【国家标准(GB)】 工业自动化系统与集成 制造软件互操作性能力建规 第3部分:接口服务、协议及能力模板

ICS25.040
中华人民共和国国家标准
GB/T19902.3-2006/ISO16100-3.200571807
工业自动化系统与集成
制造软件互操
见第3部分：接口服务、Www.bzxZ.net
作性能力建规
协议及能力模板
Industrial automation systems and integration--Manufacturing software capabilityprofiling for interoperability--Part3:Interface services.protocols and capabilitytemplates
(ISO16100-3:2005.IDT)
2006-12-13发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局码防份
中国国家标准化管理委员会
2007-07-01实施
GB/T19902.3—2006/ISO16100-3:2005前言
1范围
2规范性引用文件
3术语和定义
3.1本部分的定义
来自GB/T19902.1—2005的可应用定义3.3来自GB/T19902.2—2005的可应用定义4
缩略语…
制造软件信息模型与专规
5.1制造活动与信息交换模型
5.2制造软件单元
5.3匹配能力专规
接口服务定义
能力专规接口、服务与协议
能力专规服务的使用
协议规范
总体结构
7.2公共部分
7.3特殊部分
7.4模板的使用·
一致性··
附录A（资料性附录）
附录B（资料性附录）
附录C（资料性附录）
能力专规模板，
能力参考模型
软件单元信息模型示例
GB/T19902.3—2006/ISO16100-3:200571807
GB/T19902《工业自动化系统与集成制造软件互操作性能力建规》分为如下几部分：第1部分，框架：
第2部分：建规方法论：
第3部分：接口服务、协议及能力模板：第4部分：一致性测试方法标准及报告本部分为GB/T19902的第3部分
本部分等同采用ISO16100-3：2005工业自动化系统与集成制造软件互操作性能力建规第3部分：接口服务，协议及能力模板》（英文版）。本部分的技术内容和组成结构与ISO16100-3：2005一致，在编写格式上符合我国国家标准GB/T1.1一2000标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》根据我国国家标准的制定要求和为方便使用，做了如下编辑性的改动：a）大写的英文缩略语保留英文原名，去掉ISO前言。将“本国际标准\和ISO16100改为GB/T19902”。将ISO16100-3改为GB/T19902的本部b)
分或本部分
将规范性引用文件中已转化为国家标准的国际标准编号改为国家标准编号，并将相应的国家c
标准采用的国际标准版本号放在国家标准编号后的括孤内，便于使用和查阅。未转化的国际标准保留
d）删去了原文中不符合我国标准编写要求的字句。本部分的附录A、附录B、附录C为资料性附录。本部分为首次制定。
本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国工业自动化系统与集成标准化技术委员会归口。本部分由北京机械工业自动化所负责起草。主要起草人：黎晓东、王茜、杨书评、王成。GB/T19902.3—2006/ISO16100-3:2005oa1馆
编制GB/T19902的动机来自于工业和经济环境，特别是a）透步增加的卖方解决方案基础：在应用独立开发的标准过程时，用户面临的困难愈来愈多：b
）向模块化和系统集成工具可互操作集发展的需求：d）认识到应用软件及熟练使用这些软件是企业的资产GB/T19902是一个计算机可解释并且人可读取的关于能力专规表示方法的国家标准。其目标是提供一个制造应用软件能力表示的方法，它存在于制造应用的全生命周期，与具体系统体系结构和执行平台无关。
本部分的某些图是根据UML构造的，假设读者对UML有一定的认识，不是对所有图中概念在文本里都给出了解释。
在本部分中，类（对象）和服务的引用采用特定命名规则，如下例所示：ServiceAccessPoint
registerProfile
服务访点对象
专规注册的服务原语
1范围
GB/T19902.3—2006/ISO16100-3:2005工业自动化系统与集成制造软件互操作性能力建规第3部分：接口服务、协议及能力模板
GB/T19902的本部分规定了接口服务和协议的需求，这些服务及协议用于访问和编辑能力专规与相关模板，这些模板用于GB/T19902.2一2005第5章所定义的能力建规的方法中。访问能力专规及执行这些专规的匹配过程的具体服务在本部分中做了定义。本部分只适用于制造领域软件单元的互操作性，而制造领域软件单元的可互交换性不在本部分的讨论范围内。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB/T19902的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。
GB/T19902.1一2005工业自动化系统与集成制造软件可互操作性能力建规第1部分：框架(ISO16100-1:2002,IDT)
GB/T19902.2一2005工业自动化系统与集成制造软件可互操作性能力建规第2部分：建规方法论（ISO16100-2：2003.IDT）IEEE1320-1：1998功能建模语言标准IDEF0的语法和语义OMGd/2003-04-01统一建模语言：超结构（v2.0）REC-xml-1998可扩展标记语言（XML）1.0W3C推荐REC-soap12-2002 SOAP(版本1.2）第1部分：消息框架REC-xmlschema-12001XMLSchema第1部分：结构3术语和定义
GB/T19902的本部分使用如下术语和定义。3.1本部分的定义
能力专规接口capabilityprofileinterface功能性服务访问点，在本部分的5.4中描述能够提供一组用于处理能力专规的服务。注：在GB/T19902.22005中提到的一些实现里，CPI能够由个数据库服务器实现3.1.2
能力专规服务提供者capabilityprofileserviceprovider实现能力专规接口的软件。
族luster
制造资源单元集合。
GB/T19902.32006/ISO16100-3:20053.1.4
组件component
制造软件单元的一部分，包括制造软件组件3.1.5
消费者
consumer
（专规）专规或者匹配等级结果的用户3.1.6
匹配器
matcher
对提供的能力专规与请求的能力专规进行比较的机制。3.1.7
匹配等级
matchinglevel
个MSU力专规满足一个制造活动的软件功能性需求的程度。（专规）定性评价
MSU可互操作性
一个MSU在与
MSU可互交换性
Msmteroperability
MSU交换一组应用信息的过程中，支持个接规范的特殊用途的能力。
MSU interchangeability
为了在一个特殊的制造活动中执行一3.1.10
产生者
（专规）专规
需求功能，
参考能力类维构
reference capability class structu用于能力建规地型
类层次表乐模式
参考字典
refe cnce dictionary
在参考能力类结科中的能力类列表3.1.13
schema
XML元数据定义。
template
制造软件能力专规的模式。
类型1匹配器
type Imatcher
能够处理来自相同能力类结构的建规的匹配器3.1.16
typeImatcher
类型2匹配器
能够处理来自相同或不同能力类结构的专规的匹配器。3.2来自GB/T19902.1—2005的可应用定义MSU能够取代另
个MSU的能力。
考虑本文档的需求，采用GB/T19902.1-2005中的下列术语和定义。对GB/T19902.1—20052
GB/T19902.32006/ISO16100-3:2005具体章条的引用标注在定义后面的方括号”中。遵从ISO/IEC导则的第2部分的C.1.4，在这里重复的一些定义在必要时加上了注释。3.2.1
能力capability
（软件）一组功能和服务以及评价能力提供者性能的标准。[3.3]
能力建规
capabilityprofiling
在软件互操作框架中从特殊接口定义所提供的服务中选择一组服务[3.4]
制造软件manufactuing software一类自动化系统中的软资源类型，通过使得控制和信息在制造过程的自动化系统组件之间、组件与其他企业资源之间以及链或需求链的企业间流动，从而为制造应用如CAD/PDM等）提供价值。
制造软件能力
manufactuing software capability在一组给定的制造条件下，遵循一组性能评价标准的制造软件功能与服务集。S
制造软件能力车
manufactuing software capabilityprofie满足一个制用需求的制造软件能为的简明表示。[3.15]
Cnnufacturing software component制造软件组件
为了支撑特殊自造任务的执行面使用的一类制造软件资源。[3.11]
manulacturing software unit
制造软件单元
个或多个制造软件组件构成，在一个制进活动中执行一定的功能，扮演一指类软件资源，它围
定的角色，同时支持与其他软牛元同的公共信息交换机制[3.12]
3.3来自GB/T19902.2—2005的可应用定义考虑本文档的需求，采用GB/T19902.22008中的下列术语和定义对GB/T19902.2—2005具体章条的引用标注在定义后面的方括号“”中。3.3.1
能力类capabilityelass
能力建规方法中的元素，它根据软件单元在制造活动中的角色来表示该软件单元的功能与行为。3.3
能力专规集成capabilityprofileintegration两个或多个软件单元使用对等接口互操作的过程，对等接口按照它们能力专规中表明的兼容方式GB/T19902.3-2006/ISO16100-3.2005配置。
接口interface
个对象行为的抽象，包含该对象的相互作用子集和这组相互作用发生时的约束条件。13.8
专规profile
由一个或多个基本技术规范、子描述或其两者的组合构成的集合在可用情况下，这个集合还包括所选类的识别，子集确定，选项和实现一个特殊功能、活动或关系所必须的基本技术规范、子描述的参数。
4缩略语
能力专规接口
文档类型定义
匹配等级
制造软件单元
统一建模语言
可扩展标记语言
5制造软件信息模型与专规
5.1制造活动与信息交换模型
制造应用应当建模为一组制造过程，这组制造过程由一组制造资源通过一系列伴随着物料与能量的传递的信息交换使能控制和自动化，如GB/T19902.1-2005中图4所示，一个制造过程可以用一组被调度的制造活动表示，每个制造活动与一组制造功能相联系（见GB/T19902.12005的5.3与附录C)。为了满足制造应用的需求，应当通过对一组MSU的排序和调度，实现全部制造活动的需求功能集，而这些制造活动与组成一个制造应用的制造过程集相关。根据GB/T19902.1一2005第6章中制造软件互操作性框架，每个制造活动应与一组MSU相关联。如基于IEC62264的GB/T19902.1一2005附录A所示，一个复杂制造活动可建模为一组更简单的制造活动组合，一个简单制造活动应对应于个单一功能并由单个MSU使能。每个制造功能可以由一组制造软件单元（MSUs）完成，一组制造功能可能由一个MSU来完成（见GB/T19902.12005的6.2)。
例：一个简单制造应用（如：取放操作）可建模为9个制造过程（如：装缴物件、移动物件、卸载物件）的组合，每个制造过程可以与由特定功能序列组成的单个活动相关联，这些特定功能由以下集合构成一一定位物件，识别物件，识别位置、到达物件、获取物件、定位位置、到达位置、在位置处释放物件、通知过程协调者，一科情况，带两个能力模板的两个MSU类（装载/卸载、移动）被实例化为3个MSU实例（每个活动一个）：另一种情况，可以有4个更底层的活动或MSU类（定位、识别/通知、获取/释放，到达目的）和9个MSU实例如图1所示，一个MSU为其能力（包括能力专规）提供若干个接口，可从能力建规接口（CPD访间能力专规，其他接口的信息都包含在能力专规中·因此可通过CPI访间这些信息。能为专规
这是一个XMI
能力专规
服务提供者
GB/T19902.3-2006/IS016100-3:2005OCPI
提供一个方法（5.4第1类服务）来获取一个能力专规
图1带有能力和相应能力接口特别是能力专规接口的MSU5.2制造软件单元
个制造软件单元（MSU）应当建模为一类满足一组互操作标准的制造资源。这些标准应通过MSU及其支持的信息交换必须完成的特定制造功能集需要的序列与时间来确定。如GB/T19902.1一2005图4所示，一个MSU应与一个制造活动及其相应的能力相关联。一个软件组件不应当与一个能力专规关联与一个制造活动的一个能力类相关联的一个制造功能应建模为通过一个或多个MSU使能例：图2中与制造活动N关联的一个制造功能由MSU3使能，另一方面，与制造活动M美联的一个制造功能由MSUI和MSU2使能
由一组MSU支持的制造能力类应当由制造活动的功能以及相关信息交换来确定，这些信息交换发生于部署使能该制造过程的其他制造资源间。一类特殊的MSU可用于不同活动，每个MSU应当提供一组接口，MSU之间的互操作标准仅应当根据可互操作活动的需求来确定。制造过程间的互操作标准将不在本部分中考虑，与制造过程相关的那组MSU互操作标准也不在本部分中考虑。在每一个层面，制造软件需求可建模为一组能力类，这组能力类按照与图B.1相似的结构组织。注1：在GB/T19902.1一2005图4中，一个制造过程由一组制造活动组成，一个制造过程可以拥有制造活动的一个嵌套或层次结构，MSU间互操作只应用于后一集合（即活动）当两个或更多MSU提供一个制造活动所需的制造软件功能时，这些MSU应该满足一组互操作标准。特定活动内的一组MSU互操作所需的接口应当在该活动的软件能力专规中指定。注2：图2中供应商A的MSUI提供的接口A与供应商B的MSU2提供的接口B互操作，互操作标准用互操作1来表示，该互操作1基于活动M的需求，接口A的能力专规应当与接口B的能力专规匹配从而支持互操作1、对不同制造活动专靓可以不同注3：图2中，当两个活动（如M和N）需要互操作，可以使用另一组互操作标准，以互操作J表示的互操作标准是基于活动M和N的公共需求的，可以使能这两个活动的MSU集合拥有可以支持互操作」的能力专规。多个MSU行为的组合应等同于活动的制造软件需求由单个MSU提供的情况。组合行为一个等同于单个MSU的行为取决于对接口描述的协调使用，就如同使用组MSU。相反，一个MSU也可由一组MSU组成、反映单个活动分解成的多个活动。当一个MSU被建模为一组制造软件组件时，它不应当包含另一个MSU.这些MSU组件应被认为是仅属于这个MSU一个MSU内组件间的信息交换与相关接口不在本部分讨论范围内注4：图2中，在为制造活动M提供制造动能时.供应商C提供的MSU2可能替代由供应商B提供的MSU2.尽管MSUI提供的接口A与MSU2提供的接口C互操作，这两个MSU2之间的完全可互换性并不能实现。接口B的能力专规匹配接口C的能力专规来支持可互操作性，但并不支持可交换性5
GB/T19902.3-2006/IS016100-3.2005组件互操作
（不在讨论范围）
组件×
组件2
?接口
5.3匹配能力专规
5.3.1概述
一个MSU的能
个MSU的所有佳
供应商
制造活动M
详操作！
供应谢
供应商
互操作
（在过论范围）内
制造活动N
可替换性
不在讨论范围）
图2制造活动中的MSUs
供应商
下19902.22005的6.3）衔生而来，板的结构可由制造能力类的结构（见GB/TGB/T19902.2-2005的3中的规则进行规或制造活动的能力需求应根据单元名，其他项应当根据所需匹配等级进行匹配。能力专规将能力
模板进行实例化，例如至少包含软件填充(见GB/T19
2005的640
制造能力类自11在GB/T19902.2
2005的6.3.3和
中定义。
1电定义·而概念性结检在CB/T19902.2电器
吉活动和制造就源的关系见GB/T19902注1：制造应用
GB/T199
注2：参考能力类
2005的6.2
示为一个参考模式，
2005图4能力头和制告活动的关系见见附录A\参考类结构”
匹配应当体现制造活动以下方面的需求个MSU能
处理所需制造功能相关联的输人输出信息ax
注3：模板中“能力专
GB/T19902.2
味部分，这部分的元素可以
卡照与活动相美联的制造功的输输出元素进行分类（见6.3）MSU专规与所需能方间的匹配意床着这些元素应当包含在MSU专规中！两个活动可互操
注生：与其他制造活动相应
其各自的制造活动。
的MSU应当具有一致的接口，这些接口用MSU的能力专规表示。U
美口设置相匹配的MSU接口服务和协收设置便这些MSU可以互操作·包括图3所示是一个MSU能力专规与一个制造活动需求能力专规的匹配模型。所有匹配器使用了特殊应用领域的附加语义信息，该语义前息可以包括一组识别信息，该识别信息根据一组可以存储在软件单元能力专规数据库中的分类法产生5.3.2类型1匹配器
类型1匹配器与类型2匹配器（见5.3.3）不同，因为类型1匹配器只能匹配由源于相同能力类的能力模板产生的能力专规。
5.3.3类型2匹配器
类型2匹配器可以匹配源于相同或不同能力类的能力模板产生的能力专规。在不同能力类的情况下，这些能力类可以来自相同制造应用或者来自不同制造应用6
制造过程/活动
需求制造功能
需求能力专规
作为输入6
制造应用
能力类
能力模板
匹配器
语义信息
GB/T19902.3-2006/IS016100-3:2005制造资源
作为输入
匹配能力专规
自造功能的分类是
基于不同的活动域和各种功能边类是因为不同企业对制
之所以存在不同的能力
界，如GB/T19902
力类。
附录A中A.1所示
在这种情况下。
相同的制造功能分属于不同的能类型2匹配器使用包含标识信息的语义信息，该识别信息是关于用不同能力类实现匹配过程的相S
同制造功能
对于类型21GO%
，要匹配来源于不司能力类模板的能力专规，能力类模板产生丁相同制造活动的要通过完成源手特定能力类的能力模板来播述某项制造功能以产生需求能力专不同能力类，一
在成源于一个
个不同的能再类的能力模板来插述相同的制造功能。然后类型2匹
规。一个供应者
配器将生成的需习能力专规与生成的MSU能力专规进看匹配（见图4)。S
用户选事
能力类
能力模板产1
需求能力专规
制造应用
美型2匹配器
提供商选择
能力美
能力模板2
MSU能力专规
图4相同制造应用的不同能力类
在其他情况下，类型2匹配器处理由源于不同制造活动的两个不同能力类及相应模板产生的不同的专规，
5.4接口服务定义
下列服务用来支持对软件互操作能力专规概念（在GB/T19902.2中描述的）的使用（换句话说，当进行下列操作时要用到软件互操作能力专规）：GB/T19902.32006/IS016100-3.2005对一个新的MSU进行能力建规：
对提出的MSU能力专规与需求能力进行匹配根据专规的构造规则检查一个能力专规；e
辑能力专规与模板：
创建新模板
图1中的能力专规服务提供者通过CPI提供了以下几类服务，包括了从a～e）的服务：第1类服务集：允许对一个MSUI或一个制造活动所需的能力专规进行访问，并充许这两个专规进行匹配
第2类服务集允许创建和修改能力专规并可用于创建新MSU的能力专规（见GB/T19902.22005图1和图2。
第3类服务集：充许创建和修改能力专规模板并用于创建模板（见图3）。般情况下，所有这此服务可使用于相同或不同的MSU接口。在本部分中只描述了第1类服务协议的定义见6.2）6能力专规接口，服务与协议
6.1能力专规服务的使用
6.1.1能力专规访问
第1类服务集用来访间与匹配能力专规。个能力专规可以从一个MSU或从与MSU不同的资源中获得。6.1.2、两个能力专规的匹配
MSU选择过程起始于一个给定活动的需求专规。期望的MSU集合应当拥有一组相应的能力专规，该专规与给定活动的需求能力相匹配，给定活动的需求能力包含一组必需的和可选的功能，期望的MSU集合应当至少为这个给定的活动提供必需功能的完整的集合。在选择过程中的每一步，一个MSU能力专规的必需可选功能都应当与活动的相应需求专规四配，匹配等级用来表示筛选步骤的结果，如图MSU
能力专规提供的能力
TDIEFIG
与一个特殊能力
类结均相关的
活动的必需能力
MSU能力仅仪对一个活动的必需能力进行匹配产生一个匹配等级
全部需求功能/一个活动的行为
图5获得相对于一个活动的MSU匹配等级H
个MSU对一个特定活动的筛选行为与活动的需求行为之间的比较应当作为匹配等级（ML）的一种度量。
如图6所示，匹配等级值如下：
a）完全匹配：活动能力专规中的所有必需和可选的功能都与MSU专规匹配：所有必需匹配：活动能力专规中的所有必需的功能都与MSU专规匹配：b
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