VDI VDE 3682 Blatt 1-2015 Formalised process descriptions - Concept and graphic representation.pdf

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1、ICS 01.110, 25.040.40 VDI/VDE-RICHTLINIEN Mai 2015 May 2015 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE VERBAND DER ELEKTROTECHNIK ELEKTRONIK INFORMATIONSTECHNIK Formalisierte Prozessbeschreibungen Konzept und grafische Darstellung Formalised process descriptions Concept and graphic representation VDI/VDE 3682 Blat

2、t 1 / Part 1 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-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstec

3、hnik (GMA) Fachbereich Engineering und Betrieb automatisierter Anlagen VDI/VDE-Handbuch Automatisierungstechnik VDI-Handbuch Energietechnik VDI-Handbuch Informationstechnik, Band 1: Angewandte Informationstechnik VDI-Handbuch Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen, Band 2: Planung/Projektierung

4、Vervielfltigungauchfrinnerbetriebliche Zwecke nicht gestattet /Reproductionevenforinternalusenot permittedZu beziehen durch /Available atBeuth Verlag GmbH,10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / AllrightsreservedVerein DeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2015Frhere Ausgaben:VDI/VDE3682:2005-09;04.14 Ent

5、wurf,deutschFormereditions: VDI/VDE3682:2005-09;04/14Draft,inGermanonlyInhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2 1 Anwendungsbereich . 3 2 Begriffe 3 3 Konzept der Formalisierten Prozessbeschreibung . 4 3.1 Aufgabenstellung . 5 3.2 Lsungsansatz und Vorgehensmodell 6 4 Symbolik der F

6、ormalisierten Prozessbeschreibung . 8 4.1 Grundlegende Symbole 8 4.2 Darstellungsmglichkeit fr parallele und alternative Prozessablufe 11 5 Zusammenfassung und Ausblick 13 Schrifttum 14 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope . 3 2 Terms and definitions 3 3 Concept of formalised process descript

7、ion 4 3.1 Task definition . 5 3.2 Solution and procedure model . 6 4 Symbolism used in formalised process descriptions 8 4.1 Basic symbols 8 4.2 Presentation opportunity for parallel and alter-native processes . 11 5 Summary and Outlook . 13 Bibliography 14 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCBB7EF

8、8BD9NormCD - Stand 2015-05 2 VDI/VDE 3682 Blatt 1 / Part 1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdr

9、ucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und 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 s

10、ind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/3682. Preliminary note The content of this standard has been developed in strict accorda

11、nce with the requirements and rec-ommendations of the standard 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 i

12、nfringement of copyright is permitted subject to the licensing 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 Inte

13、rnet at www.vdi.de/3682. Einleitung Technische Prozesse im gesamten Lebenslauf technischer Systeme ingenieurgem zu modellie-ren und mit den modernen Mitteln der Informatik zu beschreiben, ist eine industriell wichtige Her-ausforderung, der sich der Gemeinschaftsausschuss Formale Prozessbeschreibung“

14、 der NAMUR (In-teressengemeinschaft Prozessleittechnik der che-mischen und verfahrenstechnischen Industrie) und der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automati-sierungstechnik (GMA) erfolgreich stellt. Ergebnis der mehrjhrigen Arbeit ist die vorliegende Richt-linie, deren Konzeption hinsichtlich Modelli

15、erung und Formalisierung mittels objektorientierter Be-schreibung vorgestellt wird und die in engem Be-zug zur Richtlinie VDI/VDE 3681 steht, die Be-schreibungsmittel aus der Automatisierungstechnik evaluiert. Die Richtlinienreihe VDI/VDE 3682 Formalisier-te Prozessbeschreibungen“ besteht aus den fo

16、lgen-den Blttern: Blatt 1 Konzept und grafische Darstellung Blatt 2 Informationsmodell Blatt 3 XML-Reprsentation (in Vorbereitung) Blatt 4 Anwendungsflle in der Prozessindustrie (in Vorbereitung) Blatt 5 Anwendungsflle in der Fertigungs-industrie (in Vorbereitung) Der betrachtete Prozess wird in die

17、ser Richtlinie zunchst grafisch durch ein Netz beschrieben, in dem prozesstechnisch definierte Zustnde und Prozessoperatoren ber gerichtete Kanten verbun-den sind. Durch den Prozessoperator wird ein Zu-stand ante in einen Zustand post berfhrt. Dieser einfachen grafischen, prozessorientierten Darstel

18、-Introduction The modelling of technical processes in engineer-ing terms throughout the life cycle of technical systems and their description, using modern infor-mation technology tools, is an important challenge for the industry which is successfully taken up by the “Formal process description” com

19、mittee of NAMUR (user association of process control tech-nology in chemical and pharmaceutical industries) and the VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Autom-atisierungstechnik (VDI/VDE Society for Meas-urement and Automatic Control, GMA). The re-sults of several years of work are incorporated in this st

20、andard whose conception as regards model-ling and formalising is presented using an object-oriented description, very close to the standard VDI/VDE 3861 concerning description methods for process control engineering and automation. The series of standards VDI/VDE 3682 “Formal-ised process descriptio

21、ns” consists of the following parts: Part 1 Concept and graphic representation Part 2 Information model Part 3 XML representation (in preparation) Part 4 Application in process industry (in prepara-tion) Part 5 Application in manufacturing industry (in preparation) The process under consideration is

22、 described in this standard graphically by a grid in which states and process operators that are defined in process engineering are united via directed edges. An status ante is transferred to a status post via the process operator. This simple graphical process oriented pattern is represented by an

23、information model B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCBB7EF8BD9NormCD - Stand 2015-05All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015 VDI/VDE 3682 Blatt 1 / Part 1 3 lung wird ein Informationsmodell unterlegt, das mithilfe von UML-Klassendiagrammen die Objek-te, ihre Attribute u

24、nd ihre Relationen beschreibt (siehe VDI/VDE 3682 Blatt 2). So wird die In-tegration von ingenieurgemer Prozesssicht und informatikorientierter Beschreibung in einem stan-dardisierten universellen und konfigurierbaren (das heit strukturierbaren und parametrierbaren) Infor-mationsmodell ermglicht. Di

25、e zugehrige in-formationstechnische Verwaltung und Darstellung, inklusive notwendiger Export- und Importproze-duren, erfolgt auf der Grundlage etablierter Repr-sentationstechniken (siehe VDI/VDE 3682 Blatt 3). Dies liefert die verbindliche Basis fr ein einheitli-ches Datenmodell, das in Engineering-

26、Werkzeugen implementiert und mittels Produktdatenaustausch auch von weiteren Computer-aided(CA)-Werk-zeugen genutzt werden kann. Anhand von Anwendungsbeispielen aus der Prozess- und Fertigungsindustrie (siehe VDI/VDE 3682 Blatt 4 und Blatt 5) wird der Nutzen der Formali-sierten Prozessbeschreibung i

27、m Engineering-Prozess veranschaulicht. which primarily describes the objects, their attrib-utes and relations with the help of UML classifica-tion diagrams (see VDI/VDE 3682 Part2). So the integration of engineering and computer science point of view according to process-oriented de-scription in a s

28、tandardised universal and confiured (i.e. structurable and parameterisable) information model is possible. The associated information technology administration and representation, in-cluding the necessary export and import procedures carried out on the basis of established techniques of representati

29、on (see VDI/VDE 3682 Part 3). This provides the mandatory basis for a unified data model that can be implemented in engineering tools and used by product-data exchange from other computer aided (CA) tools. Using application examples of the process and manufacturing industries (see VDI/VDE 3682 Part

30、4 and Part 5), the benefits of formalised pro-cess description in the engineering process is illus-trated. 1 Anwendungsbereich Die formalisierte Prozessbeschreibung ist anwend-bar auf alle Arten von Prozessen, sowohl techni-sche als auch nicht technische, sowohl auf kontinu-ierliche Prozesse als auc

31、h auf Chargen- oder Stckprozesse, in allen technischen Anwendungs-feldern. Sie untersttzt das fachgebietsbergreifen-de Verstndnis ber alle Phasen des Lebenszyklus von technischen Systemen, insbesondere auch ber alle Lebenszyklusphasen einer Anlage. 1 Scope The formalised process description is appli

32、cable to all kinds of processes, both technical and non-technical, both continuous processes as well as on batch processes or discrete process, in all fields of technical application. It supports the interdiscipli-nary understanding of all phases of the life cycle of technical systems, in particular

33、, on all life cycles of a facility. 2 Begriffe Fr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die folgenden Begriffe: Attribut Eigenschaft (Kennzeichen und Merkmal) eines zu beschreibenden Objekts. Attribuierung Zuweisung von Eigenschaften zu einem Objekt. Dekomposition (Detaillieren) Zerlegen von Objekt

34、en in seine Bestandteile. Anmerkung: In Bezug auf die Formalisierte Prozessbeschrei-bung knnen nur Prozessoperatoren dekomponiert werden. Kategorie Name der ein Objekt beschreibenden Eigenschaft. Anmerkung: Die Kategorie wird hnlich wie das Kenn -zeichen behandelt. 2 Terms and definitions For the pu

35、rposes of this standard, the following terms and definitions apply: Attribut Property (indicator and characteristic) of the object to be described. Attribution Assignment of properties to a object. Decomposition (detailing) Breaking objects down into their elements. Note: In terms of formalised proc

36、ess descriptions only pro-cess operators can be decomposed. Category Name of a characteristic which describes an object. Note: The category is treated similar to the identification .B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCBB7EF8BD9NormCD - Stand 2015-05 4 VDI/VDE 3682 Blatt 1 / Part 1 Alle Rechte vorbe

37、halten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015 Kennzeichen Eindeutige Identifikation eines Objekts und des-sen Merkmalen. Klasse Abstrakte Beschreibung einer Menge von Objek-ten, die mindestens ein gemeinsames Kenn-zeichen aufweist. Anmerkung: Zur Erzeugung einer Objektinstanz mssen die Eig

38、enschaften einer Klasse mit Werten gefllt werden. Merkmal Kennzeichnung mit beschreibendem und bezie-hungsherstellendem Bestandteil zur Beschreibung der prozessspezifischen Eigenschaften eines Ob -jekts. Modell Beziehung zwischen abhngigen (Ziel-) und unab-hngigen (Stell-)Variablen einer Menge. Anme

39、rkung: Sind die Variablen metrisch skaliert, spricht man von Funktion“, liegen sie in semantischer (nicht metri-scher) Form vor von Relation“. Objekt Instanz eines grafischen Elements (Produkt, Ener-gie, Information, Prozessoperator, Technische Res-source) in einer formalisierten Prozessbeschreibung

40、. Revision Freigegebene, akkreditierte“ Version eines Ob-jekts oder eines (Teil-)Modells. Version nderung eines Objekts bezglich der Auspr-gung (Werte) seiner Attribute. Anmerkung: Um Versionen zu erkennen, mssen alle Attribute von Objekten mit Zeit- bzw. Ortsstempeln“ ver-sehen werden, vergleiche z

41、. B. 2. Identifiers Unique identification of an object and its characteristics. Class Abstract description of a set of objects, having at least one common identifiers. Note: To generate an object instance the properties of a class must be filled with values. Characteristics Identification with descr

42、iptive part and relation to a part to describe the process-specific properties of an object . Model Relation between dependent (target) variables and independent (control) variables of a quantity. Note: If the variables are scaled metrically, one talks about function; while if they in semantic forma

43、t (non-metric), one talks about relation. Object Instance of a graphic element (product, energy, information, process operator, technical ressource) in a formalised process description. Revision Enabled, “accredited” version of an object or a (sub-)modell. Version Modification of an object with resp

44、ect to the expression (values) of its attributes. Note: To recognize versions, all attributes of objects with “time or local temples” are provided, see e.g. 2. 3 Konzept der Formalisierten Prozessbeschreibung Whrend des Ablaufs eines Projekts, z. B. des An-lagenbaus, von der Idee ber Planung, Reali-

45、sierung und Betrieb bis zur Entsorgung, flieen im Verlauf einer stetigen oder stufenweisen Dekom-position respektive Abstraktion laufend Informati-onen ber die zugrunde liegenden Prozesse zwi-schen sehr vielen Fachleuten mit sehr unterschied-lichem fachlichen Ausbildungs- und Erfahrungs-hintergrund.

46、 Naturgem erfolgt dies mit sehr verschiedenen Beschreibungs- bzw. Darstellungsformen, z. B. mit Fliebildern gem DIN 10628 bzw. DIN EN 62424. 3 Concept of formalised process description During the sequence of a plant engineering project starting with the idea through to the design and detail engineer

47、ing, erection, operation and disas-sembly, there is a continuous flow of information about the basic processes in the shape of a continu-ous or stepwise decomposition or abstraction be-tween a large number of specialist personnel with extremely varied backgrounds in training and expe-rience. This is

48、 naturally carried out using a wide variety of descriptive or display formats e.g. with flow dia-grams in accordance with DIN 10628 or DIN EN 62424. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCBB7EF8BD9NormCD - Stand 2015-05All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015 VDI/VDE 3682 B

49、latt 1 / Part 1 5 Bild 1 veranschaulicht einen Ausschnitt von bis-lang heterogenen Informationsflssen zwischen Ingenieuraufgaben entlang des Lebenszyklus einer Anlage. Figure 1 illustrates part of a hitherto heterogene-ous information flow between engineering tasks along the life cycle of a system. 3.1 Aufgabenstellung Aus der fr einen durchgngigen Projektablauf resultierenden Notwendigkeit einer allgemeinen Prozessbeschreibung lsst sich eine wesentliche Forde