"ПНСТ 994-2024 (ИСО 16400-3:2024). Предварительный национальный стандарт Российской Федерации. Умное производство. Каталоги поведения оборудования для виртуальной производственной системы. Часть 3. Руководство по созданию модели оборудования"
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 27.12.2024 N 125-пнст)

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным автономным образовательным учреждением высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") и Некоммерческим партнерством "Русское общество содействия развитию биометрических технологий, систем и коммуникаций" (Некоммерческое партнерство "Русское биометрическое общество") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 194 "Кибер-физические системы"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2024 г. N 125-пнст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 16400-3:2024 "Системы автоматизации и интеграция. Каталоги поведения оборудования для виртуальной производственной системы. Часть 3. Руководство по созданию модели оборудования" (ISO 16400-3:2024 "Automation systems and integration - Equipment behaviour catalogues for virtual production system - Part 3: Requirements and recommendations for construction of an equipment instance model", MOD) путем изменения отдельных фраз (слов, значений показателей, ссылок), которые выделены в тексте курсивом.

Внесение указанных технических отклонений направлено на учет потребностей национальной экономики Российской Федерации.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте, приведены в дополнительном приложении ДА

Серия стандартов "Умное производство. Каталоги поведения оборудования для виртуальной производственной системы" определяет каталоги поведения оборудования (КПО) и требования к КПО для формирования исполнительного файла, представляющего динамическое поведение экземпляра номинального или физического оборудования. Такой исполнительный файл играет важную роль при настройке виртуальных производственных систем, используемых для моделирования и проверки проектируемых производственных процессов, а также для мониторинга текущих производственных процессов. Методология КПО обеспечит эволюцию умного производства.

КПО является эффективным и стандартизированным способом предоставить информацию о динамическом поведении единицы оборудования.

В настоящем стандарте приведены рекомендации по построению модели оборудования с использованием элемента каталога поведения оборудования (КПО).

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ПНСТ 795-2022 (ИСО 16400-1:2020) Умное производство. Каталоги поведения оборудования для виртуальной производственной системы. Часть 1. Общие положения

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

В настоящем стандарте применены термины по ПНСТ 795-2022, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 руководство по построению (construction guideline): Руководство по созданию модели экземпляра оборудования из элемента КПО с использованием правил построения.

3.2 процессор построения (construction processor): Программный инструмент для создания модели экземпляра оборудования на основе элемента КПО со ссылкой на руководство по построению.

3.3 модель экземпляра оборудования (equipment instance model): Исполняемая модель, соответствующая спецификации элемента КПО.

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

XML - расширяемый язык разметки (eXtensible Markup Language);

XSL - расширяемый язык таблиц стилей (eXtensible Stylesheet Language);

XSLT - расширяемые преобразования языка таблиц стилей (eXtensible Stylesheet Language Transformations).

При создании интересующей виртуальной производственной системы модель экземпляра оборудования должна быть построена на основе соответствующего элемента КПО.

Модель экземпляра оборудования должна иметь следующие функциональные возможности:

- обрабатываемое описание потока поведения, указанного в элементе КПО.

Примечание - Поток поведения означает последовательность действий, выполняемых во время исполнения модели экземпляра оборудования;

- обрабатываемое описание формулы (формул) или математической(их) модели(ей);

- обрабатываемое описание внешних взаимодействий.

Производственная система создается на основе моделей экземпляра оборудования.

Модель экземпляра оборудования создается на основе соответствующего элемента КПО. Элементы КПО и шаблоны КПО регистрируются в общем репозитории (см. ПНСТ 795-2022, рисунок 4).

На рисунке 1 показаны три случая создания модели экземпляра оборудования. Все случаи должны рассматриваться в соответствии с руководством по построению.

Случай 1: если элемент КПО содержит физические данные определенного фактически существующего оборудования, строится модель экземпляра физического оборудования.

Случай 2: если элемент КПО содержит только номинальные данные, предназначенные для конкретного оборудования, но существуют конкретные физические данные, то при применении физических данных к соответствующему элементу КПО строится модель экземпляра физического оборудования.

Случай 3: если элемент КПО содержит только номинальные данные, предназначенные для определенного оборудования, строится модель экземпляра номинального оборудования.

Модель экземпляра оборудования должна быть построена с использованием руководства по построению. Руководство по построению применимо к трем вышеуказанным случаям.

Процессор построения целевой среды, в которой будет выполняться модель экземпляра оборудования, принимает элемент КПО в качестве входных данных и создает модель экземпляра оборудования.

В зависимости от того, содержит элемент КПО номинальные данные или физические данные, может быть три случая, в которых модель экземпляра оборудования создается процессором с использованием руководства по построению, как показано на рисунке 2.

Руководство по построению представляет собой правила построения. Правила построения подробно описаны в 7.2. Процедуры построения должны быть реализованы в процессоре построения в соответствии с руководством. Процедуры построения выполняются процессором, который принимает элемент КПО для построения модели экземпляра оборудования. На рисунке 3 показан процессор построения, основанный на руководстве по построению.

Элемент КПО - это экземпляр шаблона КПО, который включает в себя описания заголовка, набора свойств, поведения и внешних взаимодействий. Модель экземпляра оборудования создается на основе элемента КПО и связанных данных конструкции оборудования (номинальные данные) или связанных данных отдельного оборудования (физические данные).

Правила построения модели экземпляра оборудования состоят из следующих правил:

- правило 1 - для описания общей информации в модели экземпляра оборудования используется заголовок элемента КПО;

- правило 2 - для описания свойств, которые можно обрабатывать в модели экземпляра оборудования, используется набор свойств элемента КПО;

- правило 3 - для описания состояния модели экземпляра оборудования используется каждое состояние поведения элемента КПО;

- правило 4 - для описания перехода состояния модели экземпляра оборудования используется каждый переход состояния поведения элемента КПО;

- правило 5 - для описания процедуры при состоянии и/или переходе состояния модели экземпляра оборудования используется каждое внешнее взаимодействие элемента КПО.

Требуемые функциональные возможности для модели экземпляра оборудования, описанной в разделе 5, должны быть реализованы в соответствии с правилами построения следующим образом:

- описание общей информации для модели экземпляра оборудования создается по правилу 1;

- обрабатываемое описание потока поведения создается по правилам 2, 3 и 4;

- обрабатываемое описание формулы (формул) или математической модели(ей) создается по правилам 2 и 3;

- обрабатываемое описание внешних взаимодействий создается по правилу 5.

В приложении A показаны три примера элементов КПО. В приложении B показан пример реализации процессора построения для элементов КПО в приложении A.

Структура линии литья под давлением показана на рисунке A.1. Линия литья под давлением состоит из машины для литья под давлением, включая пресс-форму, робота для извлечения пресс-форм и контроллера температуры пресс-формы. Пример элементов КПО с использованием шаблонов КПО описан в A.2 - A.4. Эти элементы КПО используются для построения моделей экземпляров оборудования процессором построения в приложении B.

В ПНСТ 908-2023 (пункт C.2) представлен пример шаблона КПО машины для литья под давлением. Пример элемента КПО, использующего этот шаблон КПО, можно описать с помощью XML следующим образом.

В ПНСТ 908-2023 (пункт C.3) представлен пример шаблона КПО робота для извлечения пресс-форм. Пример элемента КПО, использующего этот шаблон КПО, можно описать с помощью XML следующим образом.

В ПНСТ 908-2023 (пункт C.4) представлен пример шаблона КПО контроллера температуры пресс-форм. Пример элемента КПО, использующего этот шаблон КПО, можно описать с помощью XML следующим образом.

На рисунке B.1 показан пример построения модели экземпляра оборудования в целевой мультиагентной среде NetLogo.

Процессор построения соответствует процессору XSLT. Процессор построения - это своего рода программное обеспечение, которое принимает элемент КПО (*.xml) в качестве входных данных, выполняет процедуру построения (*.xsl) и создает модель экземпляра оборудования (*.nlogo). Процессор построения обрабатывает определенные закономерности, описанные в правилах построения. На основе найденного шаблона процессор построения выполняет построение, связанное с совпавшим шаблоном. Полученный результат представляет собой модель экземпляра оборудования.

Процедура построения с использованием правил построения в NetLogo:

- шаг A. Модель экземпляра оборудования создается так, чтобы в элементе КПО была указана общая информация на основе правила построения 1. Процедура шага A представляет собой ту же последовательность, что и блок-схема применения правила 1, обозначенная a) и b) на рисунке B.2, и помечена как Step A в следующем коде XLST. Когда процедура шага A выполняется процессором построения, создается общая информация, такая как имя шаблона КПО и идентификатор шаблона КПО. Правило 1 состоит из следующих элементов XSL:

- элементы XSL: <xsl:value-of select>, <xsl:text>.

Следующий код XSLT является примером шага A с использованием правила 1.

- шаг B. Модель экземпляра оборудования создается так, чтобы иметь обрабатываемое описание каждого элемента набора свойств, указанного в элементе КПО, на основе правила построения 2. Процедура шага B представляет собой ту же последовательность, что и блок-схема применения правила 2, обозначенная a), b), c) и d) на рисунке B.3, и отмечена как Step B в следующем коде XLST. Когда процедура шага B выполняется процессором построения, все переменные определяются и устанавливаются в качестве начальных значений или значений по умолчанию. Правило 2 состоит из следующих элементов XSL и ключевых слов NetLogo:

- ключевые слова NetLogo: to ... end, set

- элементы XSL: <xsl:for-each select>, <xsl:if test>, <xsl:value-of select>, <xsl:text>.

Следующий код XSLT является примером шага B с использованием правила 2.

- шаг C. Модель экземпляра оборудования создается так, чтобы иметь обрабатываемое описание каждого состояния поведения и/или каждого внешнего взаимодействия, указанного в элементе КПО, на основе правил 3 и 5. Процедура шага C представляет собой ту же последовательность, что и блок-схема применения правила 3, обозначенная a), b), c) и i), и блок-схема применения правила 5, обозначенная буквами d), e), f), g) и h) на рисунке B.4, и отмечена как шаг C в следующем коде XLST. Когда процедура шага C выполняется процессором, реализуются все процедуры состояния поведения(й) и/или внешнего взаимодействия(й). Правила 3 и 5 состоят из следующих элементов XSL и ключевых слов NetLogo:

- ключевые слова NetLogo: to ... end, wait, if, ifelse, set

- элементы XSL: <xsl:for-each select>, <xsl:variable name>, <xsl:if test>, <xsl:valueof select>, <xsl: text>, <xsl:apply-templates select>.

Следующий код XSLT является примером шага C с использованием правил 3 и 5.

- шаг D. Модель экземпляра оборудования создается так, чтобы иметь обрабатываемое описание каждого перехода состояния поведения и/или каждого внешнего взаимодействия, указанного в элементе КПО, на основе правил 4 и 5. Процедура шага D представляет собой ту же последовательность, что и блок-схема применения правила 4, обозначенная a), b), c) и i), и блок-схема применения правила 5, обозначенная d), e), f), g) и h) на рисунке B.5, и отмечена как шаг D в следующем коде XLST. Когда процедура шага D выполняется процессором построения, реализуются все процедуры перехода состояний поведения(й) и/или внешнего их взаимодействия(й). Правила 4 и 5 состоят из следующих элементов XSL и ключевых слов NetLogo:

- ключевые слова NetLogo: to ... end, wait, if, ifelse, set

- элементы XSL: <xsl:for-each select>, <xsl:variable name>, <xsl:if test>, <xsl:value-of select>, <xsl: text>.

Следующий код XSLT является примером шага D с использованием правил 4 и 5.