ICS 29.020 J 07
GE
中华人民共和国国家标准
GB/T 39561.3—2020
数控装备互联互通及互操作第3部分：面向实现的模型映射
Interconnection and interoperation of numerical control equipment-
Part 3 : Implementation oriented model mapping
2021-07-01实施
2020-12-14 发布
国家市场监督管理总局 发布
国家标准化管理委员会 GB/T 39561.3—2020
目 次
前言 1 范围
规范性引用文件 3术语、定义和缩略语· 模型映射内容
2
4
5模型映射规则附录A（资料性附录） 面向 MTConnect 的模型映射附录B(资料性附录) 面向 OPC UA 的模型映射参考文献
27 GB/T 39561.3—2020
前言
GB/T39561《数控装备互联互通及互操作》包含以下部分：
第1部分：通用技术要求;；第2部分：设备描述模型；第3部分：面向实现的模型映射：第 4部分：数控机床对象字典；; -第5部分：工业机器人对象字典；第6部分：数控机床测试与评价；第7部分：工业机器人测试与评价
本部分为 GB/T 39561 的第 3 部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国工业机械电气系统标准化技术委员会（SAC/TC231)归口。 本部分起草单位：国家机床质量监督检验中心、清华大学、沈阳高精数控智能技术股份有限公司、重
庆大学、中国石油大学（北京）、山东建筑大学、工业和信息化部计算机与微电子发展研究中心（中国软件评测中心）、重庆固高科技长江研究院有限公司、齐鲁工业大学、山东易码智能科技股份有限公司、东莞市名菱工业自动化科技有限公司。
本部分主要起草人：黄祖广、邵珠峰、王立平、张兆坤、薛瑞娟、赵钦志、于皓宇、鄢萍、王金江、姬帅、 余娴、吴迪、周婷婷、马洪君、王漫江。
工 GB/T 39561.3—2020
数控装备互联互通及互操作第3部分：面向实现的模型映射
1范围
GB/T39561的本部分规定了数控装备互联互通及互操作的设备描述模型向其他通信协议信息模
型映射的规则和流程。
本部分适用于数控装备互联互通及互操作设备描述模型向 MTConnect、OPC UA等通信协议信息模型的映射。
注：MTConnect为数控设备互联通信协议。
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/T39561.1一2020　数控装备互联互通及互操作　第1部分：通用技术要求
3术语、定义和缩略语
3.1　术语和定义
GB/T 39561.1一2020 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1
源模型 ! source model 待转换的数控装备信息模型。
3.1.2
目标模型 target model 对源模型进行映射后得到的模型。
3.1.3
模型映射model mapping 将设备描述模型转换为一种或多种通信协议的方法和过程。
3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。 ID:标识符（Identifier) OPC UA:开放平台通信统一架构（Open Platform Communication Unified Architecture) XML:扩展标记语言(Extensible Markup Language)
SAC
模型映射内容
4.
模型映射是将数控装备本地获取的按一定结构组织的信息模型映射为符合某些通用协议规定的信
X GB/T 39561.3—2020
息模型，映射前的数控装备本地模型为源模型，映射后获得的模型为目标模型，如图1所示。
其他标准数据模型（目标模型）
数控装备 MTConnect模型
数控装备 OPC-UA模型
模型映射
本标准定义的数控装备的数据模型（源模型)
数控机床对象字典
工业机器人对象字典
其他机械自动化装备
图1数控装备数据模型映射
模型映射内容包括信息模型结构映射、设备对象映射、组件对象映射以及属性数据映射等内容。数控装备通过目标模型接入互联互通及互操作网络，通过统一的、具有通用性的互联互通协议与其他数控装备和管理系统实现数据交互
本部分支持面向不同类型的协议映射，包括 MTConnect 和 OPC UA 等,其映射方法和流程参见附录 A及附录 B。
5模型映射规则
模型映射应满足映射之后信息不丢失的基本原则，可采用内置式接口映射和外置式中间件映射的方式。
内置式接口的映射方式见图2,将映射规则内置到数控装备控制器内部，将数控装备控制器收集的数控装备各类信息模型数据,直接在本地控制器侧完成向其他通用标准协议的映射,获得符合通用协议的信息模型,并通过该接口向外提供数据信息。
OPC UA 协议映射 OPC-UA Server
MT connect 协议映射 Http Restful Service
其他协议
协议映射接口
对象方法
数据类型属性
事件数控装备信息模型（数控机床、机器人)
图2通过内置式协议映射接口进行模型映射
采用外置式中间件进行模型映射并实现设备与系统间互联互通的架构见图3。中间件是位于现场硬件设备和管理系统之间的通用服务系统，具有标准的程序接口和协议，并内置有相应的模型映射规则。中间件按照源模型的建模要求收集数控装备的信息模型数据并按照对应的模型映射规则完成源模型向目标模型的映射，通过映射后得到的目标模型向外提供信息数据。中间件负责设备和上层系统之
2 GB/T 39561.3—2020
间的联系和通讯，屏蔽软硬件平台、操作系统与网络协议以及各个系统接口之间的异构性。
ERP/MES等上层管理系统
服务器
网络接口
网络接口
中间亿
中间件
A
数控机床图 3 通过中间件进行模型映射
工业机器人 GB/T 39561.3—2020
附录A （资料性附录）
面向MTConnect 的模型映射
A.1面向 MTConnect 的信息模型结构映射
数控装备信息模型结构包括静态属性集、过程属性集、配置属性集和组件集，如图 A.1所示。 MTConnect 中设备信息模型结构采用设备类（Devices）、设备（Device）、组件集（Components）、组
件（Component）、数据项（DataItems)等结构元素组成，当该层次结构向 MTConnect 映射时，映射规则如下：
设备类映射为 MTConnect 中的 Devices,这是一个抽象的 XML 元素，是设备的 XML 文件的根元素,Devices 至少包含一个设备元素。 设备（如数控机床、工业机器人）映射为 MTConnect 中的 Device,Device 是一个包含与该设备
a）
b）
相关联的所有 XML结构元素和数据元素的服务运行集合。 静态属性集映射为 MTConnect 中的 Device 或者 Component 的属性（Attributes）和描述（De-
c）
scription)。 d） 过程属性集映射为 MTConnect 中的 DataItems，具体属性映射为某一个具体的数据项（Da-
taItem)。 配置属性集映射为 MTConnect 中的 Device 或者 Component 的配置（Configuration）。
e） f）
组件集映射为 MTConnect 中的 Components,这是一个抽象的 XML 元素，是组件的 XML 文件的根元素。Components 至少包含一个组件元素。
g） 组件映射为上述 f)中获得的 Components 下属的 Component,是设备组件的一个具体物理实
例,如控制器、轴、门等。 h）组件的嵌套在 MTConnect 中表现为 Component 的嵌套。 数控装备信息模型结构向 MTConnect 信息模型结构的映射关系见图 A.1。
Devices
装备信息模型
静态属性集
Device Dataltem - Dataltem i
Dataltem
Device
静态属性1...N
配置属性集
配置属性1...N
Components
过程属性集
xes
Controller
Systems
过程属性1...N
组件集
Components
Components
Components
组件1 组件2 组件N
Path - Dataltem Dataltem (Rotary-C Axis)
Linear-X Axis
pneumatic
Hydraulic Dataltem 7 Dataltem ~
- Dataltem Dataltem
组件属性1...N
图 A.1 数控装备信息模型结构向MTConnect信息模型结构的映射关系 GB/T 39561.3—2020
A.2　面向 MTConnect 的设备对象映射
A.2.1概述
面向 MTConnect 的设备对象映射关系见图 A.2。
设备对象
Device
Attributes
属性0...N
nativename sampleinterval sampeRate
静态属性集0或止配置属性集0或止过程属性集0或方法0...N 方法集对象0...N 通用对象0...N
uuid name
Description
Configuration
E
Dataltems
-Components
图 A.2　面向 MTConnect 设备对象的映射
A.2.2 设备的静态属性集映射
设备的静态属性集中的属性映射为 MTConnect Device 的 Attributes 和 Description 两个部分，其中映射对应关系见表 A.1。
表 A.1设备静态属性集各属性向 MTConnect映射表
序号
源模型中的属性名称机床编号、机器人编号机床名称、机器人名称生产厂商、制造商机床型号、机器人型号
映射后的属性
说明 Attributes Attributes Description Description Description Description Description
id name
1 ?
manufacturer
S
model serialNumber station
4
序列号设备位置信息
5
6
Description中的属性描述，名称与源模型中属性英文名一致
静态属性集中的其他属性
7
在映射时，应为映射后的 Device 指定或生成一个通用唯一识别码（uuid)属性，且 uuid 属性应为全
局唯一。uuid 应是字母和数字的组合并且不超过 255 个字符。例如,uuid 可以是制造商编码和设备序列号的组合。 A.2.3 设备的过程属性集映射
设备的过程属性集中的属性映射为 MTConnect Device 的 DataItems，属性集中的具体某一属性映
5