《制造装备集成信息模型通 用建模规则gbt 40209-2021》详细解读

《制造装备集成信息模型通用建模规则gb/t40209-2021》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语、定义和缩略语3.1术语和定义3.2缩略语4总则contents目录4.1制造装备与信息模型元素4.2信息模型元素基本概念与关系4.3建模规则4.4引用的表示4.5字节序5信息模型定义5.1基本属性类型contents目录5.2基本集合信息类型5.3引用类型5.4属性集类型5.5方法类型5.6方法集类型contents目录5.7组件类型5.8组件集类型5.9设备类型6数据类型6.1基本类型6.2字节串数据类型contents目录6.3日期类型6.4时间类型6.5时间戳类型6.6数组7制造装备信息模型统一描述7.1制造装备描述文件7.2数据的表示contents目录7.3属性类型描述7.4集合信息类型描述7.5引用类型描述7.6属性集类型描述7.7方法类型描述7.8方法集类型描述contents目录7.9组件类型描述7.10组件集类型描述附录A(规范性附录)数据类型索引号附录B(资料性附录)基于OPCUA的制造装备集成信息模型的使用方法参考文献011范围该标准适用于制造企业内部制造装备的信息模型构建。制造企业为制造装备信息系统开发提供指导。信息系统开发商支持制造装备信息系统的集成与互联互通。集成服务商适用对象010203规定了构建制造装备信息模型的基本方法和步骤。信息模型的构建方法明确了信息模型的描述语言、符号和规则等。信息模型的描述方式涵盖了制造装备信息模型之间的数据交换格式和共享机制。信息交换与共享涉及内容仅限于制造装备领域本标准仅适用于制造装备的信息模型构建，不涉及其他领域。不包括具体技术实现着重于信息模型的构建方法和规则，不涉及具体的技术实现细节。适用范围限定022规范性引用文件VS标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则。该文件规定了本标准的结构和起草规则，确保标准的规范性、统一性和可操作性。GB/T20000.1-2014标准化工作指南第1部分：标准化和相关活动的通用术语。该文件为本标准提供了标准化和相关活动的通用术语，有助于准确理解和应用本标准。GB/T1.1-2020引用文件概述GB/T××××.1制造装备集成信息模型第1部分：通用技术要求。该文件规定了制造装备集成信息模型的通用技术要求，包括信息模型的构建原则、信息分类与编码、信息表达与交换等，是本标准制定的重要依据。IEC62264-12013：工业自动化系统与企业系统集成第1部分：模型和术语。该文件提供了工业自动化系统与企业系统集成的模型和术语，对于理解和实现制造装备集成信息模型具有重要的参考价值。具体引用文件引用文件的意义提高标准的适用性和可操作性规范性引用文件为本标准提供了统一的技术要求和术语定义，使得本标准在实际应用中更加易于理解和操作，提高了标准的适用性和可操作性。确保标准的科学性和先进性通过引用国内外相关领域的先进标准，使本标准在制定过程中充分借鉴和吸收了国内外的最新成果和经验，确保了标准的科学性和先进性。033术语、定义和缩略语制造装备指在生产过程中，用于完成某种工艺操作或实现某种功能的设备、装置或系统的总称。集成信息模型指对制造装备全生命周期内所涉及的信息进行统一描述、组织和管理，以实现信息的共享和重用的模型。通用建模规则指为构建制造装备集成信息模型而制定的一套普遍适用的规则和方法。3.1术语制造装备集成信息模型是一种基于统一建模语言（UML）或其他等效建模工具构建的信息模型，用于描述制造装备的结构、功能、行为和约束等信息，以实现制造装备信息的标准化和集成化。制造装备集成信息模型定义通用建模规则是为确保制造装备集成信息模型的一致性、完整性和可扩展性而制定的一套规则，包括命名规则、属性定义规则、关系定义规则、约束定义规则等。通用建模规则定义3.2定义3.3缩略语GB/T01中华人民共和国国家标准推荐性标准。UML02统一建模语言，是一种用于对软件密集系统进行可视化建模的统一建模语言。IIoT03工业物联网，是指将具有感知、监控能力的各类采集、控制传感器或控制器，以及移动通信、智能分析等技术不断融入到工业生产过程各个环节的技术。MES04制造执行系统，是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。043.1术语和定义制造装备指在生产过程中，用于完成某种加工、装配、检测等制造任务的设备或装置。装备类型根据功能和用途，制造装备可分为机床、工艺装备、辅助装备等。3.1.1制造装备3.1.2集成信息模型模型构成集成信息模型包括装备的基本信息、结构信息、功能信息、性能信息等。集成信息模型以信息化手段对制造装备进行描述、表达和管理，实现装备信息的集成与共享。通用建模规则为确保制造装备信息模型的一致性、可扩展性和可维护性而制定的建模规范。规则内容3.1.3通用建模规则包括模型的命名规则、属性定义规则、关系表达规则等。0102指不同制造装备之间或制造装备与系统之间的信息传递和交换。信息交互指制造装备信息在不同系统、不同部门之间的共享和利用，以提高信息的利用率和协同效率。信息共享3.1.4信息交互与共享053.2缩略语ComputerIntegratedManufacturing，计算机集成制造CIMManufacturingExecutionSystem，制造执行系统MESEnterpriseResourcePlanning，企业资源计划ERP3.2缩略语SupplyChainManagement，供应链管理3.2缩略语SCMProgrammableLogicController，可编程逻辑控制器PLCIndustrialInternetofThings，工业物联网IIoT3.2缩略语OPCUAOpenPlatformCommunicationsUnifiedArchitecture，开放平台通信统一架构MTConnectManufacturingTechnologyConnect，一种用于制造设备互联互通的开放源代码标准AMRPAdvancedManufacturingResourcePlanning，先进制造资源计划(注以上缩略语是与制造装备集成信息模型相关的常见术语，但并非全部。具体在《制造装备集成信息模型通用建模规则gb/t40209-2021》中，可能还涉及其他专业术语和缩略语。)064总则为了规范制造装备集成信息模型的建模过程，提高制造装备的信息集成和共享能力，制定本标准。目的本标准适用于制造装备集成信息模型的构建、应用和管理，涉及制造装备的全生命周期，包括设计、制造、服务等各个阶段。范围4.1目的和范围01制造装备指用于制造过程的设备、工装、工具及其相关辅助装置的总称。4.2术语和定义02集成信息模型指对制造装备信息进行统一描述、组织、存储和共享的数据模型，是实现制造装备信息集成和共享的基础。03通用建模规则指构建制造装备集成信息模型时应遵循的基本原则、方法和技术要求。统一性共享性开放性安全性制造装备集成信息模型应遵循统一的标准和规范，确保信息的一致性和准确性。制造装备集成信息模型应支持信息的共享和交换，提高制造过程的协同效率。制造装备集成信息模型应具有开放性和可扩展性，能够适应不同制造装备和应用场景的需求。制造装备集成信息模型应保障信息的安全性和保密性，防止信息泄露和非法访问。4.3基本原则074.1制造装备与信息模型元素制造装备定义制造装备是指在制造过程中，用于加工、检测、装配、物流等作业的设备与工具。制造装备分类根据功能和用途，制造装备可分为加工设备、检测设备、装配设备、物流设备等。制造装备定义与分类信息模型元素构成信息模型元素包括装备的基本信息、功能信息、性能信息、状态信息等，用于描述装备的各种属性和特征。元素关系信息模型元素之间存在关联关系，如层次关系、依赖关系等，共同构成完整的信息模型。制造装备与信息模型的关联制造装备与信息模型之间进行实时信息交互，实现装备状态监控、故障诊断等功能。信息交互制造装备与信息模型通过唯一标识符进行关联，确保信息的一致性和可追溯性。关联方式提高制造效率通过信息模型实现制造装备的数字化管理，优化生产流程，提高制造效率。信息模型的应用价值降低维护成本利用信息模型进行故障预测和健康管理，减少装备故障率，降低维护成本。促进智能制造发展信息模型是实现智能制造的基础，有助于推动制造业的转型升级。084.2信息模型元素基本概念与关系描述元素特征的数据项，包括名称、类型、值域等。属性元素之间的联系，反映制造装备及其活动的内在联系和逻辑。关系信息模型中的基本构成单元，用于描述制造装备及其相关活动的特征、属性和行为。元素信息模型元素定义030201实体元素代表制造装备及其组成部分的物理实体，如机床、夹具、刀具等。活动元素代表制造过程中的操作、任务或活动，如加工、装配、检测等。事件元素代表制造过程中的瞬时事件或状态变化，如故障发生、任务开始等。信息模型元素分类关联关系实体元素之间、活动元素之间或实体与活动元素之间的联系，如机床与夹具之间的装配关系、加工任务与刀具之间的使用关系等。信息模型元素关系继承关系元素之间的父子关系，子类元素继承父类元素的属性和行为，如不同类型的机床（如车床、铣床等）可以继承自一个通用的“机床”父类。聚合关系表示整体与部分的关系，如一个制造单元由多台机床、夹具和刀具等组成。这种关系强调整体与部分之间的包含关系。094.3建模规则规范性引用应确保所引用的标准、规范和技术文件是现行有效的，并按照规定的引用格式进行引用。术语和定义应使用准确、无歧义的术语和定义，以确保模型的一致性和可理解性。符号和缩略词应明确说明所使用的符号、缩略词及其含义，避免产生混淆。0302014.3.1基本规则分层结构信息模型应采用分层结构，以清晰地表达制造装备各组成部分之间的关系。实体与属性每个实体应具有明确的属性和属性值，以描述实体的特征和状态。关系表达应明确表达实体之间的关系，包括关联、继承、聚合等，以确保模型的完整性和准确性。4.3.2信息模型结构规则唯一性每个信息模型元素应具有唯一的名称，以避免产生混淆和冲突。规范性命名应遵循一定的规范，如采用驼峰命名法、下划线命名法等，以提高代码的可读性和可维护性。语义清晰命名应能清晰地表达元素的含义和用途，以便于理解和使用。0203014.3.3信息模型元素命名规则一致性验证应验证信息模型中的各元素之间是否存在矛盾或不一致的情况，以确保模型的一致性。准确性验证应通过与实际制造装备进行对比验证，以确保信息模型能准确地反映实际装备的情况。完整性验证应验证信息模型是否包含了所有必要的信息和关系，以确保模型的完整性。4.3.4信息模型验证规则104.4引用的表示引用概念在制造装备集成信息模型中，引用是指一个模型元素使用或依赖于另一个模型元素的关系。014.4.1引用的概念和目的引用目的引用的主要目的是建立模型元素之间的关系，实现信息的共享和重用，提高模型的可维护性和可扩展性。02直接引用通过直接指定被引用元素的标识符或名称来表示引用关系。这种方法简单直观，但可能导致模型之间的紧密耦合。间接引用通过定义引用接口或引用类型来表示引用关系，使得引用者与被引用者之间保持松耦合。这种方法提高了模型的灵活性和可重用性。4.4.2引用的表示方法引用完整性确保所引用的元素在模型中存在且有效，避免出现无效引用或悬空引用。引用一致性保持引用关系的一致性，当被引用的元素发生变化时，需要及时更新相关的引用关系。引用限制根据实际需求对引用进行限制，如限制引用的层级、范围或类型等，以确保模型的正确性和可维护性。4.4.3引用的规则与约束零部件引用在制造装备模型中，一个部件可能由多个零部件组成，通过引用关系可以方便地表示这种组成关系。数据引用在制造过程中，不同的数据之间可能存在关联关系，通过引用可以方便地表示这种数据之间的关联关系，实现数据的共享和重用。4.4.4引用的应用示例114.5字节序字节序定义主要包括大端字节序（Big-Endian）和小端字节序（Little-Endian）两种。字节序分类字节序，又称为端序或端口号，是指多字节数据在计算机内存中存储或传输时各字节的排列顺序。字节序概念VS在制造装备集成信息模型中，统一规定字节序有利于确保数据在不同系统间传输时的一致性，避免因字节序差异导致的数据解析错误。系统兼容性提升明确字节序规则可以提高不同制造装备系统之间的兼容性，降低系统集成和数据交换的复杂度。数据一致性保障字节序在制造装备集成信息模型中的应用静态指定字节序在系统设计阶段明确指定采用大端字节序或小端字节序，并在系统实现过程中严格遵守。动态识别字节序在数据传输过程中添加字节序标识，以便接收方能够动态识别并正确解析数据。这种策略可以提高系统的灵活性和适应性，但会增加一定的数据开销和处理复杂度。字节序处理策略国家标准《制造装备集成信息模型通用建模规则gb/t40209-2021》该标准对制造装备集成信息模型中的字节序进行了明确规定，为相关领域的技术研发和标准化工作提供了重要依据。其他相关标准与规范在计算机网络、通信和数据处理等领域，还有一系列与字节序相关的国际标准和行业规范，如IEEE802标准、TCP/IP协议栈等。这些标准和规范为不同系统和设备之间的数据交换提供了通用准则和实现方法。字节序相关标准与规范“125信息模型定义5.1信息模型的基本概念信息模型的作用信息模型是制造装备集成信息的基础，它提供了一种通用的、标准化的方式来描述和集成来自不同制造装备的信息。信息模型定义信息模型是对现实世界中事物、概念、实体及其关系的抽象描述，用于表达、传递、处理和存储信息。实体实体是信息模型中的基本单元，代表现实世界中的具体事物或概念。关系关系是描述实体之间联系的方式，包括父子关系、关联关系、引用关系等。属性属性是描述实体特征的数据元素，包括实体的名称、类型、值等。5.2信息模型的组成要素需求分析模型设计模型验证明确建模的目的和需求，确定需要描述的实体、属性和关系。根据需求分析结果，设计信息模型的架构和细节，包括实体的划分、属性的定义、关系的建立等。对设计好的信息模型进行验证和优化，确保其准确性、完整性和可用性。5.3信息模型的建模过程010203通过信息模型实现不同制造装备之间的信息集成和共享，提高制造过程的协同性和效率。制造装备集成信息模型是智能制造系统的基础，支持制造过程的智能化决策和优化。智能制造系统通过信息模型实现产品从设计、制造到服务全生命周期的信息管理和追溯。产品全生命周期管理5.4信息模型的应用场景135.1基本属性类型整数类型用于表示数量、序号等整数值，如装备数量、生产批次号等。数据类型01浮点类型用于表示具有小数点的数值，如设备的工作温度、压力值等。02字符串类型用于表示文本信息，如设备名称、型号、生产厂家等。03布尔类型用于表示真或假的二元状态，如设备开关状态、故障指示等。04唯一性每个属性应具有唯一性，以便在模型中准确标识和引用。可扩展性随着制造装备技术的发展和需求的变化，属性应能够方便地进行扩展和调整。可读性属性名称和定义应清晰明了，便于用户理解和使用。属性特性属性名称应简短、清晰，能够准确反映属性的含义。简洁明了属性命名规则属性名称应避免使用可能引起歧义的词汇或缩写。避免歧义在同一模型中，相似的属性应采用统一的命名规则，以便用户理解和使用。统一规范145.2基本集合信息类型定义基本集合信息类型是指用于描述制造装备信息模型中各种数据集合的基本类型。分类5.2.1集合类型定义包括数字集合、字符串集合、日期集合等。0102表示一系列整数值的集合，如设备编号、工序号等。整数集合表示一系列实数值的集合，如设备尺寸、重量等参数。实数集合5.2.2数字集合字符串集合是由一系列字符组成的文本数据的集合。定义用于描述制造装备的名称、型号、生产厂家等文本信息。应用5.2.3字符串集合日期格式采用标准的日期格式，如YYYY-MM-DD，用于记录制造装备的出厂日期、维修日期等关键时间点。时间戳提供精确到秒或毫秒的时间戳，以便跟踪和记录装备状态变化的历史数据。5.2.4日期集合155.3引用类型5.3.1基本概念引用类型定义在制造装备集成信息模型中，用于表示不同信息实体之间相互关联和引用的数据类型。引用类型作用实现信息模型内各元素间的有效连接，支持装备设计、制造、运维等过程的信息集成与共享。5.3.2引用类型分类直接指向目标信息实体的引用方式，具有明确、直接的关联关系。直接引用通过中间实体或属性实现与目标信息实体的关联，常用于复杂信息模型中。间接引用由目标信息实体指向源实体的引用，用于建立双向关联关系。反向引用0102035.3.3引用类型应用示例设计阶段在装备设计过程中，通过引用类型实现设计数据、设计文档与设计人员之间的有效关联，提高设计协同效率。制造阶段在装备制造环节，利用引用类型将制造计划、工艺文件、物料清单等关键信息相互关联，确保制造过程的准确性和高效性。运维阶段在装备运维管理中，通过引用类型实现故障记录、维修记录与设备档案之间的快速定位与查询，提升运维效率和服务质量。165.4属性集类型属性集定义根据属性的不同特征和用途，属性集可分为基本属性集、技术属性集、管理属性集等。属性集分类属性集是指描述制造装备某一特征或功能的一组属性的集合，用于全面、准确地表达装备的属性信息。属性集概念构建原则属性集的构建应遵循完整性、准确性、可扩展性和易用性等原则，确保属性集能够满足实际应用需求。01属性集构建构建方法属性集的构建可采用自顶向下或自底向上的方法，通过分解和细化装备特征或功能，逐步确定各级属性及其关系。02在装备设计中的应用属性集可作为装备设计的输入条件，为设计人员提供全面的属性信息和约束条件，提高设计效率和准确性。在装备制造中的应用属性集可用于指导装备制造过程，确保装备的各项属性符合设计要求，提高制造质量和效率。在装备运维中的应用属性集可作为装备运维的基础数据，为运维人员提供准确的装备状态信息和维修指导，提高运维水平。属性集应用175.5方法类型5.5.1分类方式01包括数据操作方法、控制方法、计算方法等。经常使用的方法和不经常使用的方法。核心方法和辅助方法。0203按照功能分类按照使用频率分类按照重要性分类5.5.2方法定义数据操作方法对数据进行增加、删除、修改和查询等操作的方法。01控制方法对制造装备进行控制，如启动、停止、复位等操作的方法。02计算方法对制造装备相关数据进行计算和分析的方法，如统计、优化等。0301方法实现的语言和工具根据具体需求和开发环境选择合适编程语言和工具进行实现，如C、Java等。方法实现的步骤包括需求分析、设计、编码、测试和发布等步骤，确保方法的正确性和稳定性。方法优化与重构针对实现过程中出现的问题和性能瓶颈，对方法进行优化和重构，提高运行效率和稳定性。5.5.3方法实现0203185.6方法集类型方法集概念方法集是指在制造装备集成信息模型中，用于描述装备操作、控制、维护等过程中所采用的一系列方法的集合。方法分类根据功能用途，方法集可分为操作类方法、控制类方法、维护类方法等。方法集定义构建原则方法集的构建应遵循标准化、模块化、可扩展性等原则，确保方法集能够适应不同制造装备的需求。构建步骤包括确定方法集范围、梳理现有方法、制定方法标准、实现方法集成等步骤。方法集构建方法集应用通过方法集的应用，可以提高制造装备的操作规范性、控制精准性和维护便捷性，进而提升装备的整体性能和可靠性。应用效果方法集广泛应用于制造装备的操作指导、控制策略制定、故障诊断与排除等领域，为装备的高效运行提供有力支持。应用场景195.7组件类型组件定义在制造装备信息模型中，组件是指构成装备的基本单元，具有特定的功能和接口。组件分类5.7.1组件的基本概念根据功能和用途，组件可分为控制组件、执行组件、传感组件等。01025.7.2组件类型的描述类型标识每个组件类型应具有唯一的标识，以便于识别和管理。类型属性组件类型应包含描述其特性的属性，如名称、版本、制造商等。接口定义组件类型应明确其与其他组件或系统的交互接口，包括输入/输出信号、控制指令等。根据组件类型，可以创建具体的组件实例，每个实例具有唯一的标识。实例创建在创建实例时，应根据实际情况为组件实例的属性赋值。实例属性赋值明确实例之间的关系，如父子关系、依赖关系等，以便于系统的集成和运行。实例关系建立5.7.3组件的实例化01020301组件库的建立根据实际需求，建立包含各类组件的组件库，以便于统一管理和调用。5.7.4组件库的管理02组件的更新与维护定期对组件库中的组件进行更新和维护，确保其与实际装备保持一致。03组件的复用与共享通过标准化接口和协议，实现组件在不同装备和系统之间的复用与共享，提高开发效率和降低成本。205.8组件集类型组件集概念组件集是指一组相关组件的集合，这些组件共同协作以实现特定的功能或任务。组件关系在组件集中，各个组件之间存在一定的关联关系，如依赖、调用、协作等，共同构成一个完整的系统或设备。组件集定义根据组件在系统中的功能角色，可以将组件集划分为控制组件集、数据处理组件集、通信组件集等。按功能划分根据组件在系统中的层次结构，可以将组件集划分为底层硬件组件集、中间层软件组件集、高层应用组件集等。按层次结构划分组件集类型划分复用性组件集中的组件应具有高内聚、低耦合的特性，以便于在不同系统或设备中进行复用。可扩展性组件集应支持动态添加或删除组件，以满足系统或设备功能的灵活扩展需求。可配置性组件集应提供灵活的配置选项，以适应不同应用场景下的定制化需求。组件集特性组件集应用实例工业机器人工业机器人的机械臂、控制器、传感器等也可以构成一个组件集，完成各种复杂的操作任务。数控机床数控机床中的各个运动控制轴、传感器、执行器等可以构成一个组件集，实现精确的加工控制。215.9设备类型定义设备类型是制造装备集成信息模型中用于描述和分类设备的一种抽象概念，它根据设备的共同特征和属性进行划分。作用设备类型在模型中起着至关重要的作用，它有助于实现对设备的统一管理和高效检索，提高设备的利用率和维护效率。设备类型的定义按结构分类根据设备的结构特征和组成部件，可以将其分为机床类设备、仪器类设备、装置类设备等。按行业分类根据设备所属的不同行业领域，可以将其分为机械设备、电子设备、化工设备、纺织设备等。按功能分类根据设备在制造过程中的不同功能，可以将其分为加工设备、检测设备、装配设备、物流设备等。设备类型的分类基本属性包括设备的名称、型号、规格、生产厂家、生产日期等基本信息，这些属性是描述设备身份和特征的基础。技术属性包括设备的技术参数、性能指标、功能特点等技术信息，这些属性是评价设备性能和质量的重要依据。经济属性包括设备的原值、净值、折旧费用等经济信息，这些属性是反映设备经济价值和成本效益的重要指标。020301设备类型的属性在设备管理系统中的应用通过设备类型的划分和属性定义，可以实现对设备的全面管理和精准控制，提高设备管理的效率和水平。设备类型的应用在生产制造中的应用根据不同类型的设备特点和属性要求，可以制定合理的生产计划和维护计划，确保生产过程的顺利进行和设备的稳定运行。在企业信息化中的应用设备类型作为企业信息化数据的重要组成部分，可以与其他业务数据进行关联分析和综合应用，为企业决策提供有力支持。226数据类型20146.1基本数据类型04010203整数类型用于表示整数数值，包括有符号和无符号两种。浮点类型用于表示实数，即带有小数点的数值。布尔类型用于表示逻辑值，即真或假。字符串类型用于表示文本信息，由一系列字符组成。由不同类型的数据项组成的复合类型，每个数据项都有自己的名称和类型。结构类型一种由程序员定义的类型，它包含了一组命名的整型常量。枚举类型由相同类型的元素组成的有序集合，可通过索引访问各个元素。数组类型6.2复合数据类型VS定义了一组方法的抽象类型，这些方法可以由实现该接口的类来实现。抽象类类型不能被实例化的类，通常作为其他类的基类，用于定义一组接口和共享的属性或方法。接口类型6.3抽象数据类型根据实际需求选择合适的数据类型，以提高程序的效率和准确性。在进行数据传输和存储时，需考虑数据类型的兼容性和转换问题。在进行数据处理和分析时，需充分利用数据类型的特性和优势，以提高处理效率和准确性。6.4数据类型的选择和应用010203236.1基本类型数据类型定义规定了制造装备集成信息模型中使用的各种数据类型，包括整数、实数、字符串等。数据类型应用数据类型在模型中用于描述各种属性、参数和变量的取值范围和精度等。6.1.1数据类型结构体是由一组具有相关性的数据元素（成员）组成的复合类型，用于表示复杂的数据结构。结构体类型定义在制造装备集成信息模型中，结构体类型用于描述具有多个属性或特征的对象，如设备、工艺等。结构体类型应用6.1.2结构体类型枚举类型是一种由程序员定义的数据类型，它包含了一组命名的整型常量，用于表示一组具有特定意义的值。枚举类型定义在制造装备集成信息模型中，枚举类型用于描述某些具有固定取值范围的属性或状态，如设备状态、工艺类型等。枚举类型应用6.1.3枚举类型6.1.4数组类型数组类型应用在制造装备集成信息模型中，数组类型用于描述具有相同类型且数量可变的属性或参数，如设备列表、工艺参数列表等。数组类型定义数组是由相同类型的元素组成的集合，每个元素都有一个唯一的索引值。246.2字节串数据类型字节串数据类型一种用于表示任意二进制数据的数据类型，通常以字节序列的形式存在。01定义与描述用途在制造装备集成信息模型中，字节串数据类型常用于存储二进制数据，如文件内容、图像、音频等。02结构组成字节串数据类型由一系列字节组成，每个字节包含8位二进制数。存储方式字节串可以存储在内存、文件或数据库中，具体取决于应用场景和需求。数据结构读取与写入通过编程接口或工具进行字节串的读取和写入操作，确保数据的完整性和准确性。转换与处理字节串可以与其他数据类型进行转换，如字符串、整数等，以满足不同的处理需求。操作与处理方法注意事项存储和传输字节串数据时，应采取加密措施以保护数据的安全性，防止数据泄露和篡改。安全性考虑在处理字节串数据时，应进行数据校验以确保数据的完整性和准确性，如使用校验和、哈希值等方法。数据校验256.3日期类型定义日期类型用于表示时间点的数据，包括年、月、日等信息。格式通常采用“YYYY-MM-DD”的格式来表示，其中YYYY表示年份，MM表示月份，DD表示日期。日期类型的定义标识生产日期在制造过程中，可以使用日期类型来标识产品的生产日期，以便进行质量追溯和售后服务。计划与排程日期类型可用于制定生产计划和排程，确保生产按照既定的时间表进行。监控与记录通过对关键时间点的监控和记录，可以及时发现生产过程中的问题并进行调整，保证生产顺利进行。日期类型在制造装备集成信息模型中的应用日期类型的扩展与兼容性扩展性日期类型可以与其他数据类型（如时间类型）结合使用，以表示更精确的时间点或时间段。兼容性该标准定义的日期类型与其他相关标准（如ISO8601）保持兼容，便于数据的交换与共享。266.4时间类型时间点表示某一具体时刻，如某年某月某日某时某分某秒。时间间隔表示两个时间点之间的时间差，通常以天、小时、分钟或秒为单位。时间段表示一段时间范围，具有起始时间和终止时间。时间类型的定义工序开始与结束时间在制造过程中，每个工序都有一个开始时间和结束时间，这些时间点对于生产计划和进度控制至关重要。设备运行时间记录设备的运行时间，有助于分析设备的利用率和维护情况。物料到货时间在供应链管理中，物料的到货时间对于生产计划和库存管理具有重要影响。时间类型在制造装备集成信息模型中的应用采用国际标准ISO8601来表示时间点，该标准规定了日期和时间的格式，如YYYY-MM-DDTHH:MM:SS。ISO8601标准时间戳时间段表示法在计算机系统中，时间点通常被表示为时间戳，即从某一固定时间点（如1970年1月1日）到现在的秒数或毫秒数。可以采用起始时间和终止时间来表示一个时间段，如(开始时间点,结束时间点)。时间类型的表示方法276.5时间戳类型时间戳定义在制造装备集成信息模型中，时间戳用于标记数据产生或变更的时间，有助于实现数据的时序管理和追溯。作用与意义时间戳是从1970年1月1日（UTC/GMT的午夜）开始所经过的秒数，不包括闰秒，通常表示为Unix时间戳。时间戳概念绝对时间戳表示某一时刻的绝对时间，通常用于记录事件发生的确切时间。在制造过程中，可用于记录设备状态变化、生产进度等关键时间点。相对时间戳时间戳类型及应用表示相对于某个基准点的时间偏移量，常用于计算时间差或持续时间。在制造装备中，可用于分析设备运行时间、故障持续时间等。0102VS时间戳通常以整数或浮点数形式表示，单位为秒。在实际应用中，还需考虑时区、夏令时等因素对时间戳的影响。转换方法为了方便人类阅读和理解，通常需要将时间戳转换为具体的日期和时间格式。转换过程中需注意时间戳的精度和时区问题。格式规范时间戳格式与转换时间戳在制造装备集成信息模型中的应用实例设备状态监控通过记录设备状态变化的时间戳，可以实时监控设备的运行状态，及时发现并处理异常情况。生产进度追踪在生产线中，通过记录各个环节的时间戳，可以精确追踪产品的生产进度，为生产调度和优化提供依据。质量控制与追溯在产品质量控制过程中，时间戳可以帮助追溯产品的生产历史和质检记录，确保产品质量符合标准。286.6数组数组定义数组是有序的元素序列，用于储存多个相同类型数据的集合。数组作用在制造装备集成信息模型中，数组可用于表示一系列具有相同属性或特征的数据元素，便于数据的统一管理和处理。数组概念及作用仅有一个下标的数组，元素按线性顺序排列。在模型中可用于表示简单的数据序列。一维数组具有多个下标的数组，元素按多维空间顺序排列。在模型中可用于表示复杂的数据结构，如矩阵、图像等。多维数组数组类型及特点数组建模规则数组初始化在声明数组后，需对其进行初始化操作，为数组元素分配内存空间并设置初始值。数组声明在模型中需明确声明数组的名称、类型、维度和大小等信息。数组访问与修改通过下标访问数组中的元素，并可对其进行读取或修改操作。需确保下标在有效范围内，避免越界错误。在数控机床模型中，使用一维数组表示机床的坐标轴位置信息，便于实现机床的运动控制和轨迹规划等功能。示例一在生产线仿真模型中，使用多维数组表示生产线上各工位的状态信息（如忙碌、空闲等），便于实现生产线的调度和优化等功能。示例二数组在制造装备集成信息模型中的应用示例297制造装备信息模型统一描述7.1信息模型的基本构成描述方式信息模型采用统一建模语言（UML）或其他标准化建模语言进行描述，以确保模型的一致性和可读性。构成元素制造装备信息模型由数据元素、数据结构和数据关系等基本元素构成，这些元素共同描述了制造装备的属性、行为和约束条件。层次划分制造装备信息模型按照不同的抽象层次进行划分，包括物理层、逻辑层和视图层等，以便于对装备进行全方位、多角度的描述。017.2信息模型的层次结构层次关系各层次之间通过明确的关系进行连接，确保信息的顺畅传递和有效共享。02描述原则制造装备信息模型的统一描述遵循完整性、准确性、一致性和可扩展性等原则，以确保模型的有效性和实用性。描述内容统一描述方法包括对数据元素、数据结构和数据关系的详细描述，以及对模型约束条件、使用方法和更新维护等方面的说明。7.3信息模型的统一描述方法应用范围制造装备信息模型广泛应用于装备设计、制造、运维和管理等各个环节，为装备的数字化、智能化和网络化提供有力支持。应用实例在具体应用中，可以通过对信息模型的实例化、定制化和扩展等方式，满足不同场景下的实际需求。例如，在装备设计阶段，可以利用信息模型进行协同设计和优化；在制造阶段，可以实现智能制造和精益生产；在运维阶段，可以支持远程监控和预测性维护等功能。7.4信息模型的应用场景307.1制造装备描述文件7.1.1文件概述该文件是实现制造装备信息集成和共享的基础，为各类制造装备提供了一个统一的描述方式。作用制造装备描述文件是对制造装备进行详细描述和定义的文件，包含了制造装备的各种属性和参数信息。定义装备基本信息包括装备名称、型号、生产厂家、生产日期等基本信息。7.1.2文件内容01装备功能描述详细描述装备的功能、性能及其操作方式。02装备结构信息描述装备的结构组成、各部件之间的关联关系以及关键尺寸等信息。03控制系统信息描述装备的控制系统类型、控制方式以及控制参数等信息。04文件格式制造装备描述文件应采用标准化的文件格式，如XML、JSON等，以便于数据的解析和交换。数据标准文件中包含的数据项应遵循国家及行业标准，确保数据的准确性和一致性。7.1.3文件格式与标准7.1.4文件应用与管理应用场景制造装备描述文件可应用于装备的采购、生产、调试、维护等各个环节，实现信息的有效传递和共享。文件管理应对制造装备描述文件进行统一管理和维护，确保其准确性、完整性和安全性。同时，应建立文件版本管理机制，以便于追踪文件的变更历史。317.2数据的表示将现实世界中的事物或概念转化为计算机可处理的格式。数据抽象用于描述数据、数据联系、数据语义以及数据约束的概念模型，是数据库设计的核心。数据模型确保数据的准确性、一致性和完整性，提高信息系统的可靠性和效率。数据表示的重要性数据表示的基本概念准确性原则数据应准确反映现实世界的实际情况，避免歧义和误解。简洁性原则在满足需求的前提下，数据表示应尽可能简洁明了，降低存储和处理的复杂度。可扩展性原则数据表示应具备一定的灵活性，以适应未来需求的变化和扩展。一致性原则在数据表示中，应确保数据的一致性和完整性，避免出现数据冲突和矛盾。数据表示的原则实体-关系表示法通过定义实体和实体之间的关系来描述数据，适用于表示结构化数据。数据表示的方法对象-属性表示法将现实世界中的事物抽象为对象，并定义对象的属性和方法，适用于面向对象的数据表示。XML表示法使用XML标记语言来描述数据，具有跨平台、易读性和可扩展性等优点。统一数据格式提高数据质量促进系统集成通过定义通用的数据表示方法，实现不同制造装备之间的数据交换和共享。规范的数据表示可以降低数据错误和不一致性的风险，提高数据质量。通用的数据表示方法有助于实现不同系统之间的集成和互操作，提高制造装备的整体效能。数据表示在制造装备集成信息模型中的应用010203327.3属性类型描述属性类型定义规定了属性可以取的值或值的范围，有助于数据验证和错误检查。取值范围定义了属性的数据类型，如整型、浮点型、字符串型等。数据类型设备属性描述制造装备的各种属性，如设备名称、型号、制造商、生产日期等。工艺属性属性类型应用描述制造工艺的相关属性，如工艺名称、工艺参数、工序步骤等。0102VS明确的属性类型描述可以确保数据的准确性，减少数据错误和歧义。一致性统一的属性类型定义有助于保持数据的一致性，便于数据的管理和分析。准确性属性类型的重要性自定义属性允许用户根据实际需求定义新的属性类型，以满足特定的应用需求。版本控制随着技术和业务的发展，可以对属性类型进行版本控制，以适应新的需求和变化。属性类型的扩展性337.4集合信息类型描述集合信息类型是一种描述制造装备中多个信息元素组合的数据结构。定义通过集合信息类型，可以有效地组织和表达制造装备中的相关信息，提高信息的可读性和可维护性。作用集合信息类型定义集合信息类型由多个信息元素组成，每个信息元素描述制造装备某一方面的属性或特征。信息元素集合信息类型采用特定的数据结构来组织和存储这些信息元素，如数组、列表、字典等。数据结构集合信息类型的组成集合信息类型的分类无序集合信息元素之间不存在明确的顺序关系，如设备的功能模块列表、零部件清单等。有序集合信息元素之间存在明确的顺序关系，如时间序列数据、加工工序等。设备配置信息通过集合信息类型描述设备的各个模块及其配置参数，便于设备管理和维护。01集合信息类型的应用示例工艺流程信息通过有序集合描述工艺流程中的各个工序及其相关信息，实现工艺流程的可视化和优化。02347.5引用类型描述引用定义在制造装备集成信息模型中，引用指的是一种数据关联机制，它允许一个模型元素通过引用关系直接访问另一个模型元素的信息。引用目的引用的主要目的是建立模型元素之间的关联，实现信息的共享和重用，从而提高信息模型的表达能力和灵活性。7.5.1引用的概念直接引用直接引用是指一个模型元素直接指向另一个模型元素，通过引用关系可以直接获取被引用元素的信息。间接引用间接引用是指通过中间元素建立的引用关系，即一个模型元素先引用一个中间元素，再通过中间元素引用目标元素。这种方式可以实现更复杂的关联关系和信息传递。7.5.2引用的类型7.5.3引用的表示方法对于间接引用，需要通过引用路径来表示引用关系。引用路径由一系列中间元素的标识符组成，按照特定的顺序排列，从而指示出从源元素到目标元素的完整路径。引用路径在制造装备集成信息模型中，每个模型元素都有一个唯一的标识符，引用关系通过引用标识符来表示。这种方式可以确保引用的准确性和一致性。引用标识符零部件关联在制造装备中，零部件之间存在着复杂的关联关系。通过引用类型描述，可以建立零部件之间的引用关系，实现零部件信息的共享和重用。例如，一个装配体可以引用其包含的零部件，从而获取零部件的详细信息。工艺流程关联工艺流程是制造过程中的重要环节，涉及到多个工序和工步。通过引用类型描述，可以建立工艺流程之间的引用关系，实现工艺流程信息的共享和传递。例如，一个工序可以引用其前置工序和后置工序，从而形成完整的工艺流程链。7.5.4引用的应用示例357.6属性集类型描述属性集类型定义属性集类型概念属性集类型是对一类事物共有属性的抽象描述，用于统一表达和管理这些属性的集合。属性集类型作用在制造装备集成信息模型中，属性集类型用于描述装备、部件、零件等对象的共有属性，支持属性的分类、检索和复用。基本属性集类型描述事物基本特征的属性集合，如装备的名称、型号、规格等。技术属性集类型描述事物技术特征的属性集合，如装备的技术参数、性能指标等。管理属性集类型描述事物管理特征的属性集合，如装备的制造商、生产日期、维护记录等。030201属性集类型分类属性集类型应用属性集类型实例化根据实际需求，从属性集类型中选取相应的属性，实例化为具体的属性集，用于描述具体的事物。01属性集类型扩展当现有属性集类型无法满足需求时，可以基于现有类型进行扩展，定义新的属性集类型。02属性集类型关联不同类型的属性集之间可以建立关联关系，形成属性集网络，支持更复杂的信息表达和查询。03367.7方法类型描述7.7.1方法类型的定义通过方法类型的定义，可以实现对制造装备中各种功能操作的统一描述和管理，提高模型的通用性和可扩展性。作用方法类型是指在制造装备集成信息模型中，用于描述各类操作、计算或处理过程的一种抽象分类。定义根据功能划分可将方法类型划分为加工方法、检测方法、装配方法、控制方法等，每种方法类型下可进一步细分出具体的方法实例。根据执行主体划分7.7.2方法类型的分类可将方法类型划分为由设备执行的方法、由人员执行的方法和由系统自动执行的方法等。01027.7.3方法类型的属性01用于标识方法类型的唯一名称，应简洁明了地反映方法的核心功能。对方法类型的详细说明，包括方法的功能、输入参数、输出参数、执行步骤等信息。描述方法类型与其他模型元素（如设备、人员、物料等）之间的关联关系，以及方法类型之间的依赖和调用关系。0203名称描述关联关系01方法库管理通过建立完善的方法类型体系，可以构建出丰富的方法库，为制造装备的功能实现提供灵活多样的方法选择。模型集成与协同在制造装备集成信息模型中，不同设备和方法之间需要实现协同工作，方法类型的统一描述和管理有助于实现模型的高效集成和协同运行。智能化制造支持随着智能制造技术的不断发展，制造装备需要具备更高的自主决策和执行能力，方法类型的定义和应用可以为智能化制造提供有力的支持。7.7.4方法类型在模型中的应用0203377.8方法集类型描述方法集概念方法集是指一组相关方法的集合，用于实现制造装备集成信息模型中的特定功能或任务。方法分类根据功能的不同，方法集可以分为数据处理方法、控制方法、优化方法等。方法集定义通用性方法集应具有一定的通用性，能够适应不同类型制造装备的需求。可扩展性方法集应支持动态添加新方法，以满足不断变化的制造需求。易用性方法集的接口和调用方式应简洁明了，便于开发人员使用和维护。030201方法集特性优化方法应用在制造过程中，通过优化方法对生产计划、调度策略等进行优化，提高生产效率和资源利用率。数据处理方法应用在制造装备运行过程中，通过数据处理方法对采集到的数据进行清洗、转换和分析，提取有价值的信息。控制方法应用在自动化生产线中，通过控制方法对制造装备进行精确控制，实现生产过程的自动化和智能化。方法集应用示例387.9组件类型描述组件类型指制造装备中可重复使用的、具有特定功能的模块或单元的类型。类型分类组件类型定义根据功能和用途，组件类型可分为控制组件、动力组件、执行组件、传感组件等。0102名称与标识符为每种组件类型分配唯一的名