ПНСТ 952-2024
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Цифровая промышленность. Системы промышленной автоматизации и интеграция
КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ЦИФРОВЫХ ДВОЙНИКОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СФЕРЫ
Часть 4
Обмен информацией
Digital industry. Industrial automation systems and integration. Conceptual model of digital twin for manufacturing. Part 4. Information exchange
ОКС 35.240.50
Срок действия с 2025-07-01
до 2027-07-01
1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью "Информационно-аналитический вычислительный центр" (ООО ИАВЦ) и Федеральным государственным бюджетным учреждением "Российский институт стандартизации" (ФГБУ "Институт стандартизации")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 459 "Информационная поддержка жизненного цикла изделий"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2024 г. № 104-пнст
4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений международного стандарта ИСО 23247-4:2021* "Системы автоматизации и интеграция. Структура ЦД производства. Часть 4. Обмен информацией" (ISO 23247-4:2021 "Automation system and integration - Digital twin framework for manufacturing - Part 4: Information exchange", NEQ)
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.
5 Некоторые элементы настоящего стандарта могут быть объектами патентных прав. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии не несет ответственности за установление подлинности каких-либо или всех таких патентных прав
Правила применения настоящего стандарта и проведения его мониторинга установлены в ГОСТ Р 1.16-2011 (разделы 5 и 6).
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии собирает сведения о практическом применении настоящего стандарта. Данные сведения, а также замечания и предложения по содержанию стандарта можно направить не позднее чем за 4 мес до истечения срока его действия разработчику настоящего стандарта по адресу: 117418 Москва, Нахимовский пр-т, д.31, к.2, и/или в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии по адресу: 123112 Москва, Пресненская набережная, д.10, стр.2.
В случае отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты" и также будет размещена на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)
Стандарты серии "Концептуальная модель цифровых двойников для производственной сферы" определяют структуру, обеспечивающую создание цифрового двойника (ЦД) физических элементов для производственной сферы, таких как персонал, оборудование, материалы, производственные процессы, производственные объекты, окружающая среда, продукты и сопроводительная документация.
ЦД (по ГОСТ Р 57700.37) разрабатывают и применяют на всех стадиях жизненного цикла (ЖЦ) изделия, изменяя на каждой стадии. ЦД помогает обнаруживать аномалии на всех этапах ЖЦ (научно-исследовательские разработки, опытно-конструкторские разработки, серийное производство, эксплуатация, утилизация). ЦД позволяет контролировать свой физический производственный элемент (ФПЭ), постоянно обновляя соответствующие операционные данные и данные о состоянии окружающей среды. Благодаря прозрачности процессов и их выполнению, обеспечиваемым ЦД, улучшаются все процессы всех этапов ЖЦ.
Тип производственной сферы, поддерживаемый представленной серией стандартов структурой, зависит от стандартов и технологий, доступных для моделирования физических производственных элементов. В различных областях производства допустимо применять собственные стандарты данных. Настоящий стандарт не предписывает использовать в качестве структуры конкретные форматы данных и протоколы связи.
Серия стандартов под общим наименованием "Концептуальная модель цифровых двойников для производственной сферы" состоит из следующих частей:
- часть 1. Общие положения и основные принципы разработки цифровых двойников производства;
- часть 2. Эталонная архитектура с функциональными представлениями;
- часть 3. Цифровое представление производственных элементов;
- часть 4. Технические требования к обмену информацией между сущностями в рамках эталонной архитектуры.
На рисунке 1 показана взаимосвязь четырех частей данной серии стандартов.
Рисунок 1 - Структура стандартов серии "Концептуальная модель цифровых двойников для производственной сферы"
В ПНСТ 952-2024 (приложения А-Д) представлены примеры использования, демонстрирующие структуру цифрового двойника производства.
Сценарии использования относятся к области дискретного производства, а ЦД моделируют на основе стандартов серии обмена данными модели продукта (STEP), определяющих способы представления информации о продукте, пригодной для интерпретации компьютером, и обмена данными о продукте и процессе (см., например, ГОСТ Р ИСО 10303-203-2003, ГОСТ Р ИСО 10303-239-2008, ГОСТ Р ИСО 10303-242-2019, ГОСТ Р ИСО/ТС 10303-421-2011, ГОСТ Р ИСО/ТС 10303-439-2016). В других областях допустимо использовать собственные стандарты и технологии. Например, в нефтегазовой промышленности для моделирования ЦД применяют стандарты серии ГОСТ Р ИСО 15926, а в строительстве - стандарты серии ГОСТ Р 10.0.02.
Настоящий стандарт определяет технические требования к обмену информацией между сущностями в рамках эталонной архитектуры.
Настоящий стандарт также охватывает требования к обмену информацией в следующих сетях:
- пользовательская сеть, соединяющая сущность пользователя и сущность цифровых двойников производства (ЦДП);
- сервисная сеть, соединяющая субсущности в рамках сущности ЦДП;
- сеть доступа, соединяющая сущность устройства связи с сущностью ЦДП и сущностью пользователя;
- бесконтактная сеть, соединяющая сущность устройства связи с ФПЭ.
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 62714-2* Формат обмена инженерными данными для использования в системах промышленной автоматизации. Стандартизированный формат обмена данными AutomationML. Часть 2. Библиотеки ролевых классов
________________
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ Р МЭК 62714-2. - Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ Р ИСО 10303-239 Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 239. Прикладные протоколы. Поддержка жизненного цикла изделий
ГОСТ Р ИСО 10303-242 Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 242. Прикладной протокол. Управляемое проектирование на основе модели 3D
ГОСТ Р ИСО 16100-1 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Профилирование возможности интероперабельности промышленных программных средств. Часть 1. Структура
ГОСТ Р ИСО 16100-2 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Профилирование возможности интероперабельности промышленных программных средств. Часть 2. Методология профилирования
ГОСТ Р ИСО 16100-3 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Профилирование возможности интероперабельности промышленных программных средств. Часть 3. Службы интерфейса, протоколы и шаблоны возможностей
ГОСТ Р ИСО 16100-4 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Профилирование возможности интероперабельности промышленных программных средств. Часть 4. Методы аттестационных испытаний, критерии и отчеты
ГОСТ Р ИСО 16100-5 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Профилирование возможности интероперабельности промышленных программных средств. Часть 5. Методология согласования конфигураций профилей с помощью многоцелевых структур классов возможностей
ГОСТ Р ИСО 16100-6 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Профилирование возможности интероперабельности промышленных программных средств. Часть 6. Службы и протоколы интерфейса для сопоставления профилей, основанных на многоцелевых структурах классов возможностей
ГОСТ Р ИСО 18828-2 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Стандартизированные процедуры проектирования производственных систем. Часть 2. Процесс непрерывного планирования производства
ГОСТ Р ИСО 18828-3 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Стандартизированные процедуры проектирования производственных систем. Часть 3. Информационные потоки в процессах производственного планирования
ГОСТ Р ИСО 18828-4 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Стандартизированные процедуры проектирования производственных систем. Часть 4. Ключевые показатели эффективности процессов планирования производства
ГОСТ Р МЭК 62264-1 Интеграция систем управления предприятием. Часть 1. Модели и терминология
ГОСТ Р МЭК 62264-2 Интеграция систем управления предприятием. Часть 2. Объекты и атрибуты
ГОСТ Р МЭК 62264-3 Интеграция систем управления предприятием. Часть 3. Рабочая модель управления технологическими операциями
ГОСТ Р МЭК 62264-5 Интеграция систем управления предприятием. Часть 5. Операции "бизнеспроизводство"
ГОСТ Р МЭК 62443-2-1 Сети коммуникационные промышленные. Защищенность (кибербезопасность) сети и системы. Часть 2-1. Составление программы обеспечения защищенности (кибербезопасности) системы управления и промышленной автоматики
ГОСТ Р МЭК 62443-3-3 Сети промышленной коммуникации. Безопасность сетей и систем. Часть 3-3. Требования к системной безопасности и уровни безопасности
ГОСТ Р МЭК 62714-1 Формат обмена инженерными данными для использования в системах промышленной автоматизации. Стандартизированный формат обмена данными AutomationML. Часть 1. Архитектура и общие требования
ПНСТ 949-2024 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Концептуальная модель цифровых двойников для производственной сферы. Часть 1. Общие положения и основные принципы
ПНСТ 950-2024 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Концептуальная модель цифровых двойников для производственной сферы. Часть 2. Эталонная архитектура
ПНСТ 951-2024 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Концептуальная модель цифровых двойников для производственной сферы. Часть 3. Цифровое представление производственных элементов
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 949-2024, ПНСТ 950-2024, а также следующий термин с соответствующим определением:
3.1 визуализация (visualization): Использование инструментов компьютерной графики и обработки изображений для отображения моделей или параметров процессов/объектов в виде, пригодном для восприятия человеком.
Примечание - В качестве примера можно привести визуальное отображение работы станка с числовым программным управлением (ЧПУ), на котором выполняется фрезерование алюминиевой заготовки.
В настоящем стандарте применены следующие сокращения:
ПЛК | - | программируемый логический контроллер;
|
САПР | - | система автоматизированного проектирования;
|
ФПЭ | - | физические производственные элементы;
|
ФС | - | функциональная сущность;
|
ЦД | - | цифровой двойник;
|
ЦДП | - | цифровой двойник производства;
|
ЧПУ | - | числовое программное управление;
|
3D PDF | - | переносимый формат документов для отображения 3D-содержимого (3-dimensional portable document format);
|
AAS | - | оболочка для управления активами (asset administration shell);
|
AES | - | передовой стандарт шифрования (advanced encryption standard);
|
AMF | - | формат файлов для аддитивного производства (additive manufacturing file format);
|
API | - | интерфейс прикладного программирования (application program interface);
|
AutomationML | - | язык разметки для автоматизированных систем (automation markup language);
|
B2MML | - | язык разметки для бизнес- и производственных систем (business to manufacturing markup language);
|
CAD | - | автоматизированное проектирование (computer aided design);
|
CAM | - | автоматизированное производство (computer aided manufacturing);
|
CBC | - | цепочно-блочное шифрование (cipher-block chaining);
|
CCM | - | счетчик с CBC-MAC (counter with CBC-MAC);
|
CFX | - | обмен данными на подключенном заводе (connected factory exchange);
|
COLLADA | - | формат для обмена проектными данными (collaborative design activity);
|
EASA | - | европейское агентство по безопасности полетов (European aviation safety agency);
|
ECDHE | - | протокол Диффи-Хеллмана на эллиптических кривых (elliptic-curve Diffie-hellman);
|
ERP | - | программный комплекс для управления организацией (enterprise resource planning);
|
EtherCAT | - | стандарт промышленной сети Ethernet для систем автоматизированного контроля (ethernet for control automation technology);
|
FAA | - | федеральное агентство воздушного транспорта (federal aviation administration);
|
FBX | - | формат файлов (filmbox);
|
HTTP
| - | протокол передачи гипертекста (HyperText Transfer Protocol);
|
IoT
| - | Интернет вещей (Internet of Things);
|
IPC
| - | межпроцессное взаимодействие (inter-process communication); |
ISA
| - | международное общество автоматизации (international society of automation); |
JSON
| - | формат обмена данными в Javascript (javascript object notation); |
JT
| - | формат обмена 3D-данными (jupiter tessellation);
|
LwM2M
| - | протокол межмашинного взаимодействия (lightweight machine to machine); |
MES
| - | система управления производством (manufacturing execution system);
|
MOM
| - | управление производственными процессами (manufacturing operations management);
|
MQTT
| - | протокол передачи телеметрических данных (message queuing telemetry transport);
|
MTConnect
| - | стандарт подключения оборудования (machine tool connect); |
OCF
| - | организация открытого взаимодействия (open connectivity foundation);
|
OPC-UA
| - | стандарт передачи данных в промышленных сетях с помощью унифицированной открытой платформы (open platform communication-unified architecture);
|
OpenGL
| - | открытая графическая библиотека (open graphics library); |
PLM
| - | управление жизненным циклом (product lifecycle management); |
PSK
| - | фазовая манипуляция (phase-shift keying);
|
QIF
| - | информационная система о качестве (quality information framework);
|
RAPINet
| - | протоколы передачи данных в автоматизированных системах для промышленных сетей Ethernet (real-time automation protocols for industrial ethernet);
|
RDF
| - | структура описания ресурсов (resource description framework); |
REST
| - | передача репрезентативного состояния (representational state transfer); |
RSA
| - | алгоритм Ривеста-Шамира-Адлемана (Rivest-Shamir-Adleman); |
SHA
| - | алгоритм криптографического хэширования (secure hash algorithm);
|
STEP
| - | standard for the exchange of product model data (стандарт для обмена данными о модели продукта);
|
STL
| - | библиотека стандартных шаблонов (standard template library); |
TSN
| - | синхронизирующиеся по времени сети (time-sensitive networking); |
URL
| - | единообразный указатель ресурса (uniforn resource locator); |
WebGL
| - | библиотека визуализации графики на веб-страницах (web graphics library); |
XML | - | расширяемый язык разметки (extensible markup language). |