GB/T 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

ICS2504040

L67

囝固

中华人民共和国国家标准

115926—2：2003

GB／T8975．2--2008／ISO

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

andof

Industrialautomationintegration--Integrationlife‘cycle

systems

dataforoilandfacilities--

processplantsincludinggasproduction

Partmodel

2：Data

15926

(IS02：2003，IDT)

2008-10—07发布

车瞀粥紫瓣警麟瞥星发布中国国家标准化管理委员会“1”

CB／I18975．2--2008／ISO15926—2：2003

目次

前言……………··…………·

1范围……………·………·

2规范性引用文件………………·…·……·……·………-

3术语、定义和缩略语…·······……………-Ⅲ●●0

3．1术语和定义………·………………····…·…………·-0

3．2缩略语………………··0

4基本概念和假设………··………………0

4．1概念数据模型…………··…··………-0

4．2数据模型设计………………·………-0

4．3系统标识符…………“0

4．4记录管理信息………··0

4．5文档约定……………-·0

4．6数据模型概念…···…………………·一

4．7可能个体…………………··…………

4．8类………···………·…·…·…··…·……

4．9功能映射…·…·………·

4．10其他用户定义关系………·………··

5生命周期集成模式……·………………．．

5．I概述…···………………

5．2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……………··

16656．11

附录c(资料性附录)GB／TEXPRESS应用·一

附录D(资料性附录)GB／T18975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，筋够”珀巧％矾明∞盯加伯

GB／T18975．2--2008／ISO15926-2：2003

刖吾

GB／T18975《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。

15926—2：2003《工业自动化系统与集成

本部分是GB／T18975的第2部分。本部分等同采用ISO

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》。

159261．12000，作了如下

本部分在技术内容和编写格式上与ISO2：2003保持一致．根据GB／T

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)I18975．×，对

国际标准ISO5926的各部分被修改采用为我国的国家标准时，其编号是GB／T

应的各部分在技术和使用上对等。但是考虑到与国家标准GB／T

描述，以及应用软件中各模式、实体、特性、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。

1

本部分由全国工业自动化系统与集成标准化技术委员会(SAC／T59)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。

115926—2：2003

GB／T8975．2--2008／IS0

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

1范围

18975的本部分规定了一种概念性数据模型。

为了用计算机表达流程工厂的技术信息，GB／T

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GB／T18975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。

74082005，ISO8501：

GB／T日期和时间表示法(GB／T

7408数据元和交换格式信息交换

2000．IDT)

GB／T16262．116262．1

信息技术抽象语法记法一(ASN．1)第1部分：基本记法规范(GB／T

8824

2006，ISO／IEC1：2002．IDT)

16656．1

GB／T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

1

(GB／T6656．1—2008，ISO10303—1：1994，MOD)

GB／T16656．11第11部分描述方法：

工业自动化系统与集成产品数据的表达与交换

993)

GB／T16656．11l996，ISO／DIS】03031l：1

EXPRESS语言参考手册(eqv

GB／T18975．1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

l5926—1：2001．MOD)

18975．12003，ISo／DIs

集成第1部分：综述与基本原理(GB／T

115926—2：2003

GB／T8975．2--2008／IS0

3术语、定义和缩略语

3．1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[_GB／T16656．1]。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。

3．1．1

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)。

EGB／T18975．1]

3．1．2

datamodel

概念性数据模型conceptual

ISO／TR

9007”。定义的三层模式体系结构中的数据模型，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Ⅲ改写。

18975．1]

EGB／T

3．1．3

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_GB／T16656．11

3．1．4

store

数据存储器data

为了将来的引用，允许存储数据的计算机系统。

EGB／T18975．1]

3．1．5

warehouse

数据仓库data

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。

[GB／T18975．1]

3．1．6

个体individual

在空问和时间上存在的事物。

注1：在这里，事物是在某些～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。

注2：有关个体概念的详细讨论参考本部分的4．7。

18975．1]

[GB／T

3．1．7

信息information

事实、概念或指令。

16656．1]

[GB／T

，

15926—2：2003

GB／T18975．2--2008／1S0

3．1．8

data．

流程工厂生命周期数据processplantlife-cycle

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。包括规划、设计、

施工、运转、维护、停产和拆除。

[-GB／T18975．1]

3．1．9

data

参考数据reference

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。

[GB／T18975．1]

3．2缩略语

下列缩略语适用于本部分。

UniversalTime

UTC协调世界时，又称为世界标准时间(原子时钟)：Coordinated

4基本概念和假设

4．1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GB／T18975．1—2003的5．2)

内部模型或视图

曰口曰外部层

{l{

概念层

田田内部层

内部或物理模型

图1三级结构

18975

注1：概念数据模型的术语定义在GB／Tl中，并且是以1SO／TR9007”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。

4．2数据模型设计

持一致。在定义概念模型时，这些原则控制了实体数据类型、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。

GB／T

18975．2--2008／IS015926—2：2003

4．3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——thing．id(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。

4．4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。

5．2．1．2中给出了记录管理属性的定义。

4．5文档约定

4．5．1实体和属性定义

4．6给出了数据模型的概念，第5章中给出形式化的描述。4．6描述了模型概念及其应用的例子。

4．6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。

4．5．2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。

4．5．2．1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。

4．5．2．2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EXPRESSG符号。

4

GB／T

18975．2--2008／IS015926—2：2003

示例：图3是一个模型图的例子

图3模型图

第5章中给出了这个模型的完整EXPRESS—G图集。

4．5．2．3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!!!／≮唑!一个关系的类。其中“1d”是其标识

V

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

———Ei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

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

of

ship(关系)和classrelationship(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

GB／T

18975．2--2008／1S015926—2：2003

4．6数据模型概念

4．6，1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】e—individual(可能个体)，或

…abstract—objects(抽象对象)。

图6中显示了此层次结构最顶端的划分(见5．2．1和图177中)。

图6模型子类型／超类型层次结构的一部分

4．6．2可能的个体

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possible—individual。

tionship和multidimensional—object(多维对象)都是abstract—objects。

4．6．3类

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。

4．6．4关系

按序给相关联的thing分配角色。

示例1：“泵”和“#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。

4．6．5多维对象

6

GB／T18975．2--2008／IS015926-2：2003

示例：表[20，40，57]是一个muhidimensional—oNect。

multidimensional—object元素的次序是用EXPRESSLIST聚集类型定义的。

4．7可能个体

possible—individual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。

相同，则认为它们是同一事物。

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。

4．7．1可能个体的组合

relationship的一个子类型(见5．2．6．5和图182)．如图9所示。

图9个体关系的组合

示例：设想一台离心泵的叶轮安装到泵上的时间是泵和叶轮时间外延的一郭分，如图10所示。外延o

#5678分别代表叶轮和泵，其交集#9012既是叶轮的一部分也是泵的一部分。

GB／T18975．2--2008／15015926—2．2003

图10时空外延的交集

#1234和#j678的一部分。

图11个体组合实例图

4．72个体的临时部件

al被称为临时部件。隆I12中显示了临时部件的胜质。

注：状态和子状态是通常用来等同于临时部件的术语。

图12临时部件

individual的子类型，如图13所示。

表示临时部件的实体数据类型被定义为composition—of

15926—2：2003

GB／T18975．2--2008／ISO

图13临时整体部件关系

whole_part(f|缶时整体部件)关系。

㈨≯

GB／T18975．2--2008／IS015926—2：2003

图1

何次序和方向，只是用来区分参与连接的不同个体。

图16个体连接

示例1：图17显示了一台特定的发动机轴和封轴之问的连接。这种连接只涉及轴和轴封的临时部件

霪

下一图17轴与封条的直接连接

一个indirect—connection是通过其他个体发生的。图18显示了individual

接使用个体)的关系。这使得其他参与indirect—connection的个体被记录下来。

图18连接中使用的个体

示例2：图19显示r发动机轴和曲轴箱之间的非直接连接．这种连接是通过轴承和轴封连接起来

O

11

GB／T8975．2--2008／150

图19轴和曲柄轴箱的非直接关系

4．7．4个体的临时顺序

如果用按时间对时空外延进行排序时，一个可以完全在另一个的后面。这在本部分中称为tempo—

“A”在时间轴上整体先于个体“B”。

图20时空外延排序

ralationship，它定义了一个时间顺序。

图21时间顺序

quence类来表示的(见4．8．4．7和5．2．22．3)。

示例：图22中显示了possible—individual詹姆斯瓦特出现在黑斯廷斯战役之后。

1897515926-22003

cB／T2--8008／IS0

严灾

匪23可能个体的子类型

476实际个体

才是actual—irtdividual。

i例：政米％§F§统HI

i。目为t们有f同∞时±m*．所m它们的时空外*T目。

[互二丑

"M

图24可能和实际的个体

334，对应了不同的

外延。#1234既是一个actual—individual．又是一个possible—individual。

12

15926-2：2003

GB／T18975．2--2008／IS0

图25可能和实际实体的实例图

4．7．7个体的生命周期阶段

如图26所示。

雾。。。器

图26生命周期关系

class_oLlifecycle—stage(生命周期阶段类)的关系成员中没有约束。

也需要和计划用这同一个possible—individual。

黑曼二名男

图27XYZ公司需要的泵

4．7．8完整生命个体

件(见5．2．6．1

5和图182)。这些个体的特性相对于其他个体的特性是独立的。

示例1：编号为#1234的实际叶轮是一个wholelife—individual。它不是任何一个其他叶轮的临时部件。

示例2：以一个塑料胚．从胚做成的杯子．再到把杯子压碎成塑料为例，这些都是塑料件个体的临时部件，它的分子

lifein

结构与胚、杯子和压碎废品的分子结构是相同的。由于杯子不是塑料件的同类，所以它可能被看成是一个whole

dividual。类似地．塑料胚和压碎的塑料也是whole—life—individual，如图28所示。

】3

18975．2--2008／IS0

GB／T15926—2：2003

3D

空间

时间

图28塑料件的时空图

part关系中杯子是部件，塑料件是整体。

图29作为整体生命个体的塑料件和杯子

4．7．9已排列个体

件在属性、特征和行为上不同。

po。。。。。。。，。ua。

mdwtdual

arraaged

图30已排列个体

示例l：一个带制造商序列号的特定的泵是一个arranged

individual。泵的抽吸能力是它的个体部件所没有的

行为。

示倒2：库存备用泵的叶轮不是一个arranged—individual，不能提供整体机组的功能。

4．7．9．1个体排列

他部件(见5．2．6．3和图182)，这个part(部件)已经被排列了。

示例1：按编队飞行的飞机是一个arranged

是编队的部件。当飞机在地面上时，它们不是编队的部件。因此编队由飞机的临时部件组成。

14

15926—2：2003

GB／T18975．2--2008／IS0

圈31个体排列

(见5．2．6．4)。隐含连接的性质是指部件可以合理地连接起来或从整体分来，特别是使用一些机械的方

为另一个arranged-individual的部件。

—individual关系。泵#2345和#2346是另外两个完整个体的l临时部件。它们可能是泵类，但这里投有表示。

图32泵的组装

的组合。

5．2．6．6)。特征无法被当成它所指个体的部件来进行标识。在本部分的术语中．一个特征部件要么是

dividual的特征。

individual，并是管道的一个

示例3：图33显示了一个受腐蚀管道表面切片的数据。表面切片是2一个whole—life

特征。腐蚀切片中有反应腐蚀空间范围和严重程度的个体部件。这个临时部件继承了，它是管道特征的条件。通过标识

出一个合适的完整生命对象及这个whole

程就可以被全程跟踪。

】5

l

(：B／l89752—20明门SO15920-2：2003

图33腐蚀特征

4710事件和时间点

99

在本部分中肌nt(事件)被定义成具有霉时间外延的对空外延(见55和图195)。时间可能

只发生在某一个时间，也可能是在一个连续时间．或这两者的组合。田34显示了一戎和连续event的

时空圈。两种娄型都满足零时间外延的条件，因为每个部分都是零持续时间的。

图34事件的时空外延

象移动时的上边界。㈣“口’有两个部件…C和“目’是对象的移动临时部件的开始时间边界。

圈35事件边界时空圈

GB／T

18975．2--2008／1S015926—2：2003

的temporal—sequence。

图36事件的建模图

示例1：一个清管器在已经放置了一段时间后要停下来，并在重新移开之前。在清管器稳定状态的最后是一个

次event和一个actual—individual。图37显示了其中的数据。

图37稳定状态结尾的实例图

示例2：图38显示了清管器在移动中前端的时空轨迹。移动状态的开始也是稳定状态的结束。这两个都是移动

evenl(开始事件)的部分。

状态的beginning

endof

帕肚攀泗

／

图38铸模时空轨迹的实例图

event总是一个point—in—time的部分，如图39所示。

17

GB／T18975．2--2008／15015926—2：2003

圈39时间点的外延

al，所以它们也可能是actual—individual。

一mt州“洲h

I

。

．．1删孟t—

l“二l

J

mintIntime

圈4d事件的模型图

lOam

2002／11／17

图41国际调整时间2002年11月17日上午10点作为实际时间点的实例图

ndividual来表示。

示例4：图42显示了自国际调整时间2002年11月17日上午10点起，清管器开始呈现稳定的状态。

弋声．

2000一1117O

L丌C

T10：00m

i

淼Ⅲe

图42稳定状态时间的实例图

18

15926-2：2003

GB／T18975．2--2008／1S0

4．7．11时间段

部件。图43显示了period—intime的时空性质。

一AT>0一时间

图45时间段和它边界时间点的时空图

示例：图46显示了#EH26是一个periodin—time、其开始时间是10：26，结束时间是11：09

弋蒙，穿～

图46从10：26到11：09的时间段

18975

GB／12—20。8／lSO18928-2．2003

4718物理对象

2610和

在奉部分中．physical—object(物理对象)是时空中的物质和／或能量的分布(见5

嘲182)。physical—nbject总是空问的一部分，尽管不必要但通常也具有非零的时蝴外延。

physical—object和activity(活动)不是相斥的。一个possible

也可以是恬动。

i侧：’女射性##”，“*的《鲠”％。^”#K≈physical—oHw|R≈acTivity

图47物理对象的类型

4713物化物理对盘

25

缓慢变化的物质或能量组成的(见58和图182)。它包含了大多数经常描述的具体对象。

‰*T．我们《台把tM为同一十事物．目拈Ⅱ《T告g∞H±目。Ⅱ"∞时．g自目十∞蚌AHBm＆．aT—

《###m“T保*，

图48材料连续性时空图

15926—2：2003

cB／r189752--2000／IS0

泵IIl一些临时{；I；什组成。每一个临时部件都时应于聚的一个零件．如图49所示

委、旷夕霉～

《

圈49泵的临时部件

47I4功能物理对象

functional—physical—objec267

和围182)。

temporal—whole—pa

physical—ot@ct的部件。

粪似Il勺怍月。月5IRmT幕1的女倒目．

tional—physical—object。

31’l

±¨I

女№*％女《*镕

泳

■呻2

"M

圈50功能物理对象p101的时空围

4715空间区域

2612和图182

spalial—loealion(卒问区域)是具有相对位赋连续性的physical—object(见5

m“一十#t许日Ⅸ域#￡一十spatial—location．

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