智能制造網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)第2部分：軟件接口和數(shù)據(jù)交互2023-03-17發(fā)布2023-10-01實(shí)施國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局GB/T42383.2—2023 I引言 Ⅱ1范圍 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4總則 5軟件接口 25.1概述 25.2分類 5.3一般要求 36數(shù)據(jù)交互 46.1概述 46.2基礎(chǔ)交互協(xié)議 46.3一般要求 5參考文獻(xiàn) I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T42383《智能制造網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)》的第2部分。GB/T42383已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第1部分：通用要求；——第2部分：軟件接口和數(shù)據(jù)交互；——第4部分：面向全生命周期設(shè)計(jì)要求；——第5部分：多學(xué)科協(xié)同仿真。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本文件由全國(guó)工業(yè)過程測(cè)量控制和自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC124)歸口。本文件起草單位：上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究院有限公司、中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院、廣州能源檢測(cè)研究院、上海宇航系統(tǒng)工程研究所、中國(guó)航發(fā)上海商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造有限責(zé)任公司、浙江大學(xué)、南京優(yōu)倍自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司、卡奧斯工業(yè)智能研究院(青島)有限公司、上海智能制造功能平臺(tái)有限公司、大全集團(tuán)有限公司、國(guó)機(jī)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院(河南)有限公司、機(jī)械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所、深圳未來智控技術(shù)有限公司、江蘇華夏儀表有限公司、廈門宇電自動(dòng)化科技有限公司、陜西奧立緯物聯(lián)科技有限公司、申能(集團(tuán))有限公司、東莞理工學(xué)院、沈陽工業(yè)大學(xué)、瑞立集團(tuán)瑞安汽車零部件有限公司、杭州沃鐳智能科技股份有限公司。ⅡGB/T42383《智能制造網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)》擬由以下5個(gè)部分構(gòu)成?！?部分：通用要求。目的在于規(guī)定網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)的總則、一般要求和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)要求。適用于異地設(shè)計(jì)參與方在網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)的支持下，開展智能制造領(lǐng)域復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計(jì)的實(shí)施和管理，也適用于網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)的搭建。 第2部分：軟件接口和數(shù)據(jù)交互。目的在于規(guī)定智能制造領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)中軟件接口和數(shù)據(jù)交互設(shè)計(jì)中需滿足的技術(shù)要求，并給出了軟件接口類型和數(shù)據(jù)交互基礎(chǔ)協(xié)議的說明。適用于智能制造領(lǐng)域復(fù)雜產(chǎn)品和設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)設(shè)計(jì)過程中軟件接口和數(shù)據(jù)交互架構(gòu)的構(gòu)建及技術(shù)的實(shí)施。 第3部分：知識(shí)庫(kù)。目的在于規(guī)定網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)的模型及管理要求、知識(shí)庫(kù)構(gòu)建、知識(shí)庫(kù)功能和知識(shí)庫(kù)應(yīng)用要求。適用于網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建、管理、應(yīng)用及維護(hù)。——第4部分：面向全生命周期設(shè)計(jì)要求。目的在于規(guī)定面向全生命周期設(shè)計(jì)通用要求、面向全生命周期協(xié)同設(shè)計(jì)要求和面向產(chǎn)品生命周期各階段的具體設(shè)計(jì)要求。適用于智能制造領(lǐng)域復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)及其子系統(tǒng)的全生命周期網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)與管理?！?部分：多學(xué)科協(xié)同仿真。目的在于規(guī)定網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)過程中的多學(xué)科協(xié)同仿真系統(tǒng)架構(gòu)要求、技術(shù)要求、功能要求、仿真系統(tǒng)建設(shè)、仿真流程建設(shè)和系統(tǒng)應(yīng)用邏輯等內(nèi)容。適用于智能制造領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)過程中的多學(xué)科協(xié)同仿真，領(lǐng)域范圍可包含多場(chǎng)強(qiáng)耦合仿真、多場(chǎng)弱耦合仿真和多學(xué)科聯(lián)合仿真等領(lǐng)域。1智能制造網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)第2部分：軟件接口和數(shù)據(jù)交互本文件規(guī)定了智能制造領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)中軟件接口和數(shù)據(jù)交互設(shè)計(jì)中需滿足的技術(shù)要求，并給出了軟件接口類型和數(shù)據(jù)交互基礎(chǔ)協(xié)議的說明。本文件適用于智能制造領(lǐng)域復(fù)雜產(chǎn)品和設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)設(shè)計(jì)過程中軟件接口和數(shù)據(jù)交互架構(gòu)的構(gòu)建及技術(shù)的實(shí)施。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T42383.1—2023智能制造網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)第1部分：通用要求3術(shù)語和定義GB/T42383.1—2023界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。軟件系統(tǒng)中模塊間信息或參數(shù)相互依賴的程度的一種度量。注1:模塊之間依賴越緊密，其耦合性就越高；模塊之間越獨(dú)立，則耦合性越低。注2:模塊間耦合的高低取決于模塊間接口的復(fù)雜性、調(diào)用的方式及傳遞的信息。一個(gè)將數(shù)據(jù)與功能封裝在一起以完成特定任務(wù)的計(jì)算機(jī)程序。注1:中間件不能單獨(dú)運(yùn)行，要在其宿主程序中與其他程序一起協(xié)調(diào)地工作。注2:中間件把應(yīng)用程序與系統(tǒng)所依附軟件的較低層細(xì)節(jié)和復(fù)雜性隔離開來，使應(yīng)用程序開發(fā)者只處理某種類型的單個(gè)應(yīng)用接口，其他細(xì)節(jié)則由中間件處理。[來源：GB/T18726—2011,3.6,有修改]4總則智能制造網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)可調(diào)用來自多個(gè)不同軟件系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程資源，并對(duì)遠(yuǎn)程資源進(jìn)行協(xié)同。GB/T42383.1—2023給出了智能制造網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)。在網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)中存在多種異構(gòu)軟件，從分布上包括各設(shè)計(jì)參與方的設(shè)計(jì)子系統(tǒng)和協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)中的軟件；從種類上包括各種異構(gòu)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件、管理軟件和協(xié)同工具。同時(shí)，協(xié)同設(shè)計(jì)軟件與其他相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用軟件，例如過程管理軟件、企業(yè)資源管理軟件、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)等也發(fā)生數(shù)據(jù)交互。本文件給出了在實(shí)現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)和軟件的交2互中軟件接口的類型分類、一般要求；同時(shí)給出了數(shù)據(jù)交互的一般要求。5軟件接口5.1概述智能制造網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)軟件接口設(shè)計(jì)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)協(xié)同成員間的智能互聯(lián)、資源共享和協(xié)同5.2.1模型類接口主要包括流程模型類接口和仿真模型類接口，流程模型類接口應(yīng)包含流程運(yùn)行類接口、流程定義類接口、流程監(jiān)控類接口等，仿真模型應(yīng)包含仿真定義類接口、仿真運(yùn)行類接口和仿真監(jiān)控類接口等。a)流程模型類接口：1)流程運(yùn)行類接口包含：流程實(shí)例啟動(dòng)、流程實(shí)例跳轉(zhuǎn)、流程實(shí)例執(zhí)行、流程實(shí)例結(jié)束、流程執(zhí)行調(diào)度等；2)流程定義類接口包含：流程實(shí)例創(chuàng)建、流程實(shí)例獲取、流程參量設(shè)置、流程實(shí)例刪除等；3)流程監(jiān)控類接口包含：流程實(shí)例狀態(tài)獲取、任務(wù)隊(duì)列狀態(tài)獲取等。b)仿真模型類接口：1)仿真定義類接口包含：仿真模型實(shí)例創(chuàng)建、仿真模型實(shí)例刪除等；2)仿真運(yùn)行類接口包含：仿真執(zhí)行、仿真模型狀態(tài)獲取、仿真模型創(chuàng)建、仿真模型刪除等；3)仿真監(jiān)控類接口包含：仿真模型實(shí)例狀態(tài)獲取等。5.2.2數(shù)據(jù)類接口數(shù)據(jù)類接口應(yīng)包含數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等類型接口。a)數(shù)據(jù)獲取類接口包含：企業(yè)設(shè)備/產(chǎn)品/服務(wù)獲取、設(shè)備/設(shè)備實(shí)例獲取、實(shí)例網(wǎng)關(guān)獲取、采集點(diǎn)獲取、人機(jī)料法環(huán)質(zhì)量數(shù)據(jù)獲取等。b)數(shù)據(jù)處理類接口包含：數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)整合等。c)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)類接口包含：數(shù)據(jù)源獲取、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。d)數(shù)據(jù)分析類接口包含：綜合效率分析、狀態(tài)分析、質(zhì)量管理數(shù)據(jù)分析等。5.2.3服務(wù)類接口服務(wù)類接口為統(tǒng)一中間件應(yīng)用，宜包含統(tǒng)一消息、統(tǒng)一緩存、統(tǒng)一搜索、分布式業(yè)務(wù)組件、消息推送等類型接口。a)統(tǒng)一消息類接口包含：消息訂閱、消息發(fā)布、消息監(jiān)控、消息管理等。b)統(tǒng)一緩存類接口包含：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)緩存、緩存數(shù)據(jù)獲取、緩存數(shù)據(jù)過期設(shè)置等。c)統(tǒng)一搜索類接口包含：數(shù)據(jù)源設(shè)置、索引創(chuàng)建、分類查詢等。d)分布式業(yè)務(wù)組件類接口包含：分布式事務(wù)，分布式一致性，分布式鎖等。5.2.4應(yīng)用管理類接口應(yīng)用管理類接口應(yīng)包含應(yīng)用治理、部署發(fā)布、持續(xù)迭代、中間件a)應(yīng)用治理類接口包含：應(yīng)用服務(wù)實(shí)例注冊(cè)、實(shí)例發(fā)布、應(yīng)用服務(wù)健康管理、應(yīng)用服務(wù)負(fù)載均衡3管理等；b)部署發(fā)布類接口包含：應(yīng)用創(chuàng)建、應(yīng)用上傳、服務(wù)綁定、服務(wù)解綁定、應(yīng)用啟動(dòng)、應(yīng)用實(shí)例數(shù)設(shè)本等；d)中間件接入類接口包含：服務(wù)接入、創(chuàng)建服務(wù)實(shí)例、服務(wù)實(shí)例配置、獲取環(huán)境變量、刪除服務(wù)實(shí)e)監(jiān)控管理類接口包含：應(yīng)用流量監(jiān)控、應(yīng)用訪問量監(jiān)控、應(yīng)用內(nèi)存監(jiān)控、監(jiān)控報(bào)警設(shè)置等。5.2.5安全類接口安全類接口應(yīng)包含身份認(rèn)證、權(quán)限管理、訪問控制、密鑰管理、數(shù)據(jù)加解密、人員信息、敏感信息管a)身份認(rèn)證類接口包含：認(rèn)證信息獲取、認(rèn)證信息上傳等；b)權(quán)限管理類接口包含：權(quán)限獲取、權(quán)c)訪問控制類接口包含：權(quán)限資源獲取、訪問監(jiān)控等；d)密鑰管理類接口包含：密鑰上傳、密鑰刪除等；e)數(shù)據(jù)加解密類接口包含：數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)解密等；f)人員信息類接口包括：人員信息獲取、人員信息的維護(hù)等；g)敏感信息管理類接口包含：信息脫敏接口，內(nèi)容審查接口等；h)外部授權(quán)管理類接口包含：外部應(yīng)用訪問管理、外部應(yīng)用認(rèn)證管理等。5.2.6資源管理類接口資源管理類接應(yīng)包服務(wù)器資源、網(wǎng)絡(luò)資源、存儲(chǔ)資源等類型接口；其中：a)服務(wù)器資源類接口：服務(wù)器虛擬機(jī)的管理相關(guān)接口等；b)網(wǎng)絡(luò)資源類接口：虛擬網(wǎng)絡(luò)管理相關(guān)接口等；c)存儲(chǔ)資源類接口：共享網(wǎng)盤的申請(qǐng)、共享存儲(chǔ)的申請(qǐng)等。5.3一般要求規(guī)范性要求包括：a)接口應(yīng)進(jìn)行版本控制，對(duì)版本有詳細(xì)描述，版本之間應(yīng)相互獨(dú)立。b)接口應(yīng)包含0個(gè)或多個(gè)參數(shù)，接口應(yīng)標(biāo)注參數(shù)名稱、是否必選、數(shù)據(jù)類型、范圍及參數(shù)示例等內(nèi)容。若有特殊的組合限制和說明，宜在接口說明上給予標(biāo)注，對(duì)于非必選接口，宜給出接口非必選下的默認(rèn)值。c)接口設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮其調(diào)用設(shè)計(jì)，包括但不限于最大調(diào)用超時(shí)時(shí)間，是否需要管控調(diào)用次數(shù)間隔，相關(guān)設(shè)計(jì)和約束需要通過定義或者說明的方式在文檔中體現(xiàn)，并明示其異常返回說明和處置措施。實(shí)用性要求包括：a)應(yīng)避免接口重復(fù)，減少請(qǐng)求次數(shù)，提高程序穩(wěn)定性和任務(wù)執(zhí)行率；b)宜減少參數(shù)傳遞，按請(qǐng)求情況進(jìn)行傳遞；4c)語言和操作系統(tǒng)無關(guān)性，使用統(tǒng)一的編碼處理規(guī)則滿足不同語言以及國(guó)際化的需要，例如使用UTF-8編碼以及使用RFC3389日期格式化等。易用性要求包括：a)接口及參數(shù)應(yīng)命名準(zhǔn)確，名稱包含必要內(nèi)容，易于理解；b)接口應(yīng)遵循統(tǒng)一的返回結(jié)構(gòu)，包括但不限于調(diào)用錯(cuò)誤編碼和錯(cuò)誤描述以及必要異常額外信息；c)接口應(yīng)遵循單一職能原則，單一接口有限執(zhí)行單一明確功能，根據(jù)設(shè)計(jì)的需要接口提供方應(yīng)根據(jù)實(shí)際需通過實(shí)現(xiàn)接口的組合對(duì)外提供滿足一定功能、業(yè)務(wù)需要的接口，避免調(diào)用方重復(fù)多次進(jìn)行組合式調(diào)用。開放性要求包括：a)接口應(yīng)根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行不同級(jí)別開放性設(shè)計(jì)，并支持多種應(yīng)用框架；b)接口應(yīng)滿足多種開放語言和環(huán)境的應(yīng)用，避免依賴單一操作系統(tǒng)或者單一開發(fā)語言，避免使用開發(fā)語言或者系統(tǒng)自帶編碼、解碼等強(qiáng)耦合技術(shù)?？蓴U(kuò)展性要求包括：a)接口應(yīng)支持系統(tǒng)在資源充分利用的前提下進(jìn)行平滑移植和擴(kuò)展；b)系統(tǒng)并發(fā)增加時(shí)可動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。調(diào)用接口時(shí)，應(yīng)標(biāo)注參數(shù)數(shù)據(jù)類型，以及是否可為空或者默認(rèn)字段。6數(shù)據(jù)交互6.1概述數(shù)據(jù)交互技術(shù)應(yīng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同平臺(tái)軟件系統(tǒng)間數(shù)據(jù)正確交互，根據(jù)實(shí)際的業(yè)務(wù)和應(yīng)用功能的需要，選擇合適的數(shù)據(jù)交互方式，基本原則如下：——非必要強(qiáng)一致性和強(qiáng)關(guān)聯(lián)性的交互，宜采用通過中間件的方式來實(shí)現(xiàn)異步交互，例如借助消息中間件傳遞和處理；——強(qiáng)一致性和強(qiáng)關(guān)聯(lián)性的交互，可通過中間件方式引用例如分布式事務(wù)等方式來實(shí)現(xiàn)同步交互，亦可通過采用其他框架進(jìn)行同步調(diào)用，例如同步超文本傳輸協(xié)議(HTTP)請(qǐng)求，同步數(shù)據(jù)庫(kù)操作，同步文件存儲(chǔ)操作等。6.2基礎(chǔ)交互協(xié)議基礎(chǔ)交互協(xié)議宜包括設(shè)備發(fā)現(xiàn)協(xié)議、服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議、設(shè)備訪問控制協(xié)議、服務(wù)訪問控制協(xié)議、設(shè)備管道協(xié)議和安全規(guī)范等。a)設(shè)備發(fā)現(xiàn)協(xié)議：定義了網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)交互設(shè)備信息的發(fā)布和發(fā)現(xiàn)機(jī)制。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)中的設(shè)備需要進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，通過設(shè)備發(fā)現(xiàn)協(xié)議向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布及注冊(cè)設(shè)備資源信息，也可發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中已有的其他數(shù)據(jù)交互技術(shù)要求及設(shè)備資源相關(guān)信息。b)服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議：定義了網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)交互服務(wù)信息的發(fā)布和發(fā)現(xiàn)機(jī)制；設(shè)備中的服務(wù)可5借助該協(xié)議發(fā)布自身服務(wù)相關(guān)信息，并發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中其他設(shè)備的服務(wù)信息。c)設(shè)備訪問控制協(xié)議：定義了網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)中設(shè)備間的數(shù)據(jù)交互和控制機(jī)制。設(shè)備可以借助該協(xié)議與其他設(shè)備組成設(shè)備群組進(jìn)行設(shè)備集中管理，也可借助該協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)其他數(shù)據(jù)交互設(shè)備的配置管理。d)服務(wù)訪問控制協(xié)議：定義了網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計(jì)中對(duì)服務(wù)的訪問控制機(jī)制，包括對(duì)服務(wù)的訪問方式、控制機(jī)制等協(xié)商過程，以及根據(jù)協(xié)商結(jié)果實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)服務(wù)的訪問和服務(wù)狀態(tài)變化的獲取。e)設(shè)備管道協(xié)議：定義了網(wǎng)絡(luò)協(xié)同化設(shè)計(jì)中設(shè)備間統(tǒng)一的通信框架及設(shè)備間的消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制。通過該協(xié)議，具有不同網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的設(shè)備可通過通信協(xié)議直連或消息轉(zhuǎn)發(fā)的方式實(shí)現(xiàn)相互通信。f)