GB∕ T 40283.4-2023 自動化系統(tǒng)與集成 制造應用解決方案的能力單元互操作 第4部分：制造應用需求的能力單元評估（正式版）

8ICS25.040.01GB/T40283.4—2023/ISO16300-4:2019自動化系統(tǒng)與集成制造應用解決方案的能力單元互操作第4部分：制造應用需求的能力單元評估Interoperabilityof(ISO16300-4:2019,IDT)國家標準化管理委員會GB/T40283.4—2023/ISO16300-4:2019 I 3術語和定義 34.1軟件單元目錄簡述 34.2能力單元評估總體過程 45軟件單元目錄檢索過程 66功能評估過程 87接口評估過程 98評估報告過程 附錄A(資料性)能力模板示例 附錄B(資料性)所需能力專規(guī)示例 附錄C(資料性)評估報告示例 26GB/T40283.4—2023/ISO16300-4:2019本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T40283《自動化系統(tǒng)與集成制造應用解決方案的能力單元互操作》的第4部分。GB/T40283已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第3部分：能力單元互操作性的驗證和確認；本文件等同采用ISO16300-4:2019《自動化系統(tǒng)與集成制造應用解決方案的能力單元互操作請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。本文件由全國自動化系統(tǒng)與集成標準化技術委員會(SAC/TC159)歸口。德激光智能裝備(廣東)有限公司、長沙晶優(yōu)新材料科技有限公司、廣東天賜灣實驗室裝備制造有限公IⅡGB/T40283.4—2023/ISO16300-4:2019GB/T40283解決了制造軟件的用戶和供應商對工業(yè)自動化領域中軟件互操作性的需求。-—通過組合各種來源提供的一組軟件組件的能力來集成自動化應用系統(tǒng)；——將軟件單元的能力從一個資源系統(tǒng)平臺集成到另一個平臺；——驗證軟件組件能力是否是所需軟件單元能力的一部分；——根據(jù)軟件在自動化應用系統(tǒng)中的互操作首先將軟件能力定義為具有一組能力和服務的標準，用于評估能力提供商的性能。然后將其表達和表示為有關軟件，能力以及能力的事實。ISO16100(所有部分)處理制造軟件的互操作性能力建規(guī)，旨在提供一種標準化的方法來根據(jù)制造軟件單元(MSU)能力專規(guī)來描述制造軟件的能力。在交換的方式。軟件能力建規(guī)是提供上述軟件互操作性服務的基礎。ISO16100被用作GB/T40283的要建立GB/T40283,需要執(zhí)行許多步驟。初始步驟顯示了使用軟件能力專規(guī)啟用了哪些互操作性服務。后續(xù)步驟開發(fā)了提供這些互操作性服務的具體方法和機制。GB/T40283的輸出結(jié)果擬由四個部分構成?！?部分：應用需求能力單元互操作準則。目的是根據(jù)一組MSU提供的能力來描述自動化--—第2部分：能力模板和軟件單元分類。目的是描述自動化解決方案的軟件單元的能力，該能力可以映射到目標制造應用的能力需求。——第3部分：能力單元互操作性的驗證和確認。目的是用驗證和確認的框架對第1部分中互操作性準則的使用和執(zhí)行步驟進行描述?！?部分：制造應用需求的能力單元評估。目的是表明軟件單元目錄中的候選項與制造應用需求的對應程度。1GB/T40283.4—2023/ISO16300-4:2019制造應用解決方案的能力單元互操作第4部分：制造應用需求的能力單元評估本文件。ISO16100-1工業(yè)自動化系統(tǒng)與集成制造軟件互操作性能力建規(guī)第1部分：框架(IndustrialFramework)注：GB/T19902.1—2005工業(yè)自動化系統(tǒng)與集成制造軟件互操作性能力建規(guī)第1部分：框架(ISO16100-1:2002)ISO16100-3工業(yè)自動化系統(tǒng)與集成制造軟件互操作性能力建規(guī)第3部分：接口服務、協(xié)議及能力模板(Industrialautomationsystemsandintegration—Manufacturingsoftwarecapabilityprofi-lingforinteroperability—Part3:Interfaceservices,protocolsandcapabilitytemplates)力模板(ISO16100-3:2005,IDT)ISO16100-5工業(yè)自動化系統(tǒng)與集成制造軟件互操作性能力建規(guī)第5部分：基于多能力類結(jié)構進行專規(guī)匹配的方法學(Industrialautomationsystemsandintegration—Manufacturingsoftwareca-pabilityprofilingforinteroperability—Part5:Methodologyforprofilematchingusingmultiplecapa-bilityclassstructures)注：GB/T19902.5—2011工業(yè)自動化系統(tǒng)與集成制造軟件互操作性能力建規(guī)第5部分：基于多能力類結(jié)構進行專規(guī)匹配的方法學(ISO16100-5:2009,IDT)ISO16100-6工業(yè)自動化系統(tǒng)與集成制造軟件互操作性能力建規(guī)第6部分：基于多能力類結(jié)構進行專規(guī)匹配的接口服務和協(xié)議(Industrialautomationsystemsandintegration—Manufacturingsoftwarecapabilityprofilingforinteroperability—Part6:Interfaceservicesandprotocolsformatchingprofilesbasedonmultiplecapabilityclassstructures)注：GB/T19902.6—2012工業(yè)自動化系統(tǒng)與集成制造軟件互操作性能力建規(guī)第6部分：基于多能力類結(jié)構進行專規(guī)匹配的接口服務和協(xié)議(ISO16100-6:2011,IDT)ISO16300-1自動化系統(tǒng)與集成制造應用解決方案的能力單元互操作第1部分：應用需求能力單元互操作準則(Automationsystemsandintegration—Interoperabilityofcapabilityunitsforman-ufacturingapplicationsolutions—Part1:Interoperabilitycriteriaofcapabilityunitsperapplicationre-quirements)軟件單元編目(Automationsystemsandintegration—Interoperabilityofcapabilityunitsformanufac-2GB/T40283.4—2023/ISO16300-4:2019turingapplicationsolutions—Part2:Capabilitytemplatesandsoftwareunitcataloguing)ISO16300-3自動化系統(tǒng)與集成制造應用解決方案的能力單元操作性的驗證和確認(Automationsystemsandintegration—Interoperabilityofcapabilityunitsformanufacturingapplicationsolutions—Part3:Verificationandvalidationofinteroperabilityamongcapabilityunits)注：GB/T40283.3—2021自動化系統(tǒng)與集成制造應用解決方案的能力單元互操作第3部分：能力單元互操作性的驗證和確認(ISO16300-3:2017,IDT)3.13.2注：該結(jié)構旨在對ISO16100-1:2009圖2的目標域中的能力聚合層次結(jié)構建模。3.33.43.53.6模板template3.73GB/T40283.4—2023/ISO16300-4:20193.83.93.10與其他單元的通用信息交換機制。注1:能使用UML作為軟件對象來對軟件單元進行建模。3.11匹配的制造軟件單元能力專規(guī)matchedMSUca滿足所需能力專規(guī)中定義的能力的MSU能力專規(guī)。3.123.133.143.15軟件能力描述詞典用于了解軟件單元目錄中能力專規(guī)的語義。軟件能力描述詞典定義了描述軟件能力的能力元素。圖1顯示了ISO16300-2中定義的軟件單元目錄。軟件單元目錄引用軟件能力描述詞典來翻譯能力模板和能力專規(guī)的語義。每個MSU都擁有一個屬于軟件單元目錄中能力模板的能力專規(guī)。附錄A4GB/T40283.4—2023/ISO16300-4:2019MDD(A和B)軟件能力描述詞典MDD(C)的MDM其他MDD能力模板(ABx)(ABCxz)能力模板(Cz)能力模板能力模板MSU專規(guī)A的MSU專規(guī)(x)B的MSU專規(guī)(x)軟件單元目錄軟件單元目錄庫MSU專規(guī)MSU專規(guī)MSU專規(guī)其他軟件單元圖1軟件單元目錄軟件單元目錄使MSU在開發(fā)新的制造應用時可以重復使用。MSU用戶可以通過軟件單元目錄中的能力專規(guī)檢索適當?shù)腗SU。對于使用軟件單元目錄的能力單元評估過程，需要以下內(nèi)容：——能力專規(guī)應使用能力模板庫中注冊的能力模板；——能力模板應按照ISO16300-2進行描述。4.2能力單元評估總體過程圖2顯示了能力單元評估的總體過程。5GB/T40283.4—2023/ISO16300-4:2019能力類結(jié)構(CCS)指定需求軟件單元目錄是否能夠檢索到?是否是結(jié)束開始a)應指定制造應用需求；b)需求應分解為一組活動。對于每個所需的能力專規(guī)，應通過以下四個過程對軟件單元目錄中的MSU能力專規(guī)進行評估。a)軟件單元目錄檢索過程b)功能評估過程此過程支持將每個所需的能力專規(guī)與軟件單元目錄中的MSU能力專規(guī)進行功能匹配。6GB/T40283.4—2023/ISO16300-4:2019c)接口評估過程此過程支持將每個所需的能力專規(guī)與軟件單元目錄中的MSU能力專規(guī)進行接口匹配。d)評估報告過程此過程支持包括上述過程結(jié)果的評估報告的制作。能力單元評估應遵循基于以下方面所述的軟件互操作性框架(見GB/T40283.3—2021中5.2): ——MSU之間的功能關系；5軟件單元目錄檢索過程軟件單元目錄檢索過程如圖3所示。7GB/T40283.4—2023/ISO16300-4:2019開始開始能力類結(jié)構(CCS)指定需求軟件單元H錄檢索過程(MSU能力專規(guī))目錄軟件單元目錄是否能夠檢索到?是接口評估過程否是評估報告結(jié)束a)從一組分解的活動中選擇一個活動。使用選定的活動，可以選擇支持該活動的CCS和能b)選擇CCS和能力類之后，可以找到一個能力模板。然后可以找到與能力模板相對應的軟件單元目錄。8GB/T40283.4—2023/ISO16300-4:20196功能評估過程功能評估過程將所需能力專規(guī)中的能力元素與MSU能力專規(guī)中的能力元素進行比較。圖4表示功能評估過程。功能評估過程支持每個所需能力專規(guī)與第5章中定義的軟件單元目錄檢索過程選擇的軟件單元目錄中的MSU能力專規(guī)的功能匹配。功能評估過程如下。a)當軟件單元目錄檢索過程選擇能力模板時，應通過在能力模板中填寫具體值來創(chuàng)建所需的能b)從尚未評估的軟件單元目錄中的一組MSU能力專規(guī)中選擇一個能力專規(guī)。所需能力專規(guī)的強制性能力元素應與所選MSU能力專規(guī)的能力元素相匹配。c)是否所有強制性能力元素都匹配?d)所需能力專規(guī)的可選能力元素應與所選MSU能力專規(guī)的能力元素相匹配。e)是否所有可選能力元素都匹配?f)軟件單元目錄中是否所有MSU能力專規(guī)都匹配?1)如果是，轉(zhuǎn)至第7章中定義的接口評估過程；9GB/T40283.4—2023/ISO16300-4:2019存儲庫存儲庫能力類結(jié)構詞典(MSU能力專規(guī))軟件單元目錄是否能否是否都匹配?是1是“完全匹配”能力專規(guī)?是A應用需求?是評估報告結(jié)束將匹配結(jié)果設置為“不匹配”A“全部強制匹配”否否否7接口評估過程能力模板中應包括以下接口評估指標：——數(shù)據(jù)共享方式；——數(shù)據(jù)交換方式；GB/T40283.4—2023/ISO16300-4:2019將接口評估指標在所需能力專規(guī)和匹配的MSU能力專規(guī)之間進行比較。當軟件單元目錄中的所有MSU能力專規(guī)都與每個所需的能力專規(guī)匹配時，接口評估過程將在匹配的MSU上進行，如圖5所示。接口評估過程如下。a)從一組尚未評估的MSU能力專規(guī)中選擇一個能力專規(guī)。所需能力專規(guī)的接口評估指標應與所選MSU能力專規(guī)的接口評估指標相匹配。c)是否所有MSU能力專規(guī)在接口評估方面都匹配?1)如果是，轉(zhuǎn)至第8章中定義的評估報告過程；GB/T40283.4—2023/ISO16300-4:2019能力類結(jié)構(CCS)詞典(MSU能力專規(guī))是能力專規(guī)?是應用需求?是結(jié)束開始否否否將制造應用需求作為幾個所需能力專規(guī)進行分析。每個所需能力專規(guī)都需要提供評估報告。評估報告應包含以下評估結(jié)果。--—所需能力專規(guī)ID此專規(guī)包含用于功能評估和接口評估所需的能力?！浖卧夸汭D此目錄包含滿足所需能力的候選MSU能力專規(guī)?！狹SU能力專規(guī)ID列表此能力專規(guī)包含所需能力的能力元素。所需能力元素列表：●能力元素名稱——匹配結(jié)果：匹配/不匹配●能力元素最終匹配結(jié)果：完全匹配/全部強制匹配/不匹配-—接口評估結(jié)果●通信協(xié)議——值示例1:OPC-UA 匹配結(jié)果：匹配/不匹配●數(shù)據(jù)共享---—匹配結(jié)果：匹配/不匹配●數(shù)據(jù)交換示例3:MTConnect——匹配結(jié)果：匹配/不匹配●服務調(diào)用 直---匹配結(jié)果：匹配/不匹配圖6顯示了評估報告的結(jié)構。附錄C顯示了評估報告的示例。評估報告是每個所需能力專規(guī)的輸出。評估報告包含一個或多個MSU能力專規(guī)的評估結(jié)果。GB/T40283.4—2023/ISO16300-4:2019所需能力專規(guī)的評估報告#AN所需能力專規(guī)的評估報告#A2所需能力專規(guī)的評估報告#A1MSU專規(guī)#2MSU專規(guī)#1CEID_1參數(shù)_1-1M匹配結(jié)果匹配/不匹配參數(shù)_N-10匹配結(jié)果完全匹配/全部強制匹配/不匹配接口通信協(xié)議數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)交換服務調(diào)用值協(xié)議名稱匹配結(jié)果在評估所有所需能力專規(guī)的MSU能力專規(guī)后，應制作評估報告。圖7顯示了評估報告過程。評a)每個所需能力專規(guī)的ID都編碼在報告的標題部分。此外，由軟件單元目錄檢索過程檢索到的軟件單元目錄的ID也在報告的標題部分中進行編碼。b)在評估報告中描述MSU能力專規(guī)的功能評估結(jié)果。c)在評估報告中描述MSU能力專規(guī)的接口評估結(jié)果。d)是否報告了MSU能力專規(guī)的所有結(jié)果?GB/T40283.4—2023/ISO16300-4:2019(CCS)(MSU能力專規(guī))開始否否是是應用需求?是否否結(jié)束(?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?)〈xs:schemaxmlns:xs="/2001/XMLSchema")(xs:elementname="CapabilityProfiling">《xs:elementname="Type">(xs:complexType》《xs:attributename="id"type="xs:strinuse="required"/>(/xs:complexType)(xs:elementname="CapabilityProfile">(xs:complexType>(xs:sequence)(xs:elementname="Pkgtype">(xs:complexType)《xs:attributename="version"type="xs:string"form="unqualified"/)</xs:complexType>(/xs:element)(xs:elementname="Common"type="CommonPartType"/〉(xs:elementname="Specific"type="SpecificPartType"/)(/xs:sequence)(xs:attributename="date"type="xs:string"form="unqualified"/)(/xs:complexType)(/xs:element)</xs:sequence></xs:complexType》〈xs:complexTypename="CommonPartType"》《xs:sequence)(xs:choice)(xs:elementname="Requirement")(xs:complexType》《xs:element(/xs:sequence)name="ID"type="xs:string"/>GB/T40283.4—2023/ISO16300-4:2019form="unqualified"/>name="id"type="xs:string"(/xs:element)(xs:complexType》(xs:sequence)(xs:elementname="ID"type="xs:string"/></xs:sequence》《xs:attributename="id"type="xs:string"form="unqualified"/>(/xs:complexType)(/xs:choice)(xs:sequencemaxOccurs="unbounded")《xs:elementname="ReferenceCapabilityClassStructure"></xs:complexType》name="id"type="xs:string"form="unqualified"/)name="name"type="xs:string"form="unqualified"/〉name="version"type="xs:string"form="unqualified"/>name="url"type="xs:string"form="unqualified"/)</xs:element》《xs:elementname="TemplateID"》(xs:complexType)〈xs:attributename="id"type="xs:string"form="unqualified"/)(/xs:complexType)</xs:element></xs:sequence》〈xs:elementname="Capability_Class_Name">(xs:complexType》(xs:attributename="name"type="xs:string"form="unqualified"/>(/xs:complexType)</xs:element>〈xs:elementname="Reference_Capability_Class_Structure_Name">(xs:complexType〉(xs:attributename="name"type="xs:string"form="unqualified"/>(/xs:complexType)</xs:element》《xs:elementname="Version">《xs:attributename="major"type="xs:string"form="unqualified"/)《xs:attributename="minor"type="xs:string"form="unqualified"/></xs:complexType》(/xs:element)(xs:elementname="Owner")《xs:complexType)《xs:sequence)《xs:element《xs:element《xs:element<xs:element(/xs:sequence></xs:complexType)name="Name"type="xs:string"minOccurs="0"/>name="Street"type="xs:string"minOccurs="0"/)name="City"type="xs:string"minOccurs="0"/>name="Zip"type="xs:string"minOccurs="0"/>name="State"type="xs:string"minOccurs="0"/)name="Country"type="xs:string"minOccurs="0"/>name="Comment"type="xs:string"minOccurs="0"/)(/xs:element)(xs:elementname="ComputingFacilities"minOccurs="0"maxOccurs="unbounded">(xs:complexType》《xs:sequence)(xs:elementname="Processor"minOccurs="0"maxOccurs="unbounded">(xs:complexType》(xs:attributename="type"type="xs:string"form="unqualified"/>(/xs:complexType)</xs:element》《xs:elementname="OperatingSystem"minOccurs="O"maxOccurs="unbounded">(xs:complexType》(xs:attributename="type"type="xs:string"form="unqualified"/)(/xs:complexType)〈xs:elementname="Language"minOccurs="O"maxOccurs="unbounded")(xs:complexType》(xs:attributename="name"type="xs:string"form="unqualified"/>(/xs:complexType)</xs:element》〈xs;elementname="Memory"minOccurs="O"maxOccurs="unbounded"》(xs:complexType》(xs:attributename="size"type="xs:string"form="unqualified"/)(xs:attributename="unit"type="xs:string"form="unqualified"/)(/xs:complexType)</xs:element)〈xs:elementname="DiskSpace"minOccurs="0"maxOccurs="unbounded")(xs:complexType》(xs:attribute(xs:attributename="size"type="xs:string"form="unqualified"/)name="unit"type="xs:string"form="unqualified"/)GB/T40283.4—2023/ISO16300-4:2019</xs:complexType》(/xs:element)(/xs:sequence)(xs:attributename="type"type="xs:string"form="unqualified"/)</xs:complexType)</xs:element><xs:elementname="Performance"minOccurs="O"maxOccurs="unbounded">〈xs:complexType》(xs:attributename="elapsedTime"type="xs:string"form="unqualified"/>(xs:attributename="transactionsPerUnitTime"type="xs:string"form="unqualified"/>(/xs:complexType)</xs:element)<xs:elementname="ReliabilityData"minOccurs="0"maxOccurs="unbounded">(xs:complexType》(xs:sequence》(xs:elementname="UsageHistory"type="xs:string"minOccurs="0"/〉<xs:elementname="Shipments"minOccurs="0"maxOccurs="unbounded")《xs:complexType)《xs:attributename="number"type="xs:string"form="unqualified"/)</xs:complexType》(/xs:element)(xs:elementname="IntendedSafetyIntegrity"minOccurs="O"maxOccurs="unbounded")(xs:complexType》(/xs:complexType》name="level"type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