(高清版)GBT 32854.3-2020 自動化系統(tǒng)與集成 制造系統(tǒng)先進控制與優(yōu)化軟件集成 第3部分：活動模型和工作流

GB/T32854.3—2020自動化系統(tǒng)與集成制造系統(tǒng)先進控制與優(yōu)化軟件集成第3部分：活動模型和工作流國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會IGB/T32854.3—2020 12規(guī)范性引用文件 1 1 15先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)生命周期的工作流 26先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)活動模型 36.1系統(tǒng)開發(fā)階段的活動模型 36.2系統(tǒng)執(zhí)行階段的活動模型 46.3系統(tǒng)支持階段的活動模型 57分布式的先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)組件之間的交互關(guān)系 6附錄A(資料性附錄)先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)實施工作流 8 ⅢGB/T32854.3—2020GB/T32854《自動化系統(tǒng)與集成制造系統(tǒng)先進控制與優(yōu)化軟件集成》分為4個部分： 本部分為GB/T32854的第3部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。本部分由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。本部分由全國自動化系統(tǒng)與集成標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC159)歸口。大學(xué)寧波理工學(xué)院、深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院、中海石油寧波大榭石化有限公司。GB/T32854.3—2020先進控制與優(yōu)化是制造系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是生產(chǎn)計劃和調(diào)度指令的實際執(zhí)行者，銜接制造運行管理和底層基礎(chǔ)控制。與常規(guī)控制相比，先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)集前饋、反饋與優(yōu)化原理于一體，能在苛刻的裝置多重約束下，使生產(chǎn)在最優(yōu)約束的邊界上可靠運行。通過實施先進控制與優(yōu)化，可以改善過程動態(tài)便增強裝置運行的穩(wěn)定性和安全性，保證產(chǎn)品質(zhì)量的均勻性，提高目標(biāo)產(chǎn)品收率和增加裝置處理量，以及降低運行成本和減少環(huán)境污染等。先進控制與優(yōu)化軟件需要供應(yīng)商、開發(fā)商或咨詢服務(wù)商根據(jù)實際本部分給出了先進控制與優(yōu)化軟件集成的通用架構(gòu)、關(guān)鍵功能，以及其交互方式，在本部分指導(dǎo)下1GB/T32854.3—2020自動化系統(tǒng)與集成制造系統(tǒng)先進控制與優(yōu)化軟件集成第3部分：活動模型和工作流1范圍GB/T32854的本部分規(guī)定了制造系統(tǒng)先進控制與優(yōu)化軟件系統(tǒng)集成的生命周期階段，確定了先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)生命周期的工作流、系統(tǒng)活動模型、分布式的先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)組件之間的交互關(guān)系。本部分適用于先進控制與優(yōu)化軟件的開發(fā)組織(軟件開發(fā)商)、先進控制與優(yōu)化軟件的應(yīng)用組織(工程解決方案供應(yīng)商、過程生產(chǎn)部門、企業(yè)信息部門)、獨立的軟件測試機構(gòu)、先進控制與優(yōu)化軟件實施及咨詢服務(wù)機構(gòu)以及軟件行業(yè)協(xié)會、各地區(qū)信息產(chǎn)業(yè)主管部門等。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T20720.1—2019企業(yè)控制系統(tǒng)集成第1部分：模型和術(shù)語3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。具有明確起點和終點以描述任務(wù)的活動序列。具有明確起點和終點以描述任務(wù)的活動序列。3.2分布式的先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)distributedadvancedcontrolandoptimizationsystem多個不同的先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)組合而成的新系統(tǒng)。注：其特點是不同的系統(tǒng)存在于不同的服務(wù)器中，且相互之間存在聯(lián)系。3.3活動模型activitymodel階段性工作的規(guī)范化定義與描述。4縮略語下列縮略語適用于本文件。OPM:對象過程建模方法(ObjectProcessMethodology)PID:比例-積分-微分控制器(Proportional-Integral-Derivativecontroller)2GB/T32854.3—2020先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)的生命周期包括如下階段：b)設(shè)計階段；c)開發(fā)階段；圖1描述了先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)生命周期的工作流。由于需求分析階段和設(shè)計階段的信息交互主適用于圖1所描述生命周期的工作流。通過這種方式定義的集成接口能夠集成不同的先進控制與優(yōu)化系改進模式選擇改進模式選擇改進模式選擇新的用戶需求重新設(shè)計重新配置結(jié)束生命周期終止先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)外部信息模型集和歷史數(shù)據(jù)產(chǎn)品規(guī)格歷史實驗數(shù)據(jù)結(jié)果先進控制與優(yōu)化模塊定義集歷史過程數(shù)據(jù)需求分析階段設(shè)計階段開發(fā)階段執(zhí)行階段是否需要改進?需求設(shè)計方案先進控制與優(yōu)化組件先進控制與優(yōu)化試驗性系統(tǒng)第二層、第三層和先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、事件和警報性能統(tǒng)計數(shù)據(jù)制造成本先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)性能支持階段圖1先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)生命周期的工作流3GB/T32854.3—2020本部分采用面向?qū)ο蠛瓦^程的概念性建模語言O(shè)PM,對先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)生命周期的工作流和活動模型進行建模。表1定義了本部分使用的OPM圖例。表1OPM圖例符號名稱描述對象對象是在物理上或信息上構(gòu)建之后存在或可以存在的項目。對象之間的關(guān)聯(lián)應(yīng)構(gòu)成被建模的系統(tǒng)的對象結(jié)構(gòu)過程過程過程過程用于表達動態(tài)系統(tǒng)的行為：即如何轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的對象以及系統(tǒng)如何運行。過程通過提供系統(tǒng)的動態(tài)，程序等方面來補充對象B狀態(tài)狀態(tài)是對象可以存在一段時間的情況或位置。對象B可以處于狀態(tài)S1或S2工具鏈接工具鏈接是一個過程鏈接，它連接進程與該進程的啟用程序，其中啟用程序是工具，數(shù)據(jù)等。對象A啟用過程B,如果對象A不存在，則過程B無法啟動條件鏈接條件鏈接是一個過程鏈接，它連接過程與該過程的啟用程序，其中啟用程序是對象的狀態(tài)。當(dāng)且僅當(dāng)對象處于特定狀態(tài)時，該過程才執(zhí)行使用鏈接使用鏈接是一個連接過程與由該過程發(fā)生而使用或消耗的對象相的鏈接。過程B使用了對象A結(jié)果鏈接結(jié)果鏈接是一個連接過程與作為該過程發(fā)生的結(jié)果而構(gòu)造的對象相的鏈接。過程B創(chuàng)建對象A調(diào)用鏈接調(diào)用鏈接是調(diào)用過程和被調(diào)用過程之間的過程鏈接。調(diào)用進程激活調(diào)用的過程。過程B調(diào)用過程C6先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)活動模型6.1系統(tǒng)開發(fā)階段的活動模型先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)開發(fā)階段的活動模型如圖2所示。先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)的模塊由一個或多個組件構(gòu)成用于執(zhí)行具體的功能和任務(wù)。這些組件可以被獨立組合構(gòu)建成完備的先進控制與優(yōu)化模塊。先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)在開發(fā)階段所調(diào)用的外部接口，包括非先進控制系統(tǒng)信息模型；以及開發(fā)階段與GB/T20720.1—2019制造業(yè)功能層次模型中各層的歷史數(shù)據(jù)交互，包括產(chǎn)品規(guī)格、歷史過程數(shù)據(jù)、歷史實驗數(shù)據(jù)結(jié)果、制造成本等。開發(fā)階段將為執(zhí)行和支持階段的先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)提供先進控制4GB/T32854.3—2020與優(yōu)化模塊的定義。設(shè)計階段的實現(xiàn)或支持階段中系統(tǒng)所需要的信號改進可能初始化開發(fā)階段的設(shè)計階段設(shè)計階段開發(fā)階段先進控制與優(yōu)化組件構(gòu)建先進控制先進控制與優(yōu)化組件裝配優(yōu)化試驗性系統(tǒng)外部信息模型集和歷史數(shù)據(jù)測試先進控制與優(yōu)化試驗性系統(tǒng)歷史過程數(shù)據(jù)制造成本成功失敗先進控制與優(yōu)化模塊定義集先進控制與優(yōu)化組件下裝完成投運執(zhí)行階段先逃控制與圖2先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)開發(fā)階段的工作流6.2系統(tǒng)執(zhí)行階段的活動模型圖3描述了先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)執(zhí)行階段的工作流。先進控制與優(yōu)化組件的執(zhí)行由調(diào)度模塊控制，當(dāng)先進控制與優(yōu)化模塊的運行時間狀態(tài)是“正在運行”,則表示整個系統(tǒng)處于激活狀態(tài)并在連續(xù)回路中運行。在執(zhí)行階段，先進控制與優(yōu)化組件將根據(jù)所定義的工作流進行循環(huán)更新。本條規(guī)范了先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)在執(zhí)行階段與非先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)之間的接口及與優(yōu)化組件之間的接口。企業(yè)控制體系架構(gòu)中第2層系統(tǒng)的信息交互數(shù)據(jù)，包括PID回路參數(shù)、最終控制單元設(shè)定值(如閥門位置和驅(qū)動速度)、儀表的過程測量值(如流量和溫度)、警報和事件信號等。企業(yè)控制體系架構(gòu)中第3層系統(tǒng)的信息交互數(shù)據(jù)，包括產(chǎn)品規(guī)格、實驗室結(jié)果、制造成本等。先進控制與優(yōu)化組件之間與優(yōu)化模塊定義。5GB/T32854.3—2020執(zhí)行階段初始化執(zhí)行階段運行時問任務(wù)計劃表開級先進控制與優(yōu)化組件結(jié)果失敗成功先進控制與優(yōu)化組件輸山結(jié)果和信號優(yōu)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、事件和警報執(zhí)行狀態(tài)停止正在運行先進控制與優(yōu)化模塊定義集執(zhí)行先進控制與優(yōu)化組件性能跟蹤和分析性能統(tǒng)計數(shù)據(jù)運行時間設(shè)置開發(fā)階段圖4描述了先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)支持階段的工作流。先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)支持階段的活動模型將過人工完成來提高和維護先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)的性能。決策者和工程師基于性能評估模塊采集的信息能為性能評估模塊提供性能統(tǒng)計。支持階段利用性能評估模塊可以實現(xiàn)全自動的系統(tǒng)維護。6GB/T32854.3—2020支持階段先進控制與優(yōu)化模塊定義集先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)性能評估性能統(tǒng)計數(shù)據(jù)第二層、第三層和先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、事件和警報先進控制與優(yōu)化支持?jǐn)?shù)據(jù)先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)性能報告是否需要改進?7分布式的先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)組件之間的交互關(guān)系圖5描述了分布式的先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)組件之間的交互關(guān)系。圖中具有6個先進控制與優(yōu)化系——模塊2:不同于模塊1,且為模塊3提供一個或多個數(shù)據(jù)元素的另一個軟測量模塊；——模塊3:在制造過程中執(zhí)行先進控制功能的先進控制模塊，并完全在GB/T20720.1—2019規(guī)定的功能層次第2層環(huán)境中；——模塊4:在制造過程中執(zhí)行先進控制功能的先進控制模塊，可以影響GB/T20720.1—2019規(guī)定的功能層次第2層中的制造過程，也可以影響一個或多個功能層次第3層中的制造運行管——模塊5:執(zhí)行過程優(yōu)化功能的優(yōu)化模塊，全部位于GB/T20720.1—2019規(guī)定的功能層次第37GB/T32854.3—2020(性能評佔)第三層的數(shù)據(jù)、信號和事件先進控制與優(yōu)化模塊5(優(yōu)化)(軟測量)先進控制與優(yōu)化模塊2(軟測量)(先進控制1)數(shù)據(jù)、信號和事件先進控制與優(yōu)化模塊2:優(yōu)化模塊6優(yōu)化模塊5優(yōu)化模塊4執(zhí)行先進控制與優(yōu)化模塊2優(yōu)化模塊3圖5分布式的先進控制與優(yōu)化系統(tǒng)各模塊之間的交互如圖5所示。模塊1和模塊2以制造過程物理設(shè)備的模式為模塊3提供數(shù)據(jù)輸入。模塊3使用來自模塊4的一個或多個輸出，這些輸出可以是模塊4中操作變量的設(shè)定點，并用于模塊3中被控變量的目標(biāo)。同樣模塊4使用來自模塊5的一個或多個輸出。模塊5是優(yōu)化模塊，模塊4中被控變量的目標(biāo)由模塊5決定，模塊5是基于第3層制造運行管理系統(tǒng)采集的業(yè)務(wù)目標(biāo)來進行優(yōu)化。8GB/T32854.3—2020(資料性附錄)A.1目的本附錄實施細則目的在于保持各類工程項目作業(yè)流程的一致性，為先進控制類項目實施提供更有A.2適用范圍A.3方法和步驟A.3.1項目實施第一階段A.3.1.1概述合同及技術(shù)資料項月啟動項目啟動是否完成?[完成][末完成項月啟動項月組成立項月組成立外配設(shè)備采購計劃外配設(shè)備采購《軟硬件產(chǎn)品開箱驗收報告》外配設(shè)備采購《外配設(shè)備測試報告》圖A.1項目實施第一階段工作流9程師檢查資料的完整性，并及時將相關(guān)資料提供事業(yè)部總經(jīng)理。事業(yè)部將根據(jù)部門工作需要和現(xiàn)有項營銷管理部組織行業(yè)經(jīng)理和/或項目經(jīng)理、該合同的銷售人員、采購人員及其他相關(guān)人員開項目協(xié)項目協(xié)調(diào)會之后，行業(yè)經(jīng)理和/或項目經(jīng)理應(yīng)及時與用戶項目經(jīng)理聯(lián)系，商定項目開工會的相關(guān)安排。A.3.1.3項目組成立事業(yè)部將根據(jù)行業(yè)經(jīng)理和/或項目經(jīng)理的建議和部門人員狀況配置項目工程師，建立項目組，并將本項目銷售經(jīng)理作為項目聯(lián)絡(luò)人列入項目組。項目組成立后需完成：工程項目組成立記錄、項目任務(wù)根據(jù)項目經(jīng)理提交的外配采購計劃進行外配設(shè)備采購，并在到貨后進行開箱驗收，填寫軟硬件產(chǎn)品開箱驗收報告和外配設(shè)備測試報告。A.3.2項目實施第二階段A.3.2.1概述項目實施第二階段分為項目開工會、功能設(shè)計、詳細設(shè)計、項目投運試運行、項目考核驗收幾個過項口開工公前《開會：技告》功能設(shè)計用戶培訓(xùn)和功能設(shè)計是否完成7功能設(shè)計詳細設(shè)計詳細設(shè)計方案《投運報告》項月考核驗收驗收報告圖A.2項目實施第二階段工作流A.3.2.2項目開工會項目組代表公司與用戶聯(lián)合召開現(xiàn)場開工會，標(biāo)志著項目合作的正式啟動。項目的實施效果與客GB/T32854.3—2020戶方的重視程度和各級人員參與程度有極大的關(guān)系。開工會完成后應(yīng)形成開工會紀(jì)要或開工會報告等相關(guān)附件，附件為各項工作安排，開工會紀(jì)要或報告需雙方負責(zé)人簽字確認(rèn)。對控制器功能、軟儀表功能進行定義，對生產(chǎn)裝置運行數(shù)據(jù)進行分析，評估裝置工藝和控制方面存在的問題，找出影響裝置平穩(wěn)性的主要擾動因素。提出相關(guān)的改進建議，同時對實現(xiàn)相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)需要的相關(guān)設(shè)備、配備資源要求進行描述，明確雙方在此過程中的責(zé)任和相關(guān)義務(wù)。最后，形成功能設(shè)計報告，作為詳細設(shè)計方案的基礎(chǔ)和前提條件。功能設(shè)計報告應(yīng)提交事業(yè)部審核，由項目經(jīng)理提議，用戶項目經(jīng)理或其上級主管牽頭召集用戶方的評審會。A.3.2.4詳細設(shè)計用戶方生產(chǎn)或技術(shù)主管部門牽頭，組織技術(shù)專家和有經(jīng)驗的操作人員進行評審。A.3.2.5系統(tǒng)投運試運行當(dāng)先進控制系統(tǒng)中全部變量均完成投運，并達到連續(xù)24h以上運行時間后，系統(tǒng)將進入試運行階段。試運行期間，裝置運行安全需放在首位。試運行期間，項目組對先進控制系統(tǒng)運行情況進行跟蹤，試運行考核結(jié)束后，需提交工程項目試運行記錄，如遇較長時間段的運行考核或用戶要求(視具體項目情況而定),還需提交試運行報告或類似相關(guān)階段性成果標(biāo)志文檔。積累。A.3.3項目實施第三階段A.3.3.1概述項目實施第三階段分為項目總結(jié)和內(nèi)部檢查，如圖A.3所示。GB/T32854.3—2020項口實施第三階段項月總結(jié)報告項目總結(jié)項口流程裁剪表內(nèi)部檢查項口檢查表圖A.3項目實施第三階段工作流項目經(jīng)理對工程項目的總體實施過程進行總結(jié)，完成項目總結(jié)報告。技術(shù)管理工程師根據(jù)項目流程裁剪表對項目資料進行檢查，檢查結(jié)果在項目檢查表中記錄，并經(jīng)部A.3.4項目實施第四階段A.3.4.1概述項目實施第四階段分為獲取維護信息、形成維護任務(wù)書、項目維護實施、維護資料整理，如圖A.4所示。GB/T32854.3—2020項口實施第四階段獲取維護信息項口維護信息《項日維護任務(wù)書》項日維護實施服務(wù)記錄維護資料整理《項口維護信息登記表》圖A.4項目實施第四階段工作流A.3.4.2獲取維護信息通過營銷管理部、銷售部門及工程人員獲取相關(guān)的項目維護信息后，將信息傳遞到項目的歸屬部門，歸屬部門指定項目維護負責(zé)人。維護項目如不在質(zhì)保期內(nèi)，則由相關(guān)銷售人員進行商務(wù)洽談，簽訂維護合同。A.3.4.3形成維護任務(wù)書項目維護負責(zé)人根據(jù)維護信息及需求，對項目維護的解決方案、措施、人力投入及注意事項進行說A.3.4.4項目維護實施項目現(xiàn)場的維護工作需遵照相關(guān)管理規(guī)定進行操作。維