STEPファイルとは。中身を数えて分かる、AP214とAP242の違いと渡らない情報

例として、顧客からワークの3DデータをSTEPで受け取り、それをもとに把持や位置決めを検討する場面を考えます。そのとき、STEPに何が入っていて何が入っていないかを知っておくと、形のほかに客先へ確認する項目が分かります。まず、STEPを渡す側の例から始めます。

取引先に「STEPで送ってください」と言われて、L形ブラケットを書き出したとします。受け取った側のCADでも、同じ形は開きます。ところが、押し出しの長さを寸法で直そうとしても、その寸法がどこにも見当たりません。

理由は、ふつうに書き出したSTEPファイルには、完成した形しか入っていないからです。このサイトで配っているL形ブラケットのSTEPをテキストとして開き、行を数えると、何が入っていて何が入っていないのかが分かります。

先頭の数行に、規格の名前が書いてある

STEPファイルはテキストエディタで開けます。L形ブラケットの先頭は、次の形でした。

ISO-10303-21;
HEADER;
FILE_DESCRIPTION(('Open CASCADE Model'),'2;1');
FILE_NAME('Open CASCADE Shape Model','2026-10-30T18:02:38',('Author'),(
    'Open CASCADE'),'Open CASCADE STEP processor 8.0','build123d',
  'Unknown');
FILE_SCHEMA(('AUTOMOTIVE_DESIGN { 1 0 10303 214 1 1 1 1 }'));
ENDSEC;
DATA;

読むところはFILE_SCHEMAの行です。ここに、このファイルがどの規格の約束ごとで書かれているかが入っています。STEPはISO 10303という規格の通称で、用途ごとに「アプリケーションプロトコル」（AP）が決められています。「AUTOMOTIVE_DESIGN」と「214」の並びが、AP214の印です。FILE_NAMEには、書き出したソフトの名前も残ります。このファイルはbuild123dで作り、Open CASCADE 8.0が書き出したものです。

その下のDATA;から先が本体です。#17 = ADVANCED_FACE(…)のように、番号の付いた項目（エンティティ）が並びます。

26枚の面に、1,830個のエンティティ

L形ブラケット（幅60・奥行50・高さ70mm）のSTEPは2,145行あり、#番号 =で始まるエンティティが1,830個、39種類並んでいます。これを役目ごとに5つに分けました。次の図では、面の形そのものを表す橙の棒が、全体のごく一部であることを見てください。

面の形を決めるのは、図の橙の細い棒の26個だけです。残りの1,800個余りは、その面の位置を座標で決める点と向き（786個）、辺に当たる線と面の上に引いた2Dの線（660個）、辺と面のつながり（342個）でした。

面の形が分かっても、どこで切れているかが分からなければ、立体にはなりません。このSTEPは、面と辺の境界で立体を表す境界表現（B-rep）で書かれていて、1つの面が、それを囲む辺の輪（エッジループ）を持ちます。

穴もリブも、面の並びとして残る

断面のスケッチから、押し出し、リブ、穴、面取りと5つの工程で作った形でも、このSTEPの中に工程の名前はありません。次の図では、右の灰色の枠に入った、STEPに残らないものを見てください。

円筒の面は8枚あり、半径で数えると2.75が4枚、4.75が2枚、3が2枚です。2.75はφ5.5のキリ穴4か所（うち2か所は深座ぐりの下）、4.75はφ9.5の深座ぐり2か所に当たります。幅60という寸法も、座標の-30と30になって消えています。

R3の隅が2枚に分かれているのは、中央のリブがその面を横切って2つに分けているためです。「穴」「リブ」「面取り」という名前の項目はどこにもなく、ただの円筒面と平面が並んでいます。穴を穴として扱えるのは、受け取ったCADやCAMが、円筒面の並びから形を読み取っているからです。

座標には、3.330669073875E-16のような、ゼロのはずの値も混じります。計算の誤差が書き出されたもので、寸法を読み取るときは、端数を丸めて読むことになります。

このSTEPから作り直せるのは形だけで、履歴で寸法を直したり、拘束を残したまま別の部品に差し替えたりはできません。

ただ、STEPそのものが形しか運べないわけではありません。AP242は、寸法や公差の注記（PMI）に加えて、パラメータと拘束を持つ形や2Dのスケッチまで規格の範囲に入れています¹²。Inventor ETOの書き出しの部品にも、スケッチを出力に入れる引数があります³。どこまで書き出せて相手が読めるかはCADの組み合わせ次第で、この記事のbuild123dの書き出しには、どれも入っていません。

読み直しても、面の数と体積は変わらない

渡した形が欠けていないかは、読み直して確認できます。build123dのimport_stepでL形ブラケットのSTEPを読み直すと、面は26枚、体積は67,195.03mm³でした。モデルを作ったときの記録は26面、67,195.0mm³で、一致します。

もう1つのシャフトホルダは、読み直して35面、24,496.47mm³です。作ったときの記録は35面、24,496.5mm³で、こちらも合っています。ただ、書き出しも読み直しも同じOpen CASCADEなので、ほかのCADで開いたときの確認にはなりません。受け取った側で同じ数を見比べるのが、本当の確認です。

部品	面の数（種類の内訳）	ファイルの大きさ
L形ブラケット	26（平面18、円筒8）	85,813バイト
シャフトホルダ	35（平面20、円筒11、円すい4）	119,387バイト
タイミングベルトの組立	318（定義の数。平面239、円筒79）	1,263,087バイト

表の3行目は組立で、数え方が少し違います。このファイルには、製品（PRODUCT）が6つ、組み立ての参照（NEXT_ASSEMBLY_USAGE_OCCURRENCE）が73個あり、立体の定義は5つしかありません。ベルトを70個の歯の駒に分けて作っていて、駒の形2つを、位置を変えて35回ずつ置いているためです。読み直すと、立体は73個、面は998枚になります。そのため、ファイル上の面の数と画面に見える面の数が合いません。

ワークのSTEPから分かることと、客先に確認すること

顧客のワークをSTEPで受け取った場合も、入っているのは形だけです。体積は分かるので、材質が分かれば質量は計算できます。例としてL形ブラケットをワークとみなし、モデルと同じA5052の密度2.68g/cm³で計算すると、次のとおりです。

質量  67.195 cm³ × 2.68 g/cm³ = 約180 g

ただし、このL形ブラケットのSTEPには、材質や密度を書いた行がありません。把持力や搬送時の加速度を検討する前提になる質量は、材質を客先に確認してから決まります。

寸法の公差も、PMIを入れて書き出し、受け取ったCADがそれを読めない限り、ファイルからは分かりません。STEPに入っているのは1個の形の座標なので、外形のばらつき、反り、表面の状態は、客先に確認する項目として残ります。把持面やクリアランスを決める前に、どの寸法がどれだけばらつくかを聞いておく必要があります。

こうした、ファイルからは決まらないワークの条件を一覧にする機能は、提供前の装置設計の支援アプリ MEKARIQ にあります。（MEKARIQ は、株式会社Anamorphosis Networks が開発している装置設計の支援アプリです。MANUFAC を制作する株式会社Game は、その開発を受託しています。この段落はその紹介です。）MEKARIQ は、ワークの寸法など、装置の条件から 3D・組立図・部品図・部品表・回路図を生成するアプリです。AI が決めきれないワークの条件は、客先への確認事項として一覧に出ます。

同じ形を3つのAPで書き出す

APの違いは、同じL形ブラケットを3つのスキーマで書き出して比べました。Open CASCADE 8.0の書き出しでAP203、AP214、AP242を選んだものです。次の図では、AP203の行だけエンティティの数と種類が違うことを見てください。

図の2行目と3行目では、AP203だけ数が違います。AP203は1,860個で、AP214とAP242の1,830個より30個多く、種類も39から61に増えます。増えた行は、承認（APPROVAL）、日付、担当者、組織、機密区分といった、設計データを管理するための情報でした。中身はOpen CASCADEが自動で埋めていて、担当者の欄には書き出したコンピューターのログイン名が入っていました。社外に渡す前に、ここに何が入るかを一度見ておくとよいでしょう。

社外に出る情報を伏せる考え方は、MEKARIQ にもあります。顧客名や図番は、PC の中で伏せてから AI に送ります。

AP214とAP242は、エンティティの数も種類も同じで、ファイルの大きさの差は35バイトでした。APで変わる行は、FILE_SCHEMAと、すぐ下で規格の名前を書くAPPLICATION_PROTOCOL_DEFINITIONとAPPLICATION_CONTEXTだけで、形を書いた行は1文字も変わりません。ただし、これは寸法や公差の注記も、色も入れていない単純な立体だからです。寸法や公差を3Dモデルに付けた情報は、PMI（製品製造情報）と呼ばれます。

3つの名前は、AP203が構成管理された機械部品と組立の3D設計、AP214が自動車の設計、AP242が管理されたモデルベースの3Dエンジニアリングを指します¹。既定のAPはCADで違い、Autodesk Inventor ETOの書き出しの部品はAP214³、PTC CreoのヘルプはAP203（ap203_is）を既定に挙げています⁴。AP242の今の版は2025年版です²。

どのAPでどこまで入るかは、CADの書き出しの設定でも変わります。PTCのCreoのヘルプでは、公差などの注記はAP214、AP203の一部の版、AP242のどれでも書き出せると書かれていて、断面の情報はAP242のときだけです⁴。APの名前だけで入る情報が決まるわけではありません。設定の名前や選べる種類はCADの版で変わるので、使っているCADのヘルプで確認してください。

ファイルの大きさは、エンティティの数でほぼ決まる

10月31日時点でこのサイトが配っているSTEPは14個あります。大きさを並べると、86KBのL形ブラケットから8.5MBの差動歯車まで、約99倍の開きがあります。次の図では、組立の青い棒ほど大きくなっていることを見てください。

図は対数の目盛りなので、棒の長さの差は実際より小さく見えます。エンティティ1個あたりでは、47バイトから73バイトの間に収まります。つまり、ファイルの大きさは、エンティティの数でほぼ決まります。面が多いほど、そして組立で同じ部品を並べるほど、行が増えます。

重いSTEPを受け取って開くのに時間がかかるときは、まず面の数と、部品を何個並べているかを見るとよいでしょう。歯車のように面が多い部品は、歯形を粗くした簡略版を別に作って渡す方法もあります。

渡す前に、相手のCADで確認すること

ここまでの数から、渡すときに決めておくことは次のとおりです。

1. 相手のCADが読めるAPを聞きます。形だけ渡すなら、AP214でもAP242でもこのL形ブラケットは同じ26面です。公差の注記を渡したいときは相手のCADがその注記を読めるかを、断面まで渡すならAP242を選べるかを確認します。
2. 履歴や寸法で直してもらう必要があるなら、STEPではなく、同じCADどうしでネイティブのファイルを渡す話になります。STEPは、形を渡して加工や組み合わせの確認に使うものと考えておくと、行き違いが減ります。
3. 受け取った側は、面の数、体積、外形の寸法を元のデータと見比べます。L形ブラケットなら26面、67,195mm³、60×50×70mmです。体積が合わなければ、面が欠けているか、立体が閉じていないおそれがあります。
4. 単位はファイルの中に書いてあり、このL形ブラケットではSI_UNIT(.MILLI.,.METRE.)、つまりミリメートルです。開いた外形が60×50×70になっているかを見れば、単位の取り違えにもすぐ気づけます。

L形ブラケットを描く手順の違いは「同じL形ブラケットを、iCAD・SOLIDWORKS・Fusionで描くと何が違うか」で比べられます。

2026年11月9日 更新：顧客のワークをSTEPで受け取る場面と客先に確認する項目を中心に、業界の用語で構成と表現を書き直しました。注の番号を本文に出てくる順に振り直しました。

注

1. NIST「STEP File Analyzer and Viewer」。AP203、AP214、AP242の呼び名と、Semantic PMI（PMI Representation）が寸法公差、幾何公差、データムなどを表すこと。2026年10月31日に確認。 ↩ ↩

2. ISO「ISO 10303-242:2025」（Part 242: Application protocol: Managed model-based 3D engineering）。ISOのページは自動の取得を断られたため、版の年と規格の範囲（parametric and constrained geometry model、2D-sketch model、dimensional and geometrical tolerance dataなど）は、エストニア規格協会の販売ページに載る概要で確認した（2025年8月25日から有効、前の版は2022年）。規格の本文は読んでいない。2026年10月31日に確認。 ↩ ↩

3. Autodesk「STEP Export」（Inventor ETO 2018のヘルプ、IvSTEPExport）。ApplicationProtocolの値がeAP203（Configuration Controlled Design）、eAP214IS（Automotive Design、既定）、eAP242（Managed Model Based 3D Engineering）であること。スケッチを出力に入れる引数IncludeSketches?の既定がTrueであること。2026年10月31日に確認。 ↩ ↩

4. PTC「Exporting Part or Assembly to STEP」（Creo 12のヘルプ）。既定がap203_isであること、ap214_is、ap203_e2、ap242、ap242_e3がGD&Tを含む注記を書き出すこと、平面と区域の断面はap242だけであること。2026年10月31日に確認。 ↩ ↩