ICS25.040.40 N 10 中华人民共和国国家标准 GB/T 40209—2021 制造装备集成信息模型通用建模规则 General modelling principle for integration based on information model about manufacturingequipment 2021-05-21发布 2021-12-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T 40209—2021 目 次 前言 1 范围 规范性引用文件 3术语、定义和缩略语· 3.1 术语和定义 3.2 缩略语 总则 4.1 制造装备与信息模型元素 4.2 信息模型元素基本概念与关系 4.3 建模规则 4.4 引用的表示 4.5 字节序 5 信息模型定义 5.1 基本属性类型 5.2 基本集合信息类型 5.3 引用类型 5.4 属性集类型 5.5 方法类型 5.6 方法集类型 5.7 组件类型 10 5.8 组件集类型 5.9 设备类型 12 数据类型 6.1 基本类型 13 6.2 字节串数据类型 6.3 日期类型 6.4 时间类型 15 6.5 时间戳类型 6.6 数组 15 7 制造装备信息模型统一描述 15 7.1 制造装备描述文件 15 7.2 数据的表示 19 7.3 属性类型描述· 21 7.4 集合信息类型描述 21 7.5 引用类型描述 21 7.6 属性集类型描述 21 GB/T 40209—2021 7.7 方法类型描述 23 方法集类型描述 23 7.9 组件类型描述... 23 7.10组件集类型描述 24 附录A（规范性附录） 数据类型索引号 附录B（资料性附录） 基于OPCUA的制造装备集成信息模型的使用方法 参考文献 35 GB/T402092021 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会（SAC/TC124）归口。 本标准起草单位：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、中国科学院沈阳自动化研究所、浙江中 控技术股份有限公司、北京和利时系统工程有限公司、重庆川仪股份自动化有限公司、上海工业自动化 仪表研究院有限公司、西安西电开关电气有限公司、中国电子信息产业集团有限公司第六研究所、清华 大学、西北工业大学、中机中联工程有限公司、东北大学、浙江理工大学、沈阳高精数控智能技术股份有 限公司、西门子（中国）有限公司、三菱电机自动化（中国）有限公司。 本标准主要起草人：赵艳领、闫晓风、韩丹涛、公彦杰、王振、岳磊、牛鹏飞、蒋宗敏、魏剑鬼、王辉甫、 袁清松、王洲、王麟琨、刘丹、王雪、郑秋平、徐大千、史宝库、谢素芬、邵珠峰、张晓玲、向忠、朱毅明、张华良、 田英明、裘坤、徐青、朱国良、胡毅、高山青、刘红、韩莉、韩庆红、徐泉、吴志伟 Ⅲ GB/T 40209—2021 制造装备集成信息模型通用建模规则 1范围 本标准规定了制造装备集成信息模型的信息模型概述、信息模型定义、数据类型以及制造装备信息 模型的统一描述 本标准适用于制造商、集成商等用户对制造装备集成信息模型的建模。 2规范性引用文件 2 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件 GB/T33863.3—2017OPC统一架构第3部分：地址空间模型 3术语、定义和缩略语 3.1术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3.1.1 信息模型 informationmodel 对给定的制造装备信息资源进行定义、描述和关联的组织框架。 注：改写IEC/TR62541-1：2020，定义3.2.15 3.1.2 属性元素 attribute element 组成属性的基本信息，如属性标识、属性名称等 3.1.3 属性attribute 组成组件、属性集、设备的基本元素。 注：改写IEC/TR62541-1:2020，定义3.1.4。 3.1.4 属性集attributeset 一个或多个属性以及子属性集的集合，可作为节点单独存在，只构成制造装备属性描述的结构 元素。 注：结构元素只提供结构信息，类似于文件夹的功能 3.1.5 静态属性集 static attributeset 属性集的一种，包含的属性自确定之后不变化或者变化不频繁 注：哪些属性是静态属性，有些是明确的如生产商信息，有些是不明确的，由制造装备特性和用户决定。 1 GB/T40209—2021 3.1.6 过程属性集processattributeset 属性集的一种，包含的属性只有在装备运行起来之后才显现的特性。 注：哪些属性是过程属性，有些是明确的如设备状态，有些是不明确的，由制造装备特性和用户决定。 3.1.7 配置属性集configruationattributeset 属性集的一种，包含的属性是为了完成某一特定任务而需要进行配置的属性 注：哪些属性是配置属性，有些是明确的如批参数，有些是不明确的，由制造装备特性和用户决定 3.1.8 组件模型 componentmodel 设备模型的物理或者逻辑上的一部分，由属性集、方法集以及子组件组成 注1：组件可用来描述实际的制造装备的部件，也可描述一个制造装备，如当制造装备代表一个由3台数控机床组 成的生产单元时，组件也可用来描述数控机床。 注2：组件也可作为结构化元素使用即类似于文件夹功能的作用，只用来组织模型的框架和层次。 3.1.9 设备模型 devicemodel 制造装备的描述，由属性集、方法集和组件组成。 注：对于一个制造装备只能采用一个设备模型来表示，是一个特殊的组件。 3.1.10 引用 reference 事物之间关系的表示。 注：改写IEC/TR62541-1：2020，定义3.1.32 3.2 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 AGV：自动导引运输车（AutomatedGuidedVehicle） OPCUA：开放平台通信统一架构（OpenPlatformCommunicationUnifiedArchitecture） PLC：可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController) XML：可扩展标记语言（ExtensibleMarkupLanguage） 4总则 4.1制造装备与信息模型元素 制造装备如数控机床、机器人等是由若干部件、物理属性以及各类操作组成的，每个部件又可包含 其他子部件和物理属性，因此需要定义相关的信息模型元素对制造装备进行抽象和描述。本标准定义 了属性元素、属性、属性集、组件、组件集、设备、方法、方法集、引用信息模型元素，信息模型元素与制造 装备的抽象关系如图1所示。 2 GB/T40209—2021 制造装备 设备模型 属性、 物理属性 属性集 物理属性 方法、 操作 方法集 部件 组件 属性、 物理属性 属性集 子部件 组件 制造装备部件、 引用 物理属性之间的关系 图1制造装备与信息模型元素的映射 4.2信息模型元素基本概念与关系 信息模型基本概念由属性元素、属性、属性集、组件模型、设备模型、方法、方法集和引用组成，信息 模型元素的基本概念如下： a)) 属性元素是信息模型元素的基本单元，本标准定义的属性元素如属性标识、属性名称等 b) 属性是对制造装备物理属性的抽象和描述，由一系列属性元素组成。 c) 属性集是为了对制造装备物理属性进行组织和分类，现实中的制造装备并不存在属性集，属性 集由属性和子属性集组成，属性集分为静态属性集、过程属性集和配置属性集，其含义如下： 1) 静态属性集包含的属性信息自制造装备出厂后不会变化或者变化不频繁，如生产商信息、 装备序列号等信息； 2） 过程属性集包含的信息一般与制造装备使用有关，如制造装备运行状态、能耗、加工进度 等信息； 3）配置属性集包含的信息一般包括设备参数、工艺参数批参数、AGV的路径、加工速度限 制、掉电保持的配置等信息。 d) 方法是用来表示对制造装备或者部件进行操作的抽象和描述，包括输入、输出信息 e) 方法集信息模型元素是多个方法的集合，只有组件和设备才能包含方法集。 f) 组件信息模型元素是对制造装备部件的抽象和描述，组件模型由静态属性集、过程属性集、配 置属性集、方法集和子组件组成。 g) 设备模型是对制造装备进行的抽象和描述，对于一个制造装备的描述，有且只能存在一个设备 模型的实例。 h）引用是对制造装备关系的描述。 信息模型元素之间的关系如图2所示，设备可包括组件、属性集、方法集，组件可包含属性集、子组 件以及方法集，属性集由属性和子属性集组成，属性由属性元素组成。 3