ICS 25.040.40 J 07
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T32854.3—2020
自动化系统与集成
制造系统先进控制与优化软件集成
第3部分：活动模型和工作流
Automation systems and integration-Integration of advanced process
control and optimization software for manufacturing systems-
Part 3 : Activity models and workflows
2021-07-01实施
2020-12-14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/T32854.3—2020
目 次
前言引言 1 范围
III V
规范性引用文件 3 术语和定义
2
缩略语先进控制与优化系统生命周期的工作流先进控制与优化系统活动模型 6.1系统开发阶段的活动模型 6.2 系统执行阶段的活动模型 6.3系统支持阶段的活动模型 7分布式的先进控制与优化系统组件之间的交互关系附录A（资料性附录） 先进控制与优化系统实施工作流参考文献
N
5
6
13 GB/T32854.3—2020
前言
GB/T32854《自动化系统与集成制造系统先进控制与优化软件集成》分为4个部分：
第1部分：总述、概念及术语；一第2部分：架构和功能；一第3部分：活动模型和工作流；一第4部分：信息交互和使用本部分为GB/T32854的第3部分本部分按照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。 本部分起草单位：浙江大学、北京机械工业自动化研究所有限公司、浙江中智达科技有限公司、浙江
大学宁波理工学院、深圳职业技术学院、中海石油宁波大榭石化有限公司
本部分主要起草人：苏宏业、黎晓东、李啸晨、邵寒山、张艳辉、谢磊、卢山、王海丹、孙洁香、侯卫锋、 王一钦、马龙华、王建新、夏强斌、贺胜如、王彦。
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II GB/T 32854.3—2020
引言
先进控制与优化是制造系统的关键环节，是生产计划和调度指令的实际执行者，衔接制造运行管理
和底层基础控制。与常规控制相比，先进控制与优化系统集前馈、反馈与优化原理于一体，能在苛刻的装置多重药束下，使生产在最优约束的边界上可靠运行。通过实施先进控制与优化，可以改善过程动态控制的性能、减少过程变量的波动幅度，使之能更接近其优化目标值，从而实现生产装置的卡边控制，以便增强装置运行的稳定性和安全性，保证产品质量的均匀性，提高目标产品收率和增加装置处理量，以及降低运行成本和减少环境污染等。先进控制与优化软件需要供应商、开发商或咨询服务商根据实际工程进行设计、实施、调试和培训，需要统一的标准规范进行指导
本部分给出了先进控制与优化软件集成的通用架构、关键功能，以及其交互方式，在本部分指导下设计、开发和实施的软件，具有通用性、开放性和可扩展性。
V GB/T32854.3—2020
自动化系统与集成
制造系统先进控制与优化软件集成
第3部分：活动模型和工作流
1范围
GB/T32854的本部分规定了制造系统先进控制与优化软件系统集成的生命周期阶段，确定了先进控制与优化系统生命周期的工作流、系统活动模型、分布式的先进控制与优化系统组件之间的交互关系。
本部分适用于先进控制与优化软件的开发组织（软件开发商）、先进控制与优化软件的应用组织（工
程解决方案供应商、过程生产部门、企业信息部门）、独立的软件测试机构、先进控制与优化软件实施及咨询服务机构以及软件行业协会、各地区信息产业主管部门等。
2 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/T20720.1一2019企业控制系统集成第1部分：模型和术语
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
SAG
工作流 workflow 具有明确起点和终点以描述任务的活动序列注：工作流是一类活动模型，且可能具有分支、决策点和事件。
3.2
分布式的先进控制与优化系统 distributed advanced control and optimization system 多个不同的先进控制与优化系统组合而成的新系统注：其特点是不同的系统存在于不同的服务器中，且相互之间存在联系。
3.3
活动模型 activity model 阶段性工作的规范化定义与描述，
缩略语
4
下列缩略语适用于本文件。 OPM：对象过程建模方法（ObjectProcessMethodology） PID：比例-积分-微分控制器（Proportional-Integral-Derivativecontroller）
1 GB/T 32854.3—2020
先进控制与优化系统生命周期的工作流
5
先进控制与优化系统的生命周期包括如下阶段：
需求分析阶段；
a)）
b） 设计阶段； c） 开发阶段； d）执行阶段； e） 支持阶段，图1描述了先进控制与优化系统生命周期的工作流。由于需求分析阶段和设计阶段的信息交互主
要通过人工方式，而非使用软件接口，因此本部分主要关注先进控制与优化系统生命周期的开发阶段、 执行阶段和支持阶段。
先进控制与优化系统所包含的四个模块即软测量模块、先进控制模块、优化模块和性能评估模块，均
适用于图1所描述生命周期的工作流。通过这种方式定义的集成接口能够集成不同的先进控制与优化系统，并且可以对先进控制与优化系统与其他系统进行集成，如过程控制系统和制造执行系统之间的集成，
注：先进控制与优化系统实施的工作流，参见附录A。
是否需要改进？
（改进模式选择）
香
是
改进模式选择新的用户需求
需求分析阶段
需求
重新设计重新配置
设计方案
设计阶段
结束生命周期
终止先进控制与优化系统
久
先进控制与优化组件
先进控制与优化试验性系统
：外部信息模型集
开发阶段
和历史数据
产品规格
电
数据结果
第二层、第三层和先进
控制与优化系统的数据、
先进控制与优化模块定义集
事件和警报
执行阶段
历史过程数据
性能统计数据
制造成本
支持阶段
先进控制与优化
系统性能
图1 先进控制与优化系统生命周期的工作流
2 GB/T32854.3—2020
本部分采用面向对象和过程的概念性建模语言OPM，对先进控制与优化系统生命周期的工作流和活动模型进行建模。表1定义了本部分使用的OPM图例
表1OPM图例
符号
名称
描述
对象是在物理上或信息上构建之后存在或可以存在的项目。对象之间的关联应构成被建模的系统的对象结构
对象
对象
过程用于表达动态系统的行为：即如何转换系统中的对象以及系统如何运行。过程通过提供系统的动态，程序等方面来补充对象
过程
过程
状态是对象可以存在一段时间的情况或位置。对象B可以处于状态S1或S2
状态
工具链接是一个过程链接，它连接进程与该进程的启用程序，其中启用程序是工具，数据等。对象A 启用过程B，如果对象A不存在，则过程B无法启动条件链接是一个过程链接，它连接过程与该过程的启用程序，其中启用程序是对象的状态。当且仅当对象处于特定状态时，该过程才执行
工具链接
条件链接
使用链接 使用链接是一个连接过程与由该过程发生而使用
或消耗的对象相的链接。过程B使用了对象A
结果链接 结果链接是一个连接过程与作为该过程发生的结
果而构造的对象相的链接。过程B创建对象A
调用链接是调用过程和被调用过程之间的过程链接。调用进程激活调用的过程。过程B调用过程C
调用链接
先进控制与优化系统活动模型
6
6.1系统开发阶段的活动模型
先进控制与优化系统开发阶段的活动模型如图2所示。先进控制与优化系统的模块由一个或多个组件构成用于执行具体的功能和任务。这些组件可以被独立组合构建成完备的先进控制与优化模块。
先进控制与优化系统在开发阶段所调用的外部接口，包括非先进控制系统信息模型；以及开发阶段与GB/T20720.1一2019制造业功能层次模型中各层的历史数据交互，包括产品规格、历史过程数据、 历史实验数据结果、制造成本等。开发阶段将为执行和支持阶段的先进控制与优化系统提供先进控制
3 GB/T32854.3—2020
与优化模块的定义。设计阶段的实现或支持阶段中系统所需要的信号改进可能初始化开发阶段的活动。
设计阶段
改进模式选择重新配置
先进控制与优化组件
开发阶段
构建先进控制与优化组件
先进控制与优化组件装配
先进控制与优化试验性系统完成装配完成测试
测试结果 【成功】 【失败
外部信息模型集和历史数据
测试先进控制与优化试验性系统
产品规格
完成投运
先进控制与优化组件下装
历史实验数据结果
历史过程数据
先进控制与优化模块定义集
执行阶段
制造成本
图2先进控制与优化系统开发阶段的工作流
6.2系统执行阶段的活动模型
图3描述了先进控制与优化系统执行阶段的工作流。先进控制与优化组件的执行由调度模块控
制，当先进控制与优化模块的运行时间状态是“正在运行”，则表示整个系统处于激活状态并在连续回路中运行。在执行阶段，先进控制与优化组件将根据所定义的工作流进行循环更新。
本条规范了先进控制与优化系统在执行阶段与非先进控制与优化系统之间的接口及与优化组件之间的接口。企业控制体系架构中第2层系统的信息交互数据，包括PID回路参数、最终控制单元设定值（如阀门位置和驱动速度）、仪表的过程测量值（如流量和温度）、警报和事件信号等。企业控制体系架构中第3层系统的信息交互数据，包括产品规格、实验室结果、制造成本等。先进控制与优化组件之间的接口，包括先进控制与优化数据、警报和事件、先进控制与优化性能统计、执行请求和结果、先进控制与优化模块定义。
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