ICS 25. 040. 01 N 10
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T 19902.5-—2011/ISO 16100-5:2009
工业自动化系统与集成 制造软件互操作性能力建规　第5部分：基于多能力类结
构进行专规匹配的方法学
Industrial autonation systems and integration--Manufacturing software
capability profiling for interoperability-Part 5 : Methodology for profile matching using multiple capability classes structures
(ISO 16100-5:2009,IDT)
2012-05-01实施
2011-12-30 发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T 19902.5—2011/IS0 16100-5:2009
目 次
前言引言 1 范围 2规范性引用文件 3 术语和定义 4
?
缩略语 5 在 MSU 和制造应用中涉及到的多个 CCS 5.1 专规匹配的概念 5.2 MSU 的重用 5.3 MSU 的注册 5. 4使用可重用的 MSU 来满足新的制造应用的需求 5.5制造领域数据 5.6 把能力类映射到 MDD 6能力建规的方法和规则 6. 1 MSU能力建规模板 6.2 CCS模板 6.3 能力专规模板· 6.4MDM模板 6.5MDD 模板 7基于多能力类结构的专规匹配· 7.1能力专规匹配过程 7.2匹配报告· 8致性附录 A （资料性附录） 生成 MDM 和 MDD 的过程附录 B (资料性附录) 基于多能力类进行专规匹配的样例参考文献
2
8 8
8
10 20 23 24 24 27 27 33 34 48 GB/T 19902.5—2011/ISO 16100-5 :2009
前言
GB/T19902《工业自动化系统与集成制造软件互操作性能力建规》已经或计划发布以下部分：
第1部分：框架；一第2部分：建规方法论；一第3部分：接口服务、协议与能力模板；第 4部分：一致性测试方法、判及报告; 一第5部分：基于多能力类结构进行专规匹配的方法学；一第6部分：基于多能力类结构进行专规匹配的接口服务和协议。 本部分为GB/T19902的第5部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本部分使用翻译法等同采用ISO16100-5：2009《工业自动化系统与集成制造软件互操作性能力
建规第5部分：基于多能力类结构进行专规匹配的方法学》英文版）
与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下： GB/T19902.2一2005工业自动化系统与集成制造软件互操作性能力建规第2部分：建规方
法论(ISO 16100-2:2003,IDT)
GB/T19902.3-—2006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（ISO16100-3：2005，IDT)
GB/T19902.4一2010工业自动化系统与集成制造软件互操作性能力建规第4部分：一致性测试方法、判则及报告（ISO16100-4:2006,IDT)
本部分的技术内容和组成结构与IS016100-5:2009《工业自动化系统与集成制造软件互操作性能力建规第5部分：基于多能力类结构进行专规匹配的方法学》英文版)相一致，只在需要的地方，做了个别编辑性修改：
a）大写的英文缩写保留英文原名，去掉 ISO前言。 b）将*本国际标准”和 ISO 16100 改为“GB/T 19902”。将 ISO 16100-5改为 GB/T 19902的第
5部分或GB/T19902.5。 c) 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，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的字句。 本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国自动化系统与集成标准化技术委员会(SAC/TC159)归口。 本部分负责起草单位：北京机械工业自动化研究所、东南大学。 本部分主要起草人：王茜、黎晓东、杨书评、高雪芹、远铮。
匪 GB/T 19902.5—2011/IS0 16100-5 :2009
引言
本国家标准编写的动机源于 ISO/TC 184/SC 5 的战略计划讨论中描述的工业和经济环境,特别是：
a) 日益增长的供应商特有的解决方案； b）应用标准时用户遍到的困难; c）需要向系统集成工具模块集迁移； d）认识到应用软件及使用该软件的专业知识乃是企业的资产。 GB/T 19902 是用于对软件能力进行规范化描述的国家标准,这种描述是计算机可解释的并且是
人可读的。它的目标是提供一个用于描述制造软件能力的方法，这些能力与其在整个制造业应用生命周期中的任务相关，不依赖于特定的系统体系结构或实现平台。这可以降低制造应用程序用户和供应商/提供商的生产和信息管理成本。
GB/T 19902 中本部分的某些图表是根据 UML的约定构造的。因为并不是图表中包含的所有概念在文中都有解释,故假定读者对 UML有一定的了解。
附录 A描述了产生制造领域模型(MDM)和制造领域数据(MDD)的过程。 附录B给出了多能力类专规匹配的例子。
IV GB/T 19902.5--2011/IS0 16100-5 :2009
工业自动化系统与集成制造软件互操作性能力建规第5部分：基于多能力类结
构进行专规匹配的方法学
1 范围
GB/T 19902 的本部分描述了源自多个能力类结构的已有 MSU能力专规和所需的能力专规匹配的方法和规则。这些方法和规则可以用来评估制造应用中的 MSUs 的互操作性以及某些情况下的互换性。
以下内容不属于GB/T19902本部分的范围：
创建、注册和访问参考制造领域模型制造领域数据以及能力类结构的各种模板的服务； GB/T19902.3中定义和指定的类型1服务的--致性测试表；
一在数据库或等同的对象库中管理这些模板所需要的其他服务。
2规范性引用文件
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/T19902.2一2005工业自动化系统与集成制造软件互操作性能力建规第2部分：建规方法论(ISO 16100-2:2003,IDT)
GB/T19902.3一2006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（ISO16100-3：2005，IDT）
GB/T19902.4-2010工业自动化系统与集成制造软件互操作性能力建规第4部分：一致性测试方法、判则及报告(ISO16100-4:2006,IDT)
ISO 16100-1工业自动化系统与集成制造软件互操作性能力建规第1部分：框架（Industrial automation systems and integration--Manufacturing software capability profiling for interoperability-Part 1 : Framework)
3术语和定义
ISO16100-1、GB/T19902.2、GB/T 19902.3和 GB/T19902.4中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3. 1
能力类 capability class 能力专规方法中的元素，描述了制造活动中与软件单元的任务相关的功能和行为。在能力继承结
构中表示并且在能力聚集结构中部署。
注 1：在用于不同的制造活动中时 MSU 的角色会改变然而 MSU 对应的能力类在继承结构中的位置是唯一的，
但是可以认为在聚合结构中处于不同的位置。 注2：在本部分中，能力类模板等同于能力模板（见GB/T19902.2-2005中6.3能力模板的要求）。 [根据GB/T19902.2--2005中3.3改编]
1 GB/T 19902.5—2011/IS0 16100-5 :2009
3. 2
能力类结构模板 capability class structure template 表示能力类层次结构的 XML模式。
3.3
制造领域数据 manufacturing domain data UML类表示的信息，这些信息包括：特定制造领域中的制造资源、制造活动或制造资源间交换的
内容。 3. 4
制造领域数据模板 manufacturing domain data template 表示制造领域数据的XML模式。
3.5
制造领域模型 manufacturing domain model 制造领域的一种特殊视图，由制造领域数据及它们之间的关系组成,并与该领域的应用相对应。
3.6
制造领域模型模板 manufacturing domain model template 表示制造领域模型的XML模式。
4缩略语
下列缩略语适用于本文件。 CCS:能力类结构(Capability Class Structure) CSI:实现的一致性声明(Conformance Statement for the Implementation) MDD:制造领域数据(Manufacturing Domain Data) MDM:制造领域模型(Manufacturing Domain Model) MSU:制造软件单无(Manufacturing Software Unit) UML:统-一建模语言(Unified Modeling Language) XML：可扩展标记语言(eXtensible Markup Language)
5在 MSU和制造应用中涉及到的多个 CCS
5.1专规匹配的概念
图1 说明了基于多能力类结构来进行专规匹配的概念。 注 1：提供的 MSU的能力类结构(图左)被认为是基于存在的通用的能力类继承树的。 注 2: 实际的专规匹配过程使用和 XML 模式匹配相同的算法。
5.2 MSU 的重用
为了提高制造应用开发的效率,已部署到类似的制造应用中的 MSU 应当能够被重用。 MSU 的用户只需考虑把如下的MSU做为候选：即那些其能力专规(见图1的左边）能满足用户定义的能力专规（见图 1 的右边)匹配准则的MSU。本部分说明了当被匹配的能力类结构不同时的专规匹配的过程，因而带来更多的可供重用的 MSU。
2 GB/T 19902.5—2011/IS0 16100-5 :2009
制造应用开发人员 (MSU使用者) 谢造应用 #N 的需求
分析
活动树 #N
动
激据库
MSU供应者
注册或者捷末能力类结构
MDM#a
7 建模 7 (根据ISO 16100)
能力类结构#X
MDD #aa
能力类结构#N
能力类#A) 能力类#B 能力类#D
引通或者[ 注丽
能力类结构样1
(能力类#E) (能力类拆
引用
(能力类#B真 (能力类#B2)
能力类能力类结构#2
(能力类#E1) 能力类#E2) 能力类#E3) 注册
JL
1#
能力机板#A
能力模板#A
引
能力模板B 能力模板#D L
：
或者 [注册
能力模板#E3
能力模板柜
能力模板 #B 能力模板
模板专规
模板专规
几i 建规
能力专规抑D
辆入 能力专规 输入 能力模板#E3
广注册
能力专规B
匹配器
能力专规并A 能力专规B 能力专规D
输出可用的MSUs
能力专规#G
能力专规排B1 能力专规#B2
L 集成MSUs 制造应用# N
图 1基于多能力类结构进行专规匹配的概念
5. 3MSU 的注册
MSU 提供方注册 MSU 以使得它们能够被众多的潜在用户获得。MSU 提供方应该遵循以下步骤来准备和注珊 MSU:
a） 分析 MSU 适用的活动。MSU 可以适用于一个或多个活动。
3 GB/T 19902.5--2011/IS0 16100-5 :2009
b) 确定与每个活动对应的能力类并且搜索相关联的能力类所属的 CCS。如果一个 MSU 能适
用于两个或多个活动,那么那些活动可以属于相同的 CCS或者不同的 CCS。 c) 为每一个已确定的能力类选择能力模板。 d) 如果没有合适的 CCS,就构建合适的 CCS并且使用适当的数据库管理方法来注册它。然后，
产生相应的模板并类似地注册它。 e）通过填写步骤c)中选中的模板或者步骤d)中新建的模板来创建MSU能力专规，并使用适当
的数据库管理方法来注册模板。
5. 4使用可重用的 MSU 来满足新的制造应用的需求
当开发一个新的制造应用时,MSU的用户应当遵循以下步骤： a）分析制造应用的功能上的能力需求并且创建棵活动树。 b) 使用现有的或新的能力类来创建一个CCS，以匹配步骤a)中创建的活动树，或者使用
GB/T 19902.2 中的方法学来选择一个已有的 CCS。 c）对创建的或选择的 CSS 中的每一个能力类,填写相应的能力类模板以创建所需的能力专规。 d) 使用在GB/T19902中描述的2型能力专规匹配器，比较可用的MSU的能力专规和所需的能
力专规，以寻找匹配所需的能力专规的那些现有的MSU。 e）选择能满足新的制造应用需求的现有的 MSU。 f) 如果没有找到满足需求的 MSU,就开发这些缺少的MSU。 g） 结合步骤 e)中重用的 MSU 和任何步骤 f)中开发的 MSU 来满足新的制造应用的需求。 图2说明了应用图1中的概念来开发一个新的制造应用。
5.5制造领域数据
图3说明了 MDD,MDM,CCS,能力类以及它们与其他制造领域元素的关联。 MDD代表不同类型的制造信息，包括那些一个应用内或应用间的资源间所交换的信息。 图 4 给出了一个有多个 MDD 的 MDM 的结构示例,在附录 A 中叙述了 MDM 创建者创建 MDM
和 MDD 需遵循的流程
在特定的制造领域内,MDM 创建者可以把一个制造应用描绘成一组 MDD。 MDD 提供关于制造应用诸多方面的信息，例如：
a）制造资源（例如，MSU,设备，自动化装置，人员，材料，在制品清单）； b) 制造过程(例如，操作，活动）； c）交换的制造信息（例如，产品数据，配方，制造数据，质量数据）； d）资源、过程以及交换的信息之间的关系（例如，数据流，网络配暨，工作流）。 图 5 中每一个特定制造领域内的 MDD 都由属性和一组与域中其他的 MDD 关联的关联类组成。
关联类中的关联约束和关联类型属性描述了特定 MDM 中 MDD 之间可能的关联。 MDM 创建者应当描述性地为制造功能或制造活动间交换的 MDD命名，以使得每一个 MDD在目标制造领域内是唯一的。
图 5 说明了 MDM 与特定的制造领域内至少 2 个 MDD 之间的关系。这些 MDD 能够典型地组成树形结构，而且它们之间有关联,关联受到图 5 中关联类的约束。还有这种可能性,那就是把特殊的类定义指定为外部的类,这些外部类来自于某些相关的标准、可应用于一个特殊制造领域。
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