ICS25.040 CCS N 10
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T 41258—2022
离散制造能效数据模型
Data model of energy efficiency for discrete manufacturing
2022-10-01实施
2022-03-09发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T41258—2022
目 次
前言
范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义
1
离散制造能效数据概述 4.1 概述 4.2 离散制造能效模型
4
2 2
5能效数据模型
5.1能效数据模型要素概述 5.2 生产单元/生产线能效数据模型参考文献· GB/T41258—2022
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 厂第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
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专利的责任本文件由中国机械工业联合会提出。 本文件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。 本文件起草单位：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、浙江中控技术股份有限公司、中国科学
院沈阳自动化研究所、吴忠仪表有限责任公司、北京远东仪表有限公司、上海自动化仪表股份有限公司、 北汽银翔汽车有限公司、北京仪综测业科技发展有限公司，
本文件主要起草人：王麟琨、王洲、牛鹏飞、岳磊、徐大千、史宝库、陆卫军、赵勇、马玉山、史晋峰、 石海明。
- GB/T41258—2022
离散制造能效数据模型
1范围
本文件规定了离散制造生产过程中能效相关数据模型本文件适用于离散制造生产过程中能效相关的应用集成，
2规范性引用文件
1
本文件没有规范性引用文件。
3
术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
能效 energyefficiency 输出的能源、产品、服务或绩效与输人的能源之比或其他数量关系，注：转换效率，能源需求/能源实际使用，输出/输入，理论运行的能源量/实际运行的能源量
3.2
制造装备 manufacturing equipment 为完成某一生产制造功能而需要的实体注：制造装备可以是单一的装置如数控机床、工业机器人，也可以是多个装置的集合如数控机床、工业机器人组成
的生产单元和系统。
3.3
生产单元 productionunit 由多个装备组成的一个集合注：是制造装备的一种。
?
3.4
数据模型 datamodel 对给定制造过程中的数据资源按照某种相关性（如归属、类别等）进行定义、描述和关联的组织
框架。
4离散制造能效数据概述
4.1概述
离散制造具有产品品种多样、生产过程工艺多变、生产过程组织和管理复杂等特点。离散制造能效影响因素除了制造设备、生产单元、生产线等的直接能源消耗和物料消耗，对影响生产效率的生产过程中各个环节组织和管理都是能效影响因素。
离散制造能效数据，可分为直接能效相关数据和间接能效相关数据。直接能效相关数据包括制造设备、生产单元、生产线等的能耗、物耗等。间接能效相关数据包括除了直接能效相关数据以外，在生产
1 GB/T41258—2022
组织和管理过程中间接影响能效的与生产效率、质量等相关的测量、控制和状态等数据。 4.2离散制造能效模型 4.2.1能效视角下离散制造装备模型
能效视角下离散制造装备模型见图1。 模型主要包含要素有：输入物料、输入能量、输出产品/中间产品、输出能量/可回收能量、消耗能量、
设备状态等。
模型中包含的生产管理因素作用于设备/过程/系统实体，会直接或间接地影响整个设备/过程/系统的物料和能量消耗。
输入物料输入能量
输出产品/中间产品
设备对象
输出能量/可回收能量
?
图1能效视角下离散制造装备模型
4.2.2能效视角下离散制造生产单元/生产线模型
能效视角下离散制造生产单元/生产线模型如图2所示。 多个设备构成了生产单元，多个生产单元构成了生产线。生产单元内部的各设备之间通过物料、中
间产品、产品、能源等关联起来。
高做生产维
生产单元
1穿+* 喜
学
输出产品1/中间产品1输入物料2
输出产品2/中间产品2 输出能 可回收能量
输入物料1、 输入能量1 设备对象1 输出能量1/可日收能量1输入能量2 设备对象2
图2能效视角下离散制造生产单元/生产线模型
2 GB/T41258—2022
5能效数据模型
5.1能效数据模型要素概述
离散制造能效数据模型要素是从能效视角对工业生产设备、工艺和系统的抽象。能效数据模型的要素包括：设备（Device）、单元（Unit）、属性集（PropSet）、属性（Property）、引用（Reference）、方法（Method)等。设备、单元可以代表设备、生产单元、生产线等。
设备能效数据模型由属性集、属性、引用、方法等元素构成，设备能效数据模型的属性集可包括但不限定：静态属性集（StaticPropSet）、过程属性集（Pro
cessPropSet）、配置属性集（ConfigPropSet）、方法属性集（MethodPropSet）。
静态属性集可包括但不限定：设备名称（DeviceName）、设备类型（DeviceType）、能源消耗类型（En ergyType）、物料消耗类型（MaterialType）、额定功率（RatedPower）等。
过程属性集可包括但不限定：能源消耗属性子集（EnergyPropSet）、物料消耗属性子集（Material- PropSet）、相关生产信息属性子集（RelatedProcPropSet）等。能源消耗属性子集包括：累积输入能量（InEnergyA）、当前输人能量（InEnergyC）、累积输出/回收能量（OutEnergyA）、当前输出/回收能量（OutEnergyC）；物料消耗属性子集包括：累计输人物料（InMaterialA）、当前输入物料（InMaterialC）、累计输出产品（OutProductA）、当前输出产品（OutProductC）；相关生产信息属性子集包括：当前工作状态（OperatingStatusC）、平均加工时间（AOperatingTime）、基本时间（BasicTime）、辅助加工时间（SOpera tingTime）、返工数量（RemadeNum）、废品数量（WasteNum）。
配置属性集应包括与能效相关的设备各类工艺参数设置信息等。 引用集（ReferenceSet）表示实体间的关系。包括引用个数（NumberOfReference）和引用（Refer-
ence），引用的值是实体的标识（ID）
方法集（MethodSet)表示方法的集合，包含离散制造能效指标。方法集可包括但不限定：生产设备单位产能能耗（UnitEnergyR）、设备能量转换效率（ConversionR）、加工时间比率（OperatingTimeR）、设备/单元运行率（OperatingR）、返工率（RemadeR）、废品率（WasteR）。
图3给出了设备能效数据模型示例。
3 GB/T41258—2022
设备（Device)
设备名称(DeviceName) 设备类型(DeviceType) 能源消耗类型（EnergyType）物料消耗类型（MaterialType) 额定功率(RatedPower)
静态属性集 (StaticPropSet)
累积输入能量（InEnergyA）当前输入能量（InEnergyC）累积输出/回收能量（OutEnergyA）当前输出/回收能量（OutEnergyC）累计输入物料(InMaterialA) 当前输入物料(InMaterialC) 累计输出产品（OutProductA）当前输出产品（OutProductC）当前工作状态（OperatingStatusC）平均加工时间（AOperatingTime）基本时间（BasicTime）辅助加工时间（SOperatingTime）返工数量（RemadeNum）废品数量（WasteNum）
能源消耗属性子集 (EnergyPropSet)
过程属性集 (ProcessPropSet)
物料消耗属性子集 (MaterialPropSet)
相关生产信息属性子集 (RelatedProcPropSet)
配置属性集 (ConfigPropSet)
生产设备单位产能能耗（UnitEnergyR）设备能量转换效率（ConversionR）加工时间比率（OperatingTimeR）设备/单元运行率（OperatingR）返工率（RemadeR）废品率（WasteR）
方法集(MethodSet)
图3 设备能效数据模型示例
5.2 生产单元/生产线能效数据模型
设备能效数据模型的属性集可包括但不限定：静态属性集（StaticPropSet）、过程属性集（Pro- cessPropSet)、设备集（DeviceSet）、方法集（MethodSet）。
静态属性集可包括但不限定：单元名称（UnitName）、单元类型（UnitType）、单元描述（UnitDe
4 GB/T41258—2022
scription)等。
过程属性集可包括但不限定：能源消耗属性子集（EnergyPropSet）、物料消耗属性子集（Material-
PropSet）、相关生产信息属性子集（RelatedProcPropSet）等。能源消耗属性子集包括：累积输人能量（InEnergyA）、累积输出/回收能量（OutEnergyA）；物料消耗属性子集包括：累计输人物料（InMaterialA）、累计输出产品（OutProductA）；相关生产信息属性子集包括：当前工作状态（Operating- StatusC）、工序工作时间（AOperatingTime）、返工数量（RemadeNum）、废品数量（WasteNum）。
设备集（DeviceSet)包含包含构成该生产单元的多个设备组成，生产单元所包含的各类设备。 方法集（MethodSet)表示方法的集合，包含离散制造能效指标。方法集可包括但不限定：工序工作
时间比率（OperatingTimeR）、返工率（RemadeR）、废品率（WasteR）。
图4给出了单元能效数据模型示例。
单元/生产线(Unit)
单元名称（UnitName）单元类型（UnitType) 单元描述（UnitDescription）
静态属性集 (StaticPropSet)
累积输入能量（InEnergyA）累积输出/回收能量（OutEnergyA)）
能源消耗属性子集 (EnergyPropSet)
累计输入物料(InMaterialA) 累计输出产品（OutProductA）
物料消耗属性子集 (MaterialPropSet)
过程属性集 (ProcessPropSet)
当前工作状态（OperatingStatusC）工序工作时间（AOperatingTime）返工数量（RemadeNum）废品数量（WasteNum）
相关生产信息属性子集 (RelatedProcPropSet)
设备集(DeviceSet)
工序工作时间比率（OperatingTimeR) 返工率（RemadeR）废品率（WasteR）
方法集(MethodSet)
图4 单元能效数据模型示例
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