GBT 18975.2-2008 工业自动化系统与集成 流程工厂(包括石油和天然气生产设施)生命周期数据集成 第2部分:数据模型.docx
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1、ICS 25 040 40 L 67 中华人民共和国国家标准 GBT 1 89752-2008ISO 1 59262:2003 工业自动化系统与集成 流程工厂(包括 石油和天然气生产设施)生命周期 数据集成 第2部分:数据模型 Industrial automation systems and integration-Integration of lifecycle data for process plants including oil and gas production facilities-Part 2:Data model (IS0 1 5926 2:2003,IDT)2008-1
2、007发布 2009-0401实施 中车国瞀国粥家紫标准瓣化警管麟理委瞥员星会发“1布”囝固 CBI 189752-2008ISO 159262:2003 目 次 前言 1范围 2规范性引用文件 -3术语、定义和缩略语 -31术语和定义 -32缩略语 4基本概念和假设 41概念数据模型 -42数据模型设计 -43系统标识符 “44记录管理信息 45文档约定 -46数据模型概念 一 47可能个体 48类 49功能映射 410其他用户定义关系 5生命周期集成模式 5I 概述 52模式定义 附录A(规范性附录)信息对象注册 附录B(资料性附录)计算机可解释的列表 附录c(资料性附录)GBT 1665
3、611 EXPRESS应用一附录D(资料性附录)GBT 18975中集合理论的一些注附录E(资料性附录)分析association的应用和含义 -参考文献 -0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,筋够”珀巧矾明盯加伯 GBT 189752-2008ISO 15926-2:2003 刖 吾 GBT 18975工业自动化系统与集成 流程工厂(包括石油和天然气生产设施)生命周期数据集 成有下列部分:第1部分:综述与基本原理;第2部分:数据模型。本部分是GBT 18975的第2部分。本部分等同采用ISO 1 59262:2003工业自动化系统与集成流程工厂(包括石油和天然气生产设施)生命周期数据集成
4、第2部分:数据模型。本部分在技术内容和编写格式上与ISO 1 5926 2:2003保持一致根据GBT 11 2000,作了如下 编辑性改动,主要是:a)为了维护英文原义又便于了解名称代表的意义,对带下划线用EXPRESS语言描述的各黑体英文实体名,在本部分作为标题出现时以中文译名标出,在正文中以英文为主标出,在第一次 出现或必要时,将中文译名括起来放在英文原名之后。b)国际标准ISO I 5926的各部分被修改采用为我国的国家标准时,其编号是GBT 18975,对应的各部分在技术和使用上对等。但是考虑到与国家标准GBT 18975相配套的EXPRESS 描述,以及应用软件中各模式、实体、特性
5、、属性、函数等的表达需要,为了使配套应用软件在实际应用时,不发生因标准转化所带来的种种问题,本部分的所有EXPRESS描述以及由STEP开发工具自动生成的文件和EXPRESS-G图中的国际标准编号仍保持不变。本部分的附录A为规范性附录;附录B、附录C、附录D、附录E为资料性附录。本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国工业自动化系统与集成标准化技术委员会(SACT 1 59)归口。本部分起草单位:中国标准化研究院。本部分主要起草人:李文武、刘守华、何涛、詹俊峰。GBT 1 89752-2008IS0 1 59262:2003 工业自动化系统与集成 流程工厂(包括石油和天然气生产设施)生命周
6、期 数据集成第2部分:数据模型 1范围 为了用计算机表达流程工厂的技术信息,GBT 18975的本部分规定了一种概念性数据模型。本部分适用于:a)规定生产、加工和运输加工原料的技术条件。b)规定生产和加工所需原料的必要设施。包括以下部分:碳氢化合物加工与环境系统;一已注入气和水的环境以及注射系统;一石油与天然气产品输送系统;安全与控制系统;发电与供电系统;蒸汽产生与供给系统;结构;厂房和设施。c)为提供必需的生产和加工功能,对原料和设备进行描述和选择,包括有关市场可用的原料和设备、工厂设备的安装和投料试运转信息。d)生产和加工运转,包括生产条件及加工原料的消耗量、产量和质量。e)设备的维修和更
7、换。本部分不适用于:一厂房、生产设备和设施的建造。2规范性引用文件 下列文件中的条款通过GBT 18975的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成 协议的各方研究是否町使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件其最新版本适用于本 部分。GBT 7408数据元和交换格式信息交换 日期和时间表示法(GBT 7408 2005,ISO 8501:2000IDT)GBT 1 62621 信息技术抽象语法记法一(ASN1)第1部分:基本记法规范(GBT 1 62621 2006,ISOIEC 882
8、4 1:2002IDT)GBT 1 66561 工业自动化系统与集成 产品数据表达与交换 第1部分:概述与基本原理(GBT 1 665612008,ISO 103031:1994,MOD)GBT 1665611 工业自动化系统与集成 产品数据的表达与交换 第11部分 描述方法:EXPRESS语言参考手册(eqv GBT 1 665611 l 996,ISODIS】0303 1l:1 993)GBT 189751工业自动化系统与集成流程工厂(包括石油和天然气生产设施)生命周期数据集成第1部分:综述与基本原理(GBT 189751 2003,ISoDIs l 59261:2001MOD)GBT 1
9、 89752-2008IS0 1 59262:2003 3术语、定义和缩略语 31术语和定义 为方便本部分的描述下列术语和定义与所引用标准中的术语和定义重复。注:下面列出的定义完全出自于括号中所列标准中的定义例如_GBT 166561。引用标准中的定义是规范性的。这里的重复是资料性的这里的术语如果与引用文件中的术语相矛盾则以引用文件为准。311 类class 为了包括和不包括,基于一个或多个准则的事物种类或划分。注:类不必有任何成员(满足其成员准则的事物)。EGBT 189751 312 概念性数据模型conceptual data model ISOTR 9007”。定义的三层模式体系结构中
10、的数据模型,其数据结构的表达形式与任何物理存储或外部表达格式表达无关。注:根据IDEFIX规范改写。EGBT 189751 313 数据data 一种形式化的信息表达,它适合于人或计算机进行通信、解释或处理。V_GBT 1665611 314 数据存储器data store 为了将来的引用,允许存储数据的计算机系统。EGBT 189751 315 数据仓库data warehouse 为了提供集成的、无重复信息或冗余信息的数据集,把相关数据合并后保存在其中并支持许多不同 应用视图的数据存储器。GBT 189751 316 个体 individual 在空问和时间上存在的事物。注1:在这里,事物
11、是在某些致的逻辑范围内可以想象的,包括实际的、假设的、计划的、期望的或需要的个体。示例:系列号ABCl23的泵、gallersea发电站、JosephWhilwonh先生和恒星飞船“Enterprise”都是个体的例子。注2:有关个体概念的详细讨论参考本部分的47。GBT 189751 317 信 息 information 事实、概念或指令。GBT 166561,曰口曰 田田 GBT 189752-20081S0 159262:2003 318 流程工厂生命周期数据process plant life-cycle data 用计算机可处理的形式表达一个或多个流程工厂整个生命周期中的信息数据。
12、包括规划、设计、施工、运转、维护、停产和拆除。-GBT 189751 319 参考数据reference data 表达许多流程工厂所公用或许多用户所关心的类或个体信息的流程工厂生命周期数据。GBT 189751 32缩略语 下列缩略语适用于本部分。UTC协调世界时,又称为世界标准时间(原子时钟):Coordinated Universal Time 4基本概念和假设 41概念数据模型 第5章规定的数据模型是一个概念数据模型,图1显示了它与内部模型和外部模型之间的关系(参见GBT1897512003的52)内部模型或视图 l 内部或物理模型 图1三级结构 外部层 概念层 内部层 注1:概念数据
13、模型的术语定义在GBT 18975 l中,并且是以1SOTR 9007”3中描述的三种模式结构为基础。为了能使流程工厂生命周期中的信息集成起来本模型不包含那些只适合其中某些特定应用的信息约束。注2:数据集成意味着要把来自各自不同数据源的信息组合起来。形成能表达已知含义的一致数据集合。由于不 同数据源的范围之间有熏叠组合数据时需要识别其共性,重复的信息要去除,并且新的信息也要表示出来。为了成功的集成数据模型必须有包含所有可能或需要数据的结构。42数据模型设计 本数据模型在设计时与EPISTI,E(欧洲流程工业STEP技术联络执委会)开发的数据建模原则保 持一致。在定义概念模型时,这些原则控制了实
14、体数据类型、属性和关系的使用。这些原则有以下作用:模型实体数据类型是实体数据类型的整个子类型超类型层次结构的一部分。实体数据类型是一般化的表达了其成员稳定存在的性质并由此命名。属性信息通常是用实体数据类型的引用来表示。表示数字、字符和二进制模式的属性都用EXPRESS简单类型定义的。一关系和时间是用实体数据类型来表示的。GBT 189752-2008IS0 159262:2003 43系统标识符 数据模型中为每一个实体实例定义了一个人工的系统标识符thingid(事物标识)。每一个这样 的标识符都是EXPRESS字符串数据类型的成员,并且在给定系统的标识符集合中被限定是唯一的。系统 标识符是强
15、制的。对给定的系统中的每个实体实例,其标识符在其整个生命周期中都应当是一致的。示例:在一个管理海上平台设计和工程信息的数据库系统中,系统的标识符就应当在其所涉及的范围内是唯的。在系统中的每个系统标识符,应当被解释成对其所标识的thing(事物)的引用。其他用于特定thing的系统外部标识符,用class_oLidentification(标识类)实体数据类型来记录。44记录管理信息 数据模型为计算机中表示流程工厂模型信息的记录提供了受限持有的信息。这些记录管理数据可以用为每个实体实例给出的属性值来描述。这些信息包括以下内容:对产生自其他系统的记录,它被拷贝到当前系统时的13期和时间。该记录在其
16、原始系统中被初次创建的13期和时间。该记录在其原始系统中被初次创建时的创建人、组织和系统。该记录被逻辑删除的13期和时间。对被逻辑删除的记录,该记录被删除的原因,逻辑删除是指当记录在系统中以历史记录的形式 存在时,它就总会被视为一个非法语句。5212中给出了记录管理属性的定义。45文档约定 451实体和属性定义 46给出了数据模型的概念,第5章中给出形式化的描述。46描述了模型概念及其应用的例子。46中的描述补充了第5章的定义和实例,以及模型的精确描述。452图表 本章中用到了大量的图表来描述基本概念和假设,使用了以下三类图:时空图f 一以EXPRESS G惯例的子集为基础的模型图;实例图。4
17、521时空图 在用时空外延对实际时空中存在的具体切实对象进行建模时,常用图2来进行说明。3D 空间 擘肿同 图2时空图 时空图中有两条垂直的轴线,纵轴表示三维空间,横轴表示时间。时空外延则是用图上带边界的或 阴影的区域来表示。外延的左边界代表着外延的起始,右边界代表着外延的结束。上下边界之间的变化表示了空间外延的变化。4522模型图 模型图是用来说明模型的各部分,使其能被更好地解释和理解。模型图只限于表示:EXPRESS实体类型,EXPRESS子类和EXPRESS关系,并使用了合适的EXPRESS G符号。4 GBT 189752-2008IS0 159262:2003 示例:图3是一个模型图
18、的例子 图3模型图第5章中给出了这个模型的完整EXPRESSG图集。4523实例图 实例图是用来说明模型实体类型含义的。图4中描述了构成实例图时所使用的一些符号。一个可能个体的临时部件,其中“d”是其标识一个类,其中“-d”足其标识 一个归类关系,箭头指向类的成员一个特殊化关系圆圈指向子类 气竺!生一个关系,即不是归类也不是特殊化,角色l和2是该关系中的角色名 竺!V!唑!一个关系的类。其中“1d”是其标识 一个类,它是一种模型实体类型,其中“谢”是其标识 一个关系,无法用EXPRESS建模 E i一个多维对象的元秉表数字-z。标明r元素之间的顺序 图4实例图注解 图5是一个实例图的例子。其中
19、#1234所标识的对象是thing和泵的成员。“泵”是class(类)的 成员。thing和class都是模型中的实体类型。类 泵 事务#1234 图5例子图注解 注1:图4中的符号用于表示本部分中thing,实体数据类型classification(分类),specialization(特殊化),relation ship(关系)和class of relationship(关系类)的例子。注2:在本部分中,第5章中定义的模型实体数据类型被认为是类。这些类在图表中说明时,都会带方框。注3:在本章中如果实例图中的对象是实体数据类型或其直接、间接成员则认为该实例图是完整的。注4:本章中的实例图不
20、是为了标明模型在实际中将如何被示例化的。特别是大多数特定模型实体类型的成员关 系没有表示出来,一些实体类型的成员关系也可能被忽略了。5 GBT 189752-20081S0 159262:2003 46数据模型概念 46,1事物 数据模型由实体类型的子类N超类型层次结构组成。一个作为根的超类型thing它是代表任何事物的类。thing可划分成:possib】eindividual(可能个体),或 abstractobjects(抽象对象)。图6中显示了此层次结构最顶端的划分(见521和图177中)。图6模型子类型超类型层次结构的一部分 462可能的个体 possibleindividual是时
21、空中存在的thing(见6和526)。一个possibleindividual的特征是它的时空外延。任何两个个体的时空外延都不会完全相同。每天的现实事物,也就是人们常说的具体对 象,都是possibleindividual。示例:#1234号泵就是一个possibleindividual。IIN一个abstractobjects是时空中不存在的thlng。class、rela tionship和multidimensionalobject(多维对象)都是abstractobjects。463类 class是对thmg性质的理解,按照一个或多个条件(见522和图178),把thing划分成属于c
22、lass 的thing和不属于class的thing。class的特征是它的成员关系。任何两个class的成员关系不会完全 相同。示例l:我们已知的泵的概念就是一个class。class是全局的,没有时空外延。然而,class可以包含时间、空间作为条件。示例2:“六月的销售”就是一个class。464关系 Nqthing之间的relationship(见52i1和图187)。-if#部分中relationship被定义成有序对的分类。其上重复记录了另一个relationship。任何两个relationship类的有序对都不会完全相同。可以 按序给相关联的thing分配角色。示例1:“泵”和“
23、#1234”之间的有序对表示了claasificalion关系其中“泵是class,“#1234”是成员。本部分定义了relationship的显式子类型,覆盖了流程行业中的一些通常使用的关系。示例2:relationship的显式子类型有classificationspecialization,ifecycle_stage(生命周期阶段)和approval(批准)。465多维对象 一个multidimensionalobject是一个有序的thing列表(见524和图180)。列表中的thing可以 6 GBT 189752-2008IS0 15926-2:2003 是possibleind
24、ividual,class,relationship或其他nmhidimensionalobject。示例:表2 0,4 0,5 7是一个muhidimensionaloNect。multidimensionalobject元素的次序是用EXPRESS LIST聚集类型定义的。47可能个体 一个possibleindividual是时空中存在的thing,通常指一个具体的对象(见526和图182)。possibleindividual所包括的thing有:实际存在的或过去已经存在的;过去和将来可能存在的;假设的过去和将来都不存在。在本部分中一个possibleindividual相对应于一个特
25、定的时空外延。如两事物的时空外延完全 相同,则认为它们是同一事物。图7中的possibleindividual“#1234”的时空图说明了possibleindividual的普遍性质。图7可能个体的时空范围 图7中时空外延的实例图见图8。#1234 图8可能个体#1234的实例图 注:本部分中“可能个体”和“个体”都是用于时空外延的术语。471可能个体的组合 一个possibleindividual可能是另一个possibleindividual的一部分。组合或整体部分的形态 与possibleindividual是不同的class。整体部分用compositionofindividual(
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