国家标准 GB/T35122一2017 制造过程物联的数字化模型信息表达规范 Informationexpressionspeeifieationfordigitalmodelofinternetofthings inmamwfaeturimgpreeses 2017-12-29发布 2018-07-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/35122一2017 前言本标准按照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标准由机械工业联合会提出本标准由全国自动化系统与集成标准化技术委员会(SAC/TC159)归口本标准起草单位;北京机械工业自动化研究所、清华大学、机电一体化技术应用协会本标准主要起草人:杨秋影、黄双喜、黎晓东,尹作重、杜峻、王海丹、孙洁香、王继宏
GB/T35122一2017 引言制造过程物联技术的发展对传统的生产模式产生了深刻的影响通过将网络、嵌人式、RFID,传感器等电子信息技术与制造技术相融合,可以实现制造过程中制造资源与信息资源的动态感知、处理与控制由于制造过程涉及不同的制造要素,如物料、在制品、设备、工装、辅料、厂房以及相关制造和管理人员等,需要对这些制造要素所包含和产生的各类数据进行采集、处理和集成为实现对制造过程信息的统一管理,以及透明化访间,需要建立一个统一的数据模型及表达方式对整个制造过程所包含的信息进行建模和描述,为制造过程物联系统中的各项功能的实现提供全面可靠的数据支持
GB/35122一2017 制造过程物联的数字化模型信息表达规范范围本标准规定了制造过程物联系统的信息模型、制造过程物联系统信息模型的面向对象描述和制造过程物联信息的XMI表示方式本标准适用于制造过程物联系统的设计、开发及相关数据库的设计术语和定义下列术语和定义适用于本文件 2.1 制造过程物联数字化模型deitalmdlelfinmt nternetofthingsinmanufaeturingproeesses 基于制造物联网的各类制造对象及制造过程的数字化描述 2.2 对象模型objeetmode 以面向对象的思想为基础,通过对问题进行抽象,构造出一组相关的模型,这些模型描述了现实世界中“类与对象”以及它们之间的关系,表示了目标系统的静态数据结构,从而能够全面地捕捉问题空间的信息 2.3 车间数据对象模型objectmodelfor Or nksp data 按照面向对象的建模方法,分别对车间的物理域、状态域、能力域进行基于对象封装的ExPRESs 语言描述和表达,建立的规范统一的对象模型 2.4 任务数据对象模型objectmodeltortaskdata 为系统提供任务建模的结构,将制造过程物联车间的任务过程结构化定义,实现对每个加工工位任务数据的统一描述 2.5 工艺数据对象模型objetmundlelorpwss data 通过对加工工艺文件进行结构化定义,统一描述每道加工工序数据 2.6 质量数据对象模型objeetmdelforqualitydata 将车间的质检标准进行层次化结构描述,并定义产品质量的标准值 2. 在制品数据对象模型objeetmodelforwIPdata 产品结构方面的基本数据,包括零件图号零件材料以及零件规格等属性参数缩略语下列缩略语适用于本文件 wIP:车间生产管理(worklnProcess) xML;可扩展标记语言(Extensbe.MarkpLanwge)
GB/T35122一2017 制造过程物联数据模型管理体系制造过程物联的数据管理系统的体系结构主要包括用户界面层、系统支撑层、集成接口层、数据管理系统核心功能层、制造过程物联制造数据模型层以及制造过程物联现场制造数据采集层,见图1 制造过程物联现场制造数据采集层生产可智能对象中间件视化在制品数质检数据人员数据设备数据工装数据据采集采集采集采集采集制造过程物联制造数据模型层现场制造实时数据与基础数据的融合系统支撑层质检数在制品设备数工装数计算机硬数据据据件、操作系统、网络、用户界面层数据库系统、安全防护体系数据管理系统核心功能层数据采集模块数据流程控制数据统计分析物料信息管理员工信息管理机床信息管理工艺信息管理质量信息管理系统维护集成接口层应用系统图1制造过程物联数据管理系统结构图制造过程物联系统的数据对象 5 5.1车间数据对象模型制造过程物联车间数据对象模型可以分为任务数据模型、工艺数据模型、质量数据模型、资源数据模型(设备数据模型,人员数据模型,工装数据模型)以及在制品数据模型,见图2 车间数据对象模型的数据信息表达参见附录A
GB/35122一2017 [l:n] Il:nl 制造过程物联的车间数粼对象模型属性数据在制品数据模型 l1:nl [1:nl Il:n] 产品数据模型资部数据模型任务数据模型 [l:n] l:n] 设备数据模型工艺数据模型 [l:nl 人员数据模型 Il:n [1:nl 质量数据模型工装数据模型图2制造过程物联的车间数据对象模型 5.2任务数据对象模型任务数据对象模型是为系统提供任务建模的结构,对制造过程物联车间的任务过程结构化定义,并对每个加工工位任务数据和历史任务数据的统一描述通过定义工位任务数据的任务检索条件将每次工位任务所需要的工艺文件、质量标准以及零件图相匹配,定义任务的加工精度、目标产量、加工效率以及产品的交货期等目标工位任务数据模型描述了当前时间属性的工人编码,在制品编码,见图3. 任务数据对象模型历史任务数据车间任务数据计划时间生产作业计划工位任务数据开始时间任务检索任务目标任务进度当前状态加工精度工艺文竹计划完成时间工人产量质检标准预计完成时间在制品零件图加工效率完成百分比机床工装交货期限历史统计图3制造过程物联的任务数据对象模型
GB/T35122一2017 5.3工艺数据对象模型工艺数据对象模型是对加工工艺文件进行结构化定义,包括切削工艺、铸造工艺.磨削工艺、焊接工艺、热处理工艺和其他工艺;工序数据中包括加工工时、技术要求和当前状态,见图4 切削工艺工艺数据对象模型铸造工艺加工工时磨削工艺焊接工艺技术要求工序数据热处理工艺当前状态其他工艺图4制造过程物联的工艺数据对象模型 5.4质量数据对象模型质量数据对象模型将车间的质检标准进行层次化结构描述并定义产品质量的标准值定义产品在车间的成品质检标准,部件质检标准,零件质检标准对于工序质检,通过定义质检状态,关联每道工序的质检员、质检仪器、质检时间、质检结果同时定义工序的质检标准、质检规则和不合格处理规则统一返工、报废等不合格检验处理的数据结构,见图5 质量数揭对象模型质检状态成品质检标准质检员部件质检标准工序质检质检仪器零件质检标准质检标准质检时间质检规则质检结果不合格处理规则返工处理功能质检公差检测报废处理尺寸检测精度检测图5制造过程物联的质量数据对象模型
GB/35122一2017 5.5在制品数据对象模型在制品数据对象模型是车间产品数据模型中具有其产品结构方面的基本数据,包括零件图号、零件材料以及零件规格等属性参数,模型中对在制品相关的统计数据、历史数据以及状态数据进行结构化描述,包含在制品制造周期中的任务状态、工艺状态、工序状态,质检状态以及质检结果的定义,见图6 工位编号刀具编号报废率返修率合格率工人编号机床编号任务状态工位任务工时历史数据工艺状态工艺要求状态数据产品数据模型在制品数据对象模型工序状态质检状态产品功能产品结构基本数据统计数据质检结果质检规则加工进度库存量工位级缓冲量零件图号零件材料零件规格图6制造过程物联的在制品数据对象模型 5.6资源数据对象模型资源数据对象模型包括制造过程物联车间内的设备、工装、人员,设备数据模型包括基本属性、运行状态、使用历史和维修记录,静态描述包括设备的主要技术参数、规格、最大加工尺寸,加工精度、制造能力、使用历史记录等;动态描述包括设备负荷率、运转状态、设备故障时间、故障原因工装类的数据模型对设备的基本属性信息,历史信息、维护信息、技术参数以及库存信息统一描述人员类的数据模型对其基本属性、当前状态、历史记录以及职能技能方面的描述,见图7
GB/T35122一2017 资源数据对象模型 I1:n 【l:n] l:n 设备数据模型工较数据模型人员数据模型姓名基本属性编码基本属性 [l:n 编码故障时间机床编码部件1 当前状态运行状态在制品编码工位编码 ll:nl 历史记录部件2 使用历史 Il:nl 职能技能编吗时间故障时间部件3 维修记录制透能力图7制造过程物联的资源数据对象模型 6 制造过程物联的多视图数据模型在制造过程物联的车间数据管理系统中,不同的系统使用角色需要处理不同的数据信息,为了满足各种角色对数据访问的需求,基于以上描述的制造过程物联的车间数据对象模型、任务数据对象模型、工艺数据对象模型质量数据对象模型、在制品数据对象模型以及资源数据对象模型,完成对制造过程物联车间数据管理的多视图转换表达,见图8
GB/35122一2017 质量产品资测实时数据视图制选过程物联数据模型过程数据视图统计数据视图历史数据视图图8制造过程物联的多视图数据模型
GB/T35122一2017 附录资料性附录) 基于XM的制造过程物联系统数据模型的信息表达 XM语言是实现制造数据网络化表达以及异构数据库交互集成的最佳选择,可以在制造过程物联的车间数据管理系统中更好地描述和使用车间现场的制造数据信息下面给出了车间数据对象模型的XML表达 xnmlversion="1.0”encoding="utf8"? xs;schemaid="xXMLSechema_datatmode!"elementFormDefault="qualfied" /XML.Sehema")>!--XML 命名域空间引用-) "http://www.w3.org/2001 XmlnS:XS u")(！-资源定义复杂数据类型--) complexTypename="plant_resource" sequence type="machine")!--机床定义复杂数据类型 name -- ofL_machine" te ="frock" name of_Irock”type= ar"八y name oL_worker"type="worker" "id" name type="identifer")>(!--资源编号定义简单数据类型--)》 "label"八 name”type= deseription”type="ext_seleet") name= vpe "identifier">(!-定义型简单数据类型-) simpleIypename= KS;restrictionbase= "xs;integer">(!-数据类型为整数型-- "5”)(!--长度为5-- lengthvalue Srestrictio S;simpleIype xs;simpleTypename="text_seleet">(!-文本选择简单数据类型-- " restrictionbase "xs;string' enumerationvalue-"7”>(!-枚举数为7--) S;restrlction xs;simpleType xs;simpleTypename="abel">(!-标签简单数据类型- xs;restrictionbase="xs;string" xs:lengthvalue="5" /xs:restriction》 /xs;simpleType

制造过程物联的数字化模型信息表达规范GB/T35122-2017解读

数字化模型信息表达规范GB/T35122-2017是我国制造业领域的一项标准，旨在建立一套通用的数字化模型信息表达方式，促进数字化生产、数字化管理和数字化服务的深度融合。

一、规范的背景与意义

数字化模型是数字化制造的基础和关键环节，它将实体产品转换为数字化数据，并提供了数字化设计、加工、检测等各个环节所需的信息。然而，在数字化制造过程中，不同厂商、不同系统之间的数字化模型信息表达方式千差万别，这导致了数字化制造场景的互操作性问题。为了解决这一问题，GB/T35122-2017标准于2017年发布，其主要目标是建立一套通用的数字化模型信息表达方式，使得不同系统之间可以互相传递、转换和使用数字化模型信息。

规范的发布对于推进我国制造业数字化发展具有重要意义。一方面，数字化模型信息表达规范的推广可以促进数字化生产、数字化管理和数字化服务的深度融合，提高制造效率和质量；另一方面，规范的制定也有助于推动我国制造业与国际标准的接轨，提升我国在全球数字化制造领域的竞争力。

二、规范内容解析

GB/T35122-2017标准主要包括以下内容：

术语和定义：明确了数字化模型信息表达所需涉及的术语和定义。
符号和单位：规定了数字化模型信息表达中所需使用的符号和单位。
数字化模型信息表达基本原则：包括数字化模型信息表达的一般原则、可读性原则、标准化原则等。
数字化模型信息表达格式：规定了数字化模型信息表达的格式和组成方式，包括数字化模型信息表达的层次结构、属性表达方式、关系表达方式等。
数字化模型信息表达方法：描述了数字化模型信息表达的具体方法和过程，包括数字化模型信息表达的输入、输出和转换等。

三、应用案例分析

GB/T35122-2017标准目前已经在我国多个制造业领域得到了广泛应用。例如，在汽车制造领域，数字化模型信息表达规范可以实现设计数据与加工数据之间的流畅转换，提高生产效率和产品质量。在机床行业中，该规范可以帮助不同品牌的数控系统之间实现数字化模型信息的互通。

四、总结

GB/T35122-2017数字化模型信息表达规范的推出，为我国制造业的数字化转型提供了重要支撑。该规范的广泛应用可以实现不同系统之间数字化模型信息的互通和转换，并促进数字化生产、数字化管理和数字化服务的深度融合。随着制造业数字化程度的不断提高，GB/T35122-2017标准也将在更多的领域得到应用和推广，为中国制造业的发展注入新的动力。