시스템 사이에서 제품정의 데이터를 교환하기 위하여 규정된 중간 파일의 사양. 1980년에 IGES사양의 제1판이 나왔고, 1981년 ANSI에 Y14.26M로서 등록되었다. 데이터 형성을 80자의 카드 이미지로서 표현하는 ASCⅡ데이터이다. 미국을 중심으로 해서 많은 CAD/CAM시스템에 채용되고 있다. 현재의 ISO에서 더욱 포괄적인 STEP(Standard for the Exchange of Product Model Data)규격의 검토가 진행되고 있다.  미국에서 CAD/CAM 데이터 교환의 표준형식으로 가장 광범위하게 사용되고 있다. 미국뿐만 아니라 유럽, 일본, 우리나라를 포함해서 가장 광범위하게 사용되고 있다. IGES는 그 이름으로부터 알수 있듯이 서로 다른 CAD/CAM 시스템간의 제품 데이터 교환을 위해서 개발한 최초의 표준 파일 형식으로, CAD로 작성된 도면 모델, 즉 외형선, 중심선, 치수선 등의 선과 치수, 기호등의 문자로 된 도면 데이터의 교환을 목적으로 개발되었다. 그후 CAD시스템의 발전에 따라 자유곡면, 3차원 솔리드 모델, 기본입체(primitive)에 근거한 모델, FEM(Finite Element Method)모델 등을 취급할 수 있도록 확장되어 현재 버전 5.0이 공개되어 있다.

▶ IGES는 이기종 자동화 시스템 간에 제품 모델을 교환하는 목적으로 사용된다. 초기의 IGES는 2차원 공학 도면을 이기종 CAD 간에 교환하는 목적으로 개발되었으나, 그 범위가 확대되어 현재는 3차원 제품 모델을 교환하는 목적으로 사용되며, 앞으로는 STEP으로 차차 대체될 예정이다

▶ 이 표준은 파일 포맷과 언어 포맷을 정의하고, 이 포맷을 바탕으로 기하, 위상, 비형상 제품 정의 정보에 대한 표현 방법을 정의하 고 있다. 이렇게 표현된 제품 정보는 여러 물리적인 장비를 통해 교환될 수 있다. 그러나 통신 장치에 대한 구체적인 내용은 다른 표준에서 다루어지며, 이 표준의 범위는 아니다. 이 표준에 나타난 제품 정의 표현 방법은 확장이 가능하며, 특정한 모델링 방법에 대해 독립적이다.

▶ IGES의 특성
   1. 형상 기본 요소 복잡한 형상을 구성하는 형상으로 구, 육면체, 사면체, 원기둥, 사각형, 삼각형, 원 등과 같은 단순한 형상
   2. 와이어 프레임 모델 점(꼭지점)과 선(변)만의 집합으로 형상을 표현한 모델로서 상대되는 개념으로는 곡면 모델과 솔리드 모델이 있다.
   3. 솔리드 수성 형상(CSG) 형상 기본 요소를 부분 집합 연산을 적용시켜 원하는 형상을 표현하는 방법을 말한다.
   4. 경계 표현법 3차원 형상의 표면을 점, 선, 면의 집합으로 표현하는 방법으로 구성 요소의 이웃 관계를 위상 기하로 처리하여 별도로 정의한다.
   5. 전처리기 형상이나 알고리즘의 처리를 효율적으로 하기 위해 사전 준비 작업을 하는 모듈로서 유한 요소법 같은 경우에는 제품 형상으로부터 메시와 노드를 생성해 주는 작업 모듈을 말한다.
   6. 후처리기 형상이나 알고리즘의 처리 이후의 결과를 사용자의 편의를 위해 작업하는 모듈로서 유한 요소법 같은 경우에는 해석 결과를 컴퓨터 그래픽스로 가시화하는 작업 모듈을 말한다.
   7. PHIGS 3차원 그래픽스 처리를 위한 ISO 국제 표준의 하나로서 ISO-IEC TTC 1/SC 24에서 제정한 국제표준으로 구조체 개념을 갖고 있다.
   8. 유한 요소 모델 공학 제품의 구조 강도 등을 판정하기 위해 유한 요소법 계산을 할 수 있도록 구성된 모델로서 메시, 노드 등으로 구성된다.



STEP (Standard for the Exchange of Product model data)

STEP (Standard for the Exchange of Product model data)은 설계, 생산 등 제품의 전 수명 주기에 필요한 데이터의 저장과 교환에 필요한 정보 모델의 표준이며, CALS 표준 중 래스터 데이터 표준인 CCITT Group 4, 2차원 벡터 그래픽 표준인CGM, 제품 형상 정보를 위한 IGES와 관련이 있다.

그래픽 데이터는 래스터와 벡터 형식으로 표현된다. 예를 들어, 한 선분을 표현하기 위하여 래스터 형식은 두 끝점 사이를 연결하는 픽셀로 나타내고 벡터 형식은 시작점, 방향 및 길이로 표현한다. 따라서 래스터 형식으로 표현된 데이터는 별도의 조작이 필요 없이 바로 화상으로 전환되는 반면, 벡터 형식으로 표현된 데이터는 저장된 데이터의 해석과 변형을 거쳐 화상 데이터가 된다. 픽셀의 해상도(resolution)에 따라 래스터 데이터의 질과 크기가 결정되며, 일반적으로 벡터형식보다 많은 양의 데이터가 필요하다.

또한 벡터 형식으로 표현된 데이터는 수정과 응용이 쉬워서 컴퓨터 프로세서를 갖춘 고기능 응용 분야에 주로 사용되고 있다. 래스터형식은 팩시밀리, 단순 디스플레이 및 저기능 프린터 등에 주로 사용되고 있어 그 용도나 기술의 변화가 많지는 않으나, 기존 서류의 스캐닝을 통한 전산화를 위하여 꼭 필요한 형식이다. CALS에서는 래스터 형식으로 CCITT Group 4(또는 MIL-R-28002)를 사용하며, 2차원 벡터 형식으로는 CGM(또는 MIL-D-28003)을 사용한다.

▶ 설계데이터는 좁은 의미로는 설계 도면을 의미하나 넓은 의미로는 공차, 특징 형상 등 제품의 생산에 필요한 설계자의 모든 의도를 포함한다. 이 중 2차원 또는 3차원 형상 정보는 IGES(또는 MIL-D-28000)로 표현되나, 그 밖의 설계 데이터는 IGES에 포함되지 않는다.

▶ 컴퓨터 통합 생산 또는 동시 공학의 발달과 더불어 제품의 설계와 생산뿐만 아니라 개발 과정, 품질, 서비스, 폐기 등의 전 수명 주기에 걸친 정보를 디지털로 저장 및 교환하려는 요구가 증가하였다. 이러한 필요에 따라 ISO에서 STEP을 개발 중에 있으며, 1995년 현재 12파트가 국제 표준으로 제정되어 있고 약 90파트의 표준이 개발 중에 있다. CALS에서는 현재 설계 도면의 표현을 위해 IGES를 사용하고 있으나 점차 STEP으로 대체될 것이다. 개발 중인 STEP의 분야는 자동차, 선박, 기계 가공, 전자, 건축, 화공, 철강 등 전 산업 분야에 걸쳐 있다.

▶ STEP은 제품의 설계, 생산, 유지, 보수 및 폐기에 따른 데이터의 표현과 교환을 위한 표준이며, 적용 범위는 자동차, 선박, 기계 가공, 전자, 건축, 화공, 철강 등의 전 산업 분야가 포함된다. STEP은 그 범위가 넓어 여러 파트로 나뉘어 개발되고 있으며, 현재 12파트가 ISO 국제 표준으로 정해져 있다. 이에 따라 설계 도면 등의 일부 분야에는 이미 적용이 가능하다.

▶ STEP 특성  
   1. 제품(Product) 자연적인 또는 인공적인 공정을 거쳐 생산된 물체 또는 물질
   2. 제품 데이터(Product Data) 제품에 대한 개념, 규격, 또는 교본으로 사람 또는 기계에 의하여 전달, 해석 및 처리될 수 있는 형태로 표현된 것.
   3. 정보 모델(Information Model) 구체적인 요구 조건을 만족하기 위하여 형식 언어로 표현한 개념, 규격 또는 교본들의 유한한 집합
   4. 통합 자원(Integrated Resources) 여러 응용 분야에 공통적으로 필요한 모델 
   5. 응용 프로토콜(Application Protocol) 특정한 응용이나 응용 영역에 관련된 데이터를 정의하는 정보 모델
   6. 가상 시험(Abstract Test) 주어진 시험 케이스를 이용한 검사