VDI VDE 2657 Blatt 2-2016 Middleware in industrial automation - Procedure model for middleware engineering.pdf

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1、ICS 25.040.40, 35.240.50 VDI/VDE-RICHTLINIEN September 2016 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE VERBAND DER ELEKTROTECHNIK ELEKTRONIK INFORMATIONSTECHNIK Middleware in der Automatisierungstechnik Vorgehensmodell fr den Middleware-Engineering-Prozess Middleware in industrial automation Procedure model for mi

2、ddleware engineering VDI/VDE 2657 Blatt 2 / Part 2 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this standard shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI/VDE-Gese

3、llschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) Fachbereich Industrielle Informationstechnik VDI-Handbuch Informationstechnik, Band 1: Angewandte Informationstechnik VDI/VDE-Handbuch Automatisierungstechnik Vervielfltigungauchfrinnerbetriebliche Zwecke nicht gestattet /Reproductionevenforinternalus

4、enot permittedFrhere Ausgabe:06.15 Entwurf,deutschFormeredition:06/15Draft,in German onlyZu beziehen durch /Available atBeuth Verlag GmbH,10772 BerlinAlle Rechte vorbehalten /Allrightsreserved Verein DeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2016Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2 1 An

5、wendungsbereich . 2 2 Normative Verweise 3 3 Begriffe 3 4 Vorgehensmodell 4 4.1 Phase I Anforderungsanalyse 5 4.2 Phase II Konzeption 5 4.3 Phase III Ausschreibung, Auswahl und Vergabe . 7 4.4 Phase IV Konfiguration 7 4.5 Phase V Inbetriebnahme . 8 4.6 Phase VI Betrieb und Optimierung . 9 4.7 Phase

6、VII Systemwechsel . 10 5 Anwendung des Vorgehensmodells . 10 5.1 Beispiel 1 (Greenfield, Fertigungsindustrie) . 11 5.2 Beispiel 2 (Brownfield, Fertigungsindustrie) . 14 5.3 Beispiel 3 (Brownfield, Prozessindustrie) 17 5.4 Beispiel 4 (Greenfield, Prftechnik) 19 5.5 Beispiel 5 (Greenfield, Fertigungst

7、echnik) . 24 Schrifttum 27 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope . 2 2 Normative references . 3 3 Terms and definitions 3 4 Procedure model 4 4.1 Phase I requirements analysis . 5 4.2 Phase II conception . 5 4.3 Phase III invitation to tender, selection and awarding 7 4.4 Phase IV configuratio

8、n . 7 4.5 Phase V commissioning 8 4.6 Phase VI operation and optimisation 9 4.7 Phase VII system change 10 5 Application of the procedure model . 10 5.1 Example 1 (Greenfield, manufacturing industry) . 11 5.2 Example 2 (Brownfield, manufacturing industry) . 14 5.3 Example 3 (Brownfield, process indu

9、stry) . 17 5.4 Example 4 (Greenfield, test technique) . 19 5.5 Example 5 (Greenfield, manufacturing engineering) . 24 Bibliography 27 B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11 2 VDI/VDE 2657 Blatt 2 / Par

10、t 2 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und

11、der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Li-zenzbedingungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung

12、 dieser Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/2657. Preliminary note The content of this standard has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the s

13、tandard VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this standard without infringement of copyright is permitted subject to the li

14、censing con-ditions (www.vdi.de/richtlinien) specified in the VDI Notices. We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this standard. A catalogue of all available parts of this series of standards can be accessed on the Internet at www.vdi.de/2657. Einleitung Diese Richtlinie wu

15、rde erarbeitet vom Fachaus-schuss Middleware in der Automatisierungstech-nik“ der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Auto-matisierungstechnik (GMA), in dem Vertreter der herstellenden und der anwendenden Industrie so-wie von Hochschulen und beratenden Unterneh-men mitgewirkt haben. Sie definiert ein Vor

16、gehensmodell fr Planung, Implementierung und Betrieb von Middleware in der Automatisierungstechnik. Dieses Vorgehens-modell stellt einen Leitfaden fr die Umsetzung eines Middleware-Engineering-Prozesses dar. Introduction This standard has been drafted by the Technical Committee “Middleware in Indust

17、rial Automation” of the “Society for Measurement and Automatic Control” (VDI/VDE-GMA) in collaboration with representatives from the industries manufacturing or using the technology, as well as from universi-ties and advisory companies. It defines a procedure model for planning, imple-menting and op

18、erating middleware in industrial automation. This procedure model provides a guideline for the implementation of a middleware engineering process. 1 Anwendungsbereich Diese Richtlinie definiert ein Vorgehensmodell, das fr Middleware-Engineering-Prozesse in der Automatisierungstechnik anwendbar ist.

19、Dieses Vorgehensmodell verdeutlicht Ablauf, Ttigkeiten und anzuwendende Methoden. Es kann vollstndig oder fr einzelne Phasen und Vorgnge verwendet werden. Die zeitliche Abfolge der Vorgnge ist nur grob bercksichtigt. In der Regel laufen diese pa-rallel, berlappend und in mehreren Iterations-schritte

20、n ab. Diese Zusammenhnge sind nicht dargestellt. 1 Scope This standard defines a procedure model that can be applied to middleware engineering processes in industrial automation. The procedure model illus-trates the sequence, activities and methods to be applied. It can be used entirely or for indiv

21、idual phases and processes. The chronology of the indi-vidual processes is only roughly considered. Usual-ly, the individual processes run simultaneously, overlap or take place in several iterating steps. These continuities are not represented. Diese Richtlinie beschreibt, welche Prozesse und Modell

22、e notwendig sind, um Anwendungen auf Basis einer Middleware zu erstellen oder diese in Betrieb zu nehmen. Die Entwicklung einer Middle-ware selbst mit den zugehrigen Werkzeugen wird von dem Vorgehensmodell nicht erfasst. Ziel eines Middleware-Engineering-Prozesses ist es, mit einer Middleware die an

23、geforderte horizon-tale und vertikale Informationsintegration effektiv This standard describes which processes and mod-els are required to create or commission applica-tions based on a middleware. The engineering of a middleware and the relevant tools is not covered by the procedure model. A middlew

24、are engineering process aims at the effective and efficient provision of the requested horizontal and vertical information integration B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11All rights reserved Verein D

25、eutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 VDI/VDE 2657 Blatt 2 / Part 2 3 und effizient zu lsen. Diese Richtlinie gliedert das Engineering in die Phasen Anforderungsanalyse, Konzeption, Ausschreibung, Auswahl und Verga-be, Konfiguration, Inbetriebnahme, Betrieb und Optimierung, sowie Systemwechsel. S

26、ie dient der Verstndigung zwischen Betreiber, Integrator und Middlewarehersteller. using a middleware. This standard subdivides en-gineering into the following phases: requirements analysis, conception, invitation to tender, selection and awarding, configuration, commissioning, oper-ation and optimi

27、sation, as well as system change. It supports communication between operator, integrator and middleware provider. 2 Normative Verweise Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieser Richtlinie erforderlich: VDI/VDE 2657 Blatt 1:2013-01 Middleware in der Automatisierungstechnik VDI/VD

28、E 3694:2014-04 Lastenheft/Pflichtenheft fr den Einsatz von Automatisierungssystemen 2 Normative references The following referenced documents are indispen-sable for the application of this standard: VDI/VDE 2657 Part 1:2013-01 Middleware in in-dustrial automation VDI/VDE 3694:2014-04 System requirem

29、ent/spe-cification for planning and design of automation systems 3 Begriffe Fr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die folgenden Begriffe: abstraktes Informationsmodell Modell der von der Middleware verarbeiteten und bereitgestellten Informationen auf einer weitge-hend technologie- und implementi

30、erungsunabhn-gigen Beschreibungsebene Anmerkung: Das abstrakte Informationsmodell wird durch ein oder mehrere spezifische Informationsmodelle konkretisiert. Betreiber Organisationseinheit, die den Betrieb einer Anlage verantwortet Integrator Organisationseinheit, die Middlewaresysteme sowie die zuge

31、hrige Informations- und Kommunikations-technik (IKT) und Automatisierungstechnik reali-siert in Anlehnung an VDI/VDE 2182 Blatt 3.2 logische Architektur Aufbau eines Middlewaresystems als Beschreibung der zu integrierenden Funktionen und deren Bezie-hungen Middlewarehersteller Organisationseinheit,

32、die eine Middleware entwickelt Middleware in der Automatisierungstechnik Softwareschicht zur Verbindung von Komponenten, Gerten oder Systemen einer automatisierungstech-nischen Anwendung Anmerkung: Eine Middleware kann selbst als ein Automati-sierungssystem oder als eine Komponente zum Aufbau eines

33、3 Terms and definitions For the purposes of this standard, the following terms and definitions apply: abstract information model model of the information processed and provided by the middleware on a descriptive level largely independent of technology and implementation Note: The abstract informatio

34、n model is substantiated by one or several specific information models. operator organisational unit responsible for operating a sys-tem integrator organisational unit realising middleware systems and the associated information and communication technologies (ICT) and industrial automation adapted f

35、rom VDI/VDE 2182 Part 3.2 logical architecture structure of a middleware system that illustrates the functions to be integrated and their relationships middleware provider organisational unit engineering a middleware middleware in automation technology software layer to interconnect components, devi

36、ces or systems within an automation engineering appli-cation Note: A middleware itself can be considered as an automation system or as a component used to create a larger automation B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollect

37、ion - Stand 2016-11 4 VDI/VDE 2657 Blatt 2 / Part 2 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 greren Automatisierungssystems angesehen werden. Fr den Betreiber ist die Middleware ein Teil der Produktions-anlage, die ihn bei der Wahrnehmung seiner organisatorischen und

38、technischen Verantwortung untersttzt (VDI/VDE 2657 Blatt 1). spezifisches Informationsmodell Modell der von der Middleware verarbeiteten und bereitgestellten Informationen auf einer fr die ein-gesetzten Technologien konkretisierten Beschrei-bungsebene technische Architektur Aufbau eines Middlewaresy

39、stems unter Berck-sichtigung der technischen Komponenten (Hard- und Software) der Middleware und der zu integrie-renden Systeme system. For the operator, the middleware is part of the produc-tion system, assisting them with the performance of their organisational and technical responsibilities (VDI/

40、VDE 2657 Part 1). specific information model model of the information processed and provided by the middleware on a descriptive level concre-tised for the technologies used technical architecture structure of a middleware system considering the technical components (hardware and software) of the mid

41、dleware and the systems to be integrated 4 Vorgehensmodell Das Vorgehensmodell untergliedert den Middle-ware-Engineering-Prozess in Phasen. Eine Phase ist gekennzeichnet durch Start, Ende, Eingaben und Ergebnisse, einzusetzende Methoden und Werk-zeuge sowie Rollen der Beteiligten. Fr den Middleware-

42、Engineering-Prozess werden sieben Phasen definiert, die parallel, berlappend und in mehreren Iterationsschritten ablaufen knnen: 4 Procedure model The procedure model subdivides the middleware engineering process into phases. A phase is charac-terised by start, end, inputs and results, methods and t

43、ools to be used, as well as the roles of the parties involved. For the middleware engineering process, seven phases are defined that can proceed parallel, overlapping and in several iteration steps: Phase I Anforderungsanalyse Phase II Konzeption Phase III Ausschreibung, Auswahl und Vergabe Phase IV

44、 Konfiguration Phase V Inbetriebnahme Phase VI Betrieb und Optimierung Phase VII Systemwechsel phase I requirements analysis phase II conception phase III invitation to tender, selection and awarding phase IV configuration phase V commissioning phase VI operation and optimisation phase VII system ch

45、ange Der Middleware-Engineering-Prozess bentigt um-fangreiche Informationen aus den Planungsphasen anderer Gewerke, beispielsweise Anlagenkenn-zeichnungssysteme, Anlagenstrukturen, Gerte- und Adressierungsmodelle oder Objektmodelle und deren Merkmale. Die Phasen des Middleware-Engineering-Prozesses

46、knnen deshalb in der Re-gel erst dann starten, wenn die informationsgeben-den Phasen der beteiligten Gewerke Informationen in ausreichender Qualitt und Menge zur Verf-gung stellen. Soll die Middleware zur Inbetrieb-nahme der Anlage bereits zur Verfgung stehen, ist zu beachten, dass wesentliche Phase

47、n des Middle-ware-Engineering-Prozesses auf dem kritischen Pfad liegen. The middleware engineering process requires comprehensive information from the planning phases of other crafts, such as the system identifi-cation system, system structure, device and ad-dressing models or object models and thei

48、r charac-teristics. Therefore, the phases of the middleware engineering process can usually only start once the information-providing phases of the involved crafts provide information of sufficient quality and quan-tity. If the middleware is to be available at the time of commissioning the system, i

49、t must be noted that essential phases of the middleware engineering process are on the critical path. B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 VDI/VDE 2657 Blatt 2 / Part 2 5 4.1 Phase I Anforderungsanalyse Ziel der ersten Phase des Middleware-Enginee