工業(yè)終端設備信息模型+測試規(guī)范

工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟本報告所載的材料和信息，包括但不限于文本、圖片、數(shù)據(jù)、觀點、建議，不構成法律建議，也不應替代律師意見。本報告所有材料或內容的知識產權歸工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟所有（注明是引自其他方的內容除外），并受法律保護。如需轉載，需聯(lián)系本聯(lián)盟并獲得授權許可。未經授權許可，任何人不得將報告的全部或部分內容以發(fā)布、轉載、匯編、轉讓、出售等方式使用，不得將報告的全部或部分內容通過網絡方式傳播，不得在任何公開場合使用報告內相關描述及相關數(shù)據(jù)圖表。違反上述聲明者，本聯(lián)盟將追究其相關法律責任。工業(yè)互聯(lián)網產業(yè)聯(lián)盟聯(lián)系電話箱：aii@T11/AII015-2022T11/AII015-2022 工業(yè)終端設備信息模型測試規(guī)范 2規(guī)范性引用文件 3術語和定義 3.1 工業(yè)終端設備industrialterminalequipment 3.2 工業(yè)互聯(lián)網信息模型（IndustrialInternetInformationModel，3IM） 4縮略語 5測試項目概述 6測試通用要求 6.1測試流程 6.2測試環(huán)境搭建 7測試步驟 7.1設備信息模型表示能力測試 7.2設備建模管理能力測試 7.3設備通信能力測試 7.4設備應用能力測試 7.5設備互操作能力測試 T11/AII015-2022本文件是工業(yè)終端設備信息模型測試的基礎標準。本文件按照GB/T1.1—2020給出的規(guī)則起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別這些專利的責任。隨著技術的發(fā)展,本標準會作適當?shù)男抻?。本文件起草單位：機械工業(yè)儀器儀表綜合技術經濟研究所、中國信息通信研究院、中國科學院沈陽自動化研究所、華為技術有限公司、中興通訊股份有限公司。本文件主要起草人：趙艷領、公彥杰、余思聰、胡永康、黃穎、劉陽、李棟、程春卯、高峰、田力、文武。1T11/AII015-2022工業(yè)終端設備信息模型測試規(guī)范本標準規(guī)定了工業(yè)終端信息模型的測試要求，涉及工業(yè)終端設備信息模型表示能力、設備信息建模能力、設備通信能力、設備服務能力、設備互操作能力測試項目，適用于工業(yè)設備信息模型相關應用功能的測試驗證。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本檢測細則的引用而成為本檢測細則的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本檢測細則。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本檢測細則。GB/T40209-2021制造裝備集成信息模型通用建模規(guī)則AIIXXXXX—XXXX工業(yè)互聯(lián)網信息模型系統(tǒng)應用要求3術語和定義3.1工業(yè)終端設備industrialterminalequipment面向工業(yè)互聯(lián)網領域，在工業(yè)現(xiàn)場具備感知、控制、執(zhí)行能力的，承擔生產及管理任務的硬件設施。3.2工業(yè)互聯(lián)網信息模型industrialinternetinformationmodel,3IM指工業(yè)互聯(lián)網全要素、全價值鏈、全產業(yè)鏈在信息空間的標準化表達。[來源：AIIXXXXX—XXXX工業(yè)互聯(lián)網信息模型系統(tǒng)應用要求]4縮略語下列縮略語適用于本文件。OPCUA開放平臺通信統(tǒng)一架構（OpenPlatformCommunicationsUnifiedArchitecture）NAS網絡附屬存儲（NetworkAttachedStorage）PLC可編程控制器（ProgrammableLogicController）XML可擴展標記語言（ExtensibleMarkupLanguage）JSONJS數(shù)據(jù)對象表示(JavaScriptObjectNotation)5測試項目概述測試項組成及依賴關系總體要求如下：——測試項分為5大類共26個子項，包含工業(yè)終端設備信息模型的表示能力、建模能力、通信能力、服務能力、互操作能力測試；——5大類測試項是逐層遞進關系，如果前面的測試項沒有通過，后面的測試項無法繼續(xù)進行；T11/AII015-2022測試項列表如下，具體測試步驟及預期結果詳見本標準第7章：序號測試項分類測試項1設備信息模型表示能力測試1-1模型表示依據(jù)核查1-2模型文件可獲取能力測試1-3模型文件與標準符合度測試1-4信息模型與傳輸協(xié)議耦合度測試1-5類型、實例引用關系測試1-6標準模型庫引用測試2設備建模管理能力測試2-1建模工具功能測試2-2設備信息模型安裝性測試2-3模型解析能力測試2-4設備信息模型兼容性測試2-5模型完備性測試2-6模型管理能力測試3設備通信能力測試3-1設備數(shù)據(jù)接入能力測試3-2設備數(shù)據(jù)與模型文件一致性測試3-3設備長期運行穩(wěn)定性測試3-4設備通信異常處理能力測試3-5設備數(shù)據(jù)斷點續(xù)傳能力測試3-6設備重啟數(shù)據(jù)保持能力測試4設備應用能力測試4-1數(shù)據(jù)預處理能力測試4-2設備語義描述能力測試4-3歷史數(shù)據(jù)存儲能力測試4-4設備信息模型數(shù)據(jù)安全訪問測試5設備互操作能力測試5-1設備安全連接測試5-2通用云平臺通信測試5-3跨廠家設備互操作測試5-4設備規(guī)模性能測試6測試通用要求6.1測試流程工業(yè)終端設備信息模型測試流程如圖1所示。3T11/AII015-2022圖1測試流程6.2測試環(huán)境搭建用戶提供被測設備的同時，需根據(jù)設備實際運行環(huán)境，配合測試人員在實驗室完成測試環(huán)境的配置，需提供的物品及測試環(huán)境配置要求如下：表1用戶需要提供的物品序號需提供物品是否提供1被測設備必選2使用手冊必選3設備配置軟件必選4數(shù)據(jù)源可選5軟件系統(tǒng)/云平臺可選T11/AII015-2022圖2測試環(huán)境7測試步驟測試人員可以根據(jù)被測工業(yè)終端設備支持的功能列表，選擇以下部分或者全部測試用例執(zhí)行測試。7.1設備信息模型表示能力測試7.1.1模型表示依據(jù)核查測試編號測試項目建模依據(jù)的標準核查測試目的設備信息模型的構建應當有依據(jù)的規(guī)范、標準測試方式人工審查前置條件被測設備提供了模型描述文件測試步驟1)提供信息模型文件；2)遍歷信息模型文件，與建模標準對照，對符合性給出核查結論。預期結果信息模型符合標準。7.1.2模型文件可獲取能力測試測試編號測試項目模型文件可獲取能力測試測試目的模型描述文件可以方便地被需求方獲取。測試方式人工審查/動態(tài)測試前置條件系統(tǒng)運行正常測試步驟1)閱讀信息模型說明文檔；2)測試信息模型獲取方式；3）如果模型是文檔形式提供，需要核查描述信息是否清晰準確無歧義；5T11/AII015-20224）如果模型以獨立文件形式提供，需驗證文件是否可以通過設備本體的通信接口獲取。預期結果1）模型文件以說明文檔形式，手動分發(fā)；2）模型文件以XML等標準格式，可通過通信接口獲取。7.1.3模型文件與標準符合度測試測試編號測試項目模型文件與標準符合度測試測試目的模型文件應與依據(jù)的建模標準、規(guī)范一致測試方式遍歷測試/人工審查前置條件系統(tǒng)運行正常測試步驟1）測試建模元素是否與標準/規(guī)范一致；2）測試數(shù)據(jù)類型是否與標準/規(guī)范一致；3）測試引用關系是否與標準/規(guī)范一致；4）測試類型定義是否與標準/規(guī)范一致；5）測試模型結構是否與標準/規(guī)范一致；6）測試模型文件編碼方式是否與標準/規(guī)范一致；預期結果建模元素、數(shù)據(jù)類型、引用關系、類型定義、模型結構、模型文件編碼方式與標準/規(guī)范一致。7.1.4信息模型與傳輸協(xié)議耦合度測試測試編號測試項目信息模型與傳輸協(xié)議耦合度測試測試目的測試設備信息模型是否與通信協(xié)議綁定。測試方式遍歷測試/動態(tài)測試。前置條件系統(tǒng)運行正常測試步驟1)準備測試環(huán)境；2)分別導入XML、JSON等格式的信息模型文件；3)在系統(tǒng)中對導入的模型進行查看、調用等操作。預期結果1)模型文件與通信協(xié)議的耦合程度測試，如果數(shù)據(jù)基于JSON文件傳輸，不需要依賴特定協(xié)議；2)如果數(shù)據(jù)與協(xié)議綁定，應提升有效數(shù)據(jù)載荷占比及可用性。7.1.5類型、實例引用關系測試測試編號測試項目類型、實例引用關系測試測試目的1）類型、實例可分別定義；2）實例可以通過引用關聯(lián)特定類型。測試方式遍歷測試/動態(tài)測試。T11/AII015-2022前置條件系統(tǒng)運行正常測試步驟1）測試設備信息模型文件中的類型定義、實例定義；2）檢查1...n個實例與模型的引用關系；3）遍歷信息模型中的所有實例，都有類型定義。預期結果1）信息模型中的實例引用了類型定義；2）類型可分層定義、引用，不重復。7.1.6標準模型庫引用測試測試編號測試項目測試模型是否可以引用標準模型庫中的模型、組件測試目的驗證系統(tǒng)與多種信息模型建模環(huán)境對接的能力測試方式遍歷測試/動態(tài)測試。前置條件系統(tǒng)運行正常測試步驟1）測試設備信息模型文件，是否引用了標準模型庫中的模型定義；2）引用的標準模型、組件是否與模型庫中的定義一致。預期結果1)標準模型庫中已定義的標準模型、組件，不應重復定義；2)設備信息模型引用的標準模型、組件與模型庫中的定義一致。7.2設備建模管理能力測試7.2.1建模工具功能測試測試編號2-1測試項目建模工具功能測試測試目的驗證建模工具能否創(chuàng)建符合規(guī)范的信息模型測試方式動態(tài)測試前置條件被測設備同時提供了信息建模工具測試步驟1)準備測試環(huán)境；2)利用建模工具創(chuàng)建設備信息模型；3)將創(chuàng)建的信息模型下載到被測設備中。預期結果1)建模工具具有良好的易用性；2)建模過程能涵蓋標識、類、屬性、關系、事件、服務、參數(shù)等關鍵要素；3)模型能正常下載到設備。7.2.2設備信息模型安裝性測試測試編號2-2測試項目設備信息模型安裝性測試測試目的驗證信息模型在正常情況和異常情況下能否正確地被安裝和使用測試方式遍歷測試/動態(tài)測試。前置條件系統(tǒng)運行正常7T11/AII015-2022測試步驟1)將命名正確的信息模型文件存放在正確的存儲位置；2)將命名錯誤的信息模型文件存放在正確的存儲位置；3)將命名正確的信息模型文件存放在錯誤的存儲位置；4)刪除設備中信息模型文件。預期結果1)將命名正確的信息模型文件存放在正確的存儲位置，設備能正常加載信息模型文件，其他情況下設備不能正常加載信息模型文件；2)刪除設備中信息模型文件后，設備信息模型運行異常。7.2.3模型解析能力測試測試編號2-3測試項目模型解析能力測試測試目的驗證設備能否正常加載信息模型文件測試方式遍歷測試/動態(tài)測試前置條件系統(tǒng)運行正常測試步驟1)讀取設備中信息模型文件；2)修改文件中屬性ID、名稱信息；3)將修改后的信息模型文件下載到設備；4)讀取設備信息模型。預期結果1)設備能夠正常加載修改后的信息模型文件；2)屬性ID及名稱信息為更改后的值。7.2.4設備信息模型兼容性測試測試編號2-4測試項目設備信息模型兼容性測試測試目的驗證設備能否支持XML、JSON等格式的信息模型文件的加載測試方式遍歷測試/動態(tài)測試前置條件系統(tǒng)運行正常測試步驟1)準備測試環(huán)境；2)向設備導入XML、JSON等格式的信息模型；3)在設備中對導入的模型進行查看、調用等操作。預期結果1)信息模型成功導入；2)操作指令均被成功執(zhí)行。7.2.5模型完備性測試測試編號2-5測試項目模型完備性測試測試目的驗證建模工具生成的設備信息模型要素是否齊全，信息模型是否包括標識、類、屬性、關系、事件、服務、參數(shù)等關鍵要素T11/AII015-2022測試方式遍歷測試/動態(tài)測試前置條件系統(tǒng)運行正常測試步驟1)準備測試環(huán)境；2)讀取系統(tǒng)信息模型文件；3)解析信息模型。預期結果設備中信息模型包括標識、類、屬性、關系、事件、服務、參數(shù)等關鍵要素7.2.6模型管理能力測試測試編號2-6測試項目模型管理能力測試測試目的驗證信息模型管理能力是否符合規(guī)范測試方式核查測試前置條件系統(tǒng)運行正常測試步驟1)測試模型版本變更日志；2)測試模型存儲能力；3)測試模型維護日志。預期結果1)相關日志文件記錄清晰，齊全；2)模型管理系統(tǒng)運行穩(wěn)定并可提供系統(tǒng)運行報告。7.3設備通信能力測試7.3.1設備數(shù)據(jù)接入能力測試測試編號3-1測試項目設備數(shù)據(jù)接入能力測試測試目的驗證設備能否支持Modbus、Profinet、cc-LinkIE等標準協(xié)議、私有協(xié)議、OPCUA等開放式通信協(xié)議。注：特定通信協(xié)議的一致性測試需符合相關標準的要求。測試方式遍歷測試/動態(tài)測試前置條件系統(tǒng)運行正常測試步驟1)準備測試環(huán)境；2)提取系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)集；3)遍歷測試數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)格式，驗證數(shù)據(jù)格式的多樣性；4)向系統(tǒng)發(fā)送整型、字符型、浮點型等類型數(shù)據(jù)。預期結果1)設備能夠正常接收不同類型的數(shù)據(jù)；2)設備支持宣稱的通信協(xié)議。7.3.2設備數(shù)據(jù)與模型文件一致性測試測試編號3-29T11/AII015-2022測試項目設備數(shù)據(jù)與模型文件一致性測試測試目的驗證信息模型定義的節(jié)點、屬性、引用關系、節(jié)點層級結構與模型描述文件相符測試方式遍歷測試/動態(tài)測試前置條件系統(tǒng)運行正常測試步驟1)準備測試環(huán)境；2)通過設備提供的通信接口，遍歷設備信息模型中的數(shù)據(jù)。預期結果信息模型定義的節(jié)點、屬性、引用關系、節(jié)點層級結構與模型描述文件相符7.3.3設備長期運行穩(wěn)定性測試測試編號3-3測試項目設備長期運行穩(wěn)定性測試測試目的驗證設備是否具備長期運行的能力測試方式人工審查/動態(tài)測試前置條件系統(tǒng)運行正常測試步驟1)準備測試環(huán)境；2)設備滿負載連續(xù)運行48小時。預期結果設備滿負載連續(xù)運行48小時期間，CPU、內存等資源無溢出，功能正常7.3.4設備通信異常處理能力測試測試編號3-4測試項目設備通信異常處理能力測試測試目的驗證設備是否具備通信異常處理能力測試方式故障模擬測試前置條件系統(tǒng)運行正常測試步驟1)準備測試環(huán)境；2)拔插通信線纜造成通信斷開故障；3)利用發(fā)包工具發(fā)送大量數(shù)據(jù)構造數(shù)據(jù)堵塞場景；4)配置錯誤設備地址或者端口號造成連接失敗。預期結果設備能正確處理通信斷開、數(shù)據(jù)堵塞、連接失敗等異常情況并在故障修復后繼續(xù)正常工作。7.3.5設備數(shù)據(jù)斷點續(xù)傳能力測試測試編號3-5測試項目設備數(shù)據(jù)斷點續(xù)傳能力測試測試目的設備通信中斷期間可以對數(shù)據(jù)緩沖，通信恢復后上傳測試方式故障模擬測試前置條件系統(tǒng)運行正常測試步驟1)準備測試環(huán)境；T11/AII015-20222)拔插通信線纜造成通信斷開，維持斷開狀態(tài)一段時間；3)恢復通信連接，檢查通信數(shù)據(jù)是否包含通信中斷期間的緩存值。預期結果1）斷開時間小于被測設備支持的數(shù)據(jù)緩存時間，連接恢復后所有數(shù)據(jù)可上傳；2）斷開時間超過被測設備支持的數(shù)據(jù)緩存時間，連接恢復后較新數(shù)據(jù)可上傳。7.3.6設備重啟數(shù)據(jù)保持能力測試測試編號3-6測試項目設備重啟數(shù)據(jù)保持能力測試測試目的驗證設備重啟后是否可以加載重啟前最后通信值測試方式動態(tài)測試前置條件系統(tǒng)運行正常測試步驟1)準備測試環(huán)境；2)設備正常運行時記錄模型中某個節(jié)點的實時值；3)對設備進行斷電或復位重啟；4)設備恢復通信后記錄初始值。預期結果設備重啟后節(jié)點的初始值與重啟前最后一個通信值相同，設備重啟對過程無擾。7.4設備應用能力測試7.4.1數(shù)據(jù)預處理能力測試測試編號4-1測試項目數(shù)據(jù)預處理能力測試測試目的驗證模型能否對數(shù)據(jù)進行用戶定義的預處理測試方式動態(tài)測試前置條件系統(tǒng)運行正常測試步驟1）設備與測試環(huán)境建立通信連接；2）用戶可以自定義計算邏輯，對信息模型節(jié)點值進行簡單計算。預期結果用戶自定義的計算邏輯計算結果正確7.4.2設備語義描述能力測試測試編號4-2測試項目設備語義描述能力測試測試目的驗證設備數(shù)據(jù)是否有完備的語義描述能力測試方式動態(tài)測試前置條件系統(tǒng)運行正常測試步驟1）設備與測試環(huán)境建立通信連接；2）設備數(shù)據(jù)節(jié)點值具有明確的物理單位、量程、報警限值等語義信息。預期結果節(jié)點值與語義信息相符7.4.3歷史數(shù)據(jù)存儲能力測試T11/AII015-2022測試編號4-3測試項目歷史數(shù)據(jù)存儲能力測試測試目的驗證設備歷史數(shù)據(jù)節(jié)點是否可以在信息模型中表示測試方式動態(tài)測試前置條件1）分配用戶歷史數(shù)據(jù)讀寫權限；2）設備運行一段時間，積累一定歷史數(shù)據(jù)。測試步驟1)測試設備信息模型是否支持歷史數(shù)據(jù)存儲；2)測試歷史數(shù)據(jù)存儲的時間間隔、記錄方式等配置信息是否生效；3)讀取指定時刻、時間段的歷史數(shù)據(jù)，判斷設備返回的結果是否正確。預期結果1）信息模型中的歷史數(shù)據(jù)可以通過修改節(jié)點的屬性，打開或關閉歷史數(shù)據(jù)存儲功能；2）歷史數(shù)據(jù)可以在設備本體或外部數(shù)據(jù)庫存儲，但需要通過信息模型統(tǒng)一訪問。7.4.4設備信息模型數(shù)據(jù)安全訪問測試測試編號4-4測試項目設備信息模型數(shù)據(jù)安全訪問測試測試目的通過信息模型提供的設備數(shù)據(jù)可以安全訪問測試方式遍歷測試/動態(tài)測試前置條件被測系統(tǒng)提供測試賬戶，開放相應數(shù)據(jù)遷移服務接口，訪問地址等，允許測試系統(tǒng)遠程接入測試步驟1）測試被測設備與測試軟件之間是否可以建立匿名、用戶名/密碼方式的連接；2）測試被測設備與測試軟件之間是否可以建立基于證書的安全連接；3）判斷不同用戶對設備數(shù)據(jù)的訪問/讀寫權限是否與模型定義一致。預期結果數(shù)據(jù)訪問權限與模型定義一致，支持不同等級的安全訪問機制。7.5設備互操作能力測試7.5.1設備安全連接測試測試編號5-1測試項目設備通信連接測試測試目的相同協(xié)議、不同廠家、已認證設備是否可以與被測設備建立基本的通信連接測試方式遍歷測試/動態(tài)測試前置條件1）被測設備正常運行；2）與被測設備通信的設備、系統(tǒng)軟件加入信任列表。測試步驟1)遍歷被測設備支持的通信協(xié)議、連接方式，支持相同通信協(xié)議的設備、系統(tǒng)軟件是否可以與被測設備建立連接；2)測試身份認證功能是否生效；3)測試傳輸數(shù)據(jù)是否加密處理。預期結果1)設備信息模型可以存儲全局唯一的設備ID（或證