GB/T 34047-2017
基本信息
标准号:
GB/T 34047-2017
中文名称:制造过程物联信息集成中间件平台参考体系
标准类别:国家标准(GB)
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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制造
过程
物联
信息
集成
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参考
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出版信息
相关单位信息
标准简介
GB/T 34047-2017 制造过程物联信息集成中间件平台参考体系
GB/T34047-2017
标准压缩包解压密码:www.bzxz.net
标准内容
ICS_35.240.50
中华人民共和国国家标准
GB/T34047—2017
制造过程物联信息集成中间件
平台参考体系
Reference architecture of information integration middleware platformfor internet of things in manufacturing processes2017-07-31发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2018-02-01实施
规范性引用文件
术语和定义
缩略语
制造过程物联信息集成中间件概念及其平台要求5.1
制造过程物联信息集成中间件概念制造过程物联信息集成中间件平台基本功能制造过程物联信息集成中间件平台设计原则制造过程物联信息集成中间件平台体系结构6
体系结构框架
层次功能描述
制造过程物联信息集成中间件平台接口设备接口
中间件平台设备接口
7.3中间件平台应用接口
附录A(资料性附录)中间件交互场景附录B(资料性附录)
设备接口描述
附录C(资料性附录)典型RFID中间件参考解决方案参考文献
GB/T34047—2017
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本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。GB/T34047—2017
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。本标准由中国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。本标准主要起草人:王海丹、黄双喜、黎晓东、尹作重、孙洁香、杜峻、杨秋影。m
iiKAoNhiKAca
GB/T34047—2017
制造过程物联系统通过综合利用RFID技术、物联网技术,以及服务计算等技术,实现生产数据的实时采集与处理,提升了制造过程的智能化、精益化和可视化水平。而RFID技术、条码技术、传感等技术在生产管理、成品物流、原材料管理、仓储管理等方面的广泛应用,也使得制造信息采集、处理与集成成为制造过程物联系统必须面对的共性问题。制造过程物联信息集成中间件扮演着制造过程物联设备和应用程序之间的中介角色,用于解决制造过程物联中的数据采集、传输及管理问题,实现制造物联应用系统与企业其他应用系统的信息融合与集成;可有效提高制造过程物联系统信息处理的效率与质量,实现不同应用系统之间的高效协作。HiiKAoNhiKAca
1范围
制造过程物联信息集成中间件
平台参考体系
本标准规定了制造过程物联信息集成中间件平台参考体系结构和集成接口。本标准适用于制造过程物联信息集成中间件平台的设计、构建和实施。2规范性引用文件
GB/T34047—2017
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T6107使用串行二进制数据交换的数据终端设备和数据电路终接设备之间的接口GB/T11457—2006信息技术软件工程术语GB/T29267—2012热敏和热转印条码打印机通用规范GB/T30269.701一2014信息技术传感器网络第701部分:传感器接口:信号接口GB/T32830.3一2016装备制造业制造过程射频识别第3部分:系统应用接口规范ISO/IEC15961-1信息技术物品管理射频识别(RFID:数据协议第1部分:应用层接口[Information technologyRadio frequency identification(RFID) for item management:Data protocol-Part l:Applicationinterface
ISO/IEC15962:2013信息技术物品管理射频识别(RFID)数据协议:数据封装规则和逻辑存储功能[Information technology-Radio frequency identification(RFID)for item management--Dataprotocol:data encoding rules and logical memory functionsjISO/IEC24791-2信息技术物品管理射频识别(RFID)软件体系架构第2部分:数据管理[Information technology-Radio frequency identification(RFID)for item management--Software system infrastructure-Part 2.Data managementISO/IEC24791-3信息技术物品管理射频识别(RFID)软件体系架构第3部分:设备管理[Information technology-Radio frequency identification(RFID)for item management-Software sys-tem infrastructure-Part 3:Device management]ISO/IEC24791-5信息技术物品管理射频识别(RFID)软件体系架构第5部分:设备接口[Information technology-Radio frequency identification(RFID)for item management-Software sys-tem infrastructurePart 5:Device interface3术语和定义
GB/T11457—2006界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
应用application
通过调用开发接口,在运行过程中使用中间件系统提供功能和服务的各种程序。1
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GB/T34047—2017
制造过程物联信息集成中间件informationintegrationmiddlewarefor internet of things inmanufacturingprocesses
连接制造物联设备和制造物联应用程序的计算机软件或服务程序。3.3
制造过程物联信息集成中间件平台information integrationmiddlewareplatform forinternet ofthings in manufacturing processes支持应用程序端通过制造过程物联信息集成中间件,安全地读写物联设备的数据的支撑环境以及工具集。
缩略语
下列缩略语适用于本文件。
API:应用程序接口(ApplicationProgrammingInterface)DBS:数据库系统(DatabaseSystem)EPCIS:产品电子代码信息服务(简称“EPC信息服务”)(ElectronicProductCodeInformationServices)ERP:企业资源计划(EnterpriseResourcePlanning)HTTP:超文本传输协议(HypertextTransferProtocol)MES:制造执行系统(ManufacturingExecutionSystem)MOM:面向消息的中间件(Message-OrientedMiddleware)ONS:对象名称解析服务(ObjectNameService)RFID:射频识别(RadioFrequencyIdentification)SOAP:简单对象访问协议(SimpleObjectAccessProtocol)WMS:仓库管理系统(WarehouseManagementSystem)XML:可扩展置标语言(ExtensibleMarkupLanguage)5制造过程物联信息集成中间件概念及其平台要求5.1制造过程物联信息集成中间件概念制造过程物联信息集成中间件是一种面向消息的中间件(MOM),制造过程物联相关数据以消息的形式,从一个程序以异步的方式传送到另一个或多个程序。制造过程物联信息集成中间件包含的功能不仅是传递信息,还包括安全性、错误恢复、解译数据、数据缓存、数据广播、定位网络资源等高级服务。
制造过程物联信息集成中间件是制造过程物联设备和应用程序之间的中介,如图1所示。2
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应用程序
制造过程物联设备
制造过程物联信息集成中间件
应用程序
制造过程物联设备
图1制造过程物联信息集成中间件5.2制造过程物联信息集成中间件平台基本功能GB/T34047—2017
制造过程物联信息集成中间件平台是制造过程物联信息集成的枢纽,也是制造过程物联信息集成的核心设施,应包括以下主要功能:a)数据采集:从多种不同读写器和其他物联设备中采集数据。中间件应能兼容多种读写器和其他物联设备。
b)设备管理:对硬件设备应能进行统一管理。包括关闭、打开、获取设备参数、发出读取命令、缓存标签、定义逻辑阅读器等,使上层感觉不到设备的差异,提供透明服务。c
数据处理:对大规模的数据流进行过滤和分组。采用一些算法和数据结构剔除掉用户不感兴趣的、重复的、无规则的数据。数据传输:能进行数据接收和数据格式转换。中间件应接收来自物联设备的数据,数据编码方d)
式多种多样且规范标准不统一,进行数据格式处理,并向上层传输。数据共享:能实现数据的共享。随着部署RFID应用的企业增多,大量应用出现推动着数据共e
享的需求。高效快速地将物品信息共享给应用系统,提高数据利用的价值,是制造过程物联信息集成中间件的一个重要功能。本标准主要涉及数据的订阅和分发。f
安全服务:数据采集,数据传输和数据共享时,应能实现安全机制。如中间件节点间的身份认证,中间件节点间的SSL安全连接,数据包在传输过程中的加密与压缩,应用程序连接到中间件的身份认证等,并根据授权提供给应用系统相应的数据。5.3制造过程物联信息集成中间件平台设计原则制造过程物联信息中间件平台的设计应符合以下原则:a)实时性:应能实现数据的实时采集,传输和处理。b)可靠性:应能实现数据的共享传输可靠性。c)可扩展性:应能增加新应用,具备良好的可扩展性。d
安全性:应提供基本的安全服务功能,提供安全可靠的服务。e)其他要求:应遵循功能全面、易设计、易维护、具有可移植性的原则。6制造过程物联信息集成中间件平台体系结构6.1体系结构框架
制造过程物联信息集成中间件平台体系结构如图2所示,包括设备层,中间件层和应用层。HiiKAoNni KAca
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ERP适配器
应用接
边缘服
RFID读写器
电子标签
层次功能描述
设备层
MES适配器
数据查询接口
WMS适配器
更新接口
?适配器
通知接口
临时缓存区
复杂事件处理单元
消息缓存区
数据封包单元
DBS适配器
订阅分发接口
原始数据处理单元(过滤、聚合、计数)设备管理器接口
RFID打印机
电子标签
条码识读器
条形码
传感器
身份认
权限管
数据加
网络连
接认证
制造过程物联信息集成中间件平台体系结构安
其他服务
设备层主要包括和制造过程物联相关的设备,如RFID读写器、RFID打印机、条码识读器、传感器等,用于制造过程的数据采集。6.2.2中间件层
边缘服务器
边缘服务器位于中间件最底层,直接和设备层交互,主要功能包括:a)
对于来自不同类型的物联设备的数据进行适配处理,得到统一的、格式化的数据;对适配处理后的制造过程物联相关数据进行过滤、聚合和计数;b)
将校验无误的制造过程物联相关数据按照用户定义的协议进行消息包的封装,并将消息包发送到高级事件处理器。
高级事件处理器
高级事件处理器位于中间件的中心层,主要功能包括:4
在消息服务器上缓存来自边缘服务器上的各种消息;a
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b)基于复杂事件处理的高级事件规则使用复杂事件引擎及自定义的语义条件生成上层应用能直接使用的信息;
将处理好的事件分别存储成相应的XML临时文件。c
6.2.2.3应用接口
应用接口主要包括:
应用程序接口API:应用访问数据的接口;a
b)适配器:管理控制方式及与其他企业系统的数据接口。适配器应提供如表1所示的功能。表1适配器功能
对服务和事件的支持
服务抽象
功能抽象
流程管理
6.2.2.4安全管理模块
复合应用能够将现有功能作为一整套的服务,并且当一个特定事件类型发生时触发通知所有服务都具有通用的属性,包括错误处理、语法和调用机制。适配器也具有的通用的访问机制,服务可跨平台运行,使服务能更加重用,而且充许它们去共享通信,负载均衡和其他的非服务特定能力
单个的服务能够通过业务所需要执行的事务元数据进行驱动服务联入到流程当中,流程管理工具调用服务安全管理主要功能包括:
a)通过身份认证防止非法用户使用中间件获取保密信息和商业机密,方法有多种,如静态密码、印章,指纹,声音,动态口令牌等:b)权限管理可根据用户的不同要求,把用户的使用权利限制在合法的范围内;c)通过数据加密,防止非法阅读器通过某种方法获得标签数据;d)提供中间件节点间的SSL安全连接,制造过程物联信息集成中间件与应用程序和读写器等设备的交互过程在附录A中给出。6.2.2.5ONS、EPCIS以及其他服务应提供访问ONS,EPCIS的权限,实现制造过程物联网的应用。6.2.3应用层
主要包括制造企业的其他信息应用系统,如ERP、MES、WMS、DBS等,通过数据接口实现集成。制造过程物联信息集成中间件平台接口7.1设备接口
RFID读写器的串行通信接口应符合GB/T6107的规定;如有USB、RJ45网口等其他接口,则该接口应符合相关标准的规定;与中间件通信的能力,应满足GB/T32830.3一2016的要求。RFID打印机的接口应满足上述RFID读写器接口要求和GB/T29267一2012中4.3.15的要求。条码打印机的接口应满足GB/T29267—2012中4.3.15的要求。传感器的接口应满足GB/T30269.701一2014中6.2或6.3的要求。5
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7.2中间件平台设备接口
应满足ISO/IEC24791-3.ISO/IEC24791-5,ISO/IEC15962:2013附录B~附录F的要求。a)应支持与读写器等设备的相互作用:b)应支持信息传输绑定功能:
c)应为数据处理单元提供ISO/IEC24791-5中规定的所有推荐的和可选的命令。附录B中给出了中间件平台的设备管理器接口函数,支持逻辑读写器。7.3中间件平台应用接口
中间件平台的应用接口应满足ISO/IEC15961-1、ISO/IEC24791-2的要求。应用程序接口是制造过程物联信息集成中间件与应用系统建立数据交互的通道,主要为中间件层与上层应用系统之间的数据交互提供接口,通过数据接口更方便快捷地获取中间件的数据,同时也使中间件更好地与制造企业的应用系统进行集成。应用接口应能实现用户的一些常用基本操作请求,如:指定连接、读取、写人,过滤、查询等。制造过程物联信息集成中间件平台的功能通过如表2所示五组接口实现。表2制造过程物联信息集成中间件平台接口描述接口
ReadingAPI
WritingAPI
Logical Reader API
Access Control API
读写器等物联设备通过此接口读取数据支持读写器对标签写信息
提供对逻辑读写器的支持
控制用户对数据、资源及其他API函数的访向权限
Tag Memory Specification API支持对数据的过滤、聚合和报告等操作工作层
边缘服务器(设备管理器接口层)边缘服务器(设备管理器接口层)边缘服务器(设备管理器接口层)应用接口层
边缘服务器和高级事件处理器
制造过程物联信息集成中间件层之间既相互独立又协同工作。层间相互独立是指每层的工作不依赖于其他层,即便其他层停止工作或处于摊痪状态也不会对本层的工作产生影响。附录C给出了典型RFID中间件参考解决方案。
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