Physical Address
304 North Cardinal St.
Dorchester Center, MA 02124
ISO/TS 29002-4：工业自动化系统 — 属性与特征数据模型技术规范
定义工业组件属性与特征形式化数据模型的技术规范
ISO/TS 29002-4 定义了用于表示工业自动化系统中组件属性和特征的形式化数据模型。该系列的第 10 部分专注于整体零部件库结构，而第 4 部分则深入探讨单个属性的详细表示——这些原子信息单元描述了组件的能力、尺寸、材料和性能极限。该标准为所有更高级别的零部件库操作提供了语义基础。
ISO/TS 29002-4 中的属性数据模型与 IEC 61360-1（标准数据元素类型）进行了协调，确保根据该标准创建的组件描述可以与电气和电子领域的 IEC 兼容系统互换使用。
1. 属性数据模型结构
ISO/TS 29002-4 数据模型将属性组织到严谨的类型系统中。每个属性由其数据类型（字符串、整数、实数、布尔、枚举或引用）、计量单位（如适用）、值域（允许的值或范围）和约束条件（依赖规则、条件要求和值关系）定义。属性可以是简单的（单一值）或复合的（一组结构化的子属性，如由最小值、标称值和最大值及关联测试条件组成的扭矩规格）。
该模型的一个关键创新是属性分类的概念。属性被组织成不同类别，如几何属性、材料属性、电气属性、环境属性和性能属性。这种分类使系统能够自动确定哪些属性与给定的组件类型相关。例如，电机将从电气、机械和环境类别继承属性，而结构梁则主要使用几何和材料属性。
使用 ISO/TS 29002-4 属性分类系统，PLM 系统可以在创建新组件时自动向工程师显示正确的属性模板，减少数据录入错误，并确保在创建时捕获所有必需的属性。
2. 属性定义与数据类型
该标准定义了按领域组织的广泛预定义属性类型库。下表提供了跨不同工程学科的属性定义示例：
| 属性类别 | 示例属性 | 数据类型 | 单位 | 典型约束 |
|---|---|---|---|---|
| 几何 | 总长度 | 实数 | mm | 0 < 值 ≤ 10000 |
| 几何 | 螺纹尺寸 | 枚举 | — | M6, M8, M10, M12, M16, M20, … |
| 材料 | 抗拉强度 | 实数 | MPa | 100 ≤ 值 ≤ 2000 |
| 材料 | 材料等级 | 引用 | — | 引用 ISO 材料标准 |
| 电气 | 额定电压 | 实数 | V | 12, 24, 48, 110, 230, 400, 690 |
| 电气 | 绝缘等级 | 枚举 | — | A, E, B, F, H, N, R, S |
| 环境 | 工作温度 | 实数（范围） | °C | −40 ≤ 最小值 ≤ 最大值 ≤ +150 |
| 环境 | 防护等级 | 枚举 | — | IP20, IP54, IP65, IP67, IP69K |
| 性能 | 额定功率 | 实数 | kW | 0.1 ≤ 值 ≤ 5000 |
| 性能 | 能效等级 | 枚举 | — | IE1, IE2, IE3, IE4, IE5 |
该标准还定义了用于表示非标量特征的复杂属性类型。这包括：表格属性（关联两个或多个变量的性能曲线，如扭矩与转速的关系）、图形属性（带公差的尺寸图）和文档属性（对外部文档如测试报告或材料证书的引用）。每种复杂属性类型都有其自己的数据模型，在保持机器可读性的同时捕获信息结构。简单属性类型与复杂属性类型的分离使系统能够处理各种工程数据，同时保持核心数据模型的高效性和可管理性。
一个常见的实施挑战是正确处理单位转换。ISO/TS 29002-4 要求每个数值属性使用 UN/ECE 第20号建议或 ISO 80000 系列的标准化单位代码明确指定其计量单位。系统应实现具有适当舍入和精度处理的自动单位转换。
3. 约束、依赖关系与验证
ISO/TS 29002-4 定义了一个全面的约束模型，用于捕获属性之间的关系。约束分为：值约束（允许的范围、枚举列表和模式）、依赖约束（如果属性 A 的值为 X，则属性 B 的值必须为 Y）、条件约束（仅当指定了属性 D 时才需要属性 C）和交叉引用约束（不同类别中的属性必须具有一致的值）。
约束模型以一种形式化语法表达，可以编译为数据库、XML 模式和应用逻辑的验证规则。例如，约束规则可能规定：”如果紧固件公称直径 = 12，则公称螺纹螺距必须为 1.25 或 1.75。”这些规则在数据录入、数据导入和数据交换期间进行评估，以确保组件规范内部一致并符合工程标准。
不一致的约束定义是数据质量问题的常见来源。当两个相关属性具有矛盾的约束（例如，一个要求最高温度为 85°C，而另一个要求同一组件类别为 105°C）时，系统可能接受无效数据或拒绝有效数据。工程师应使用自动化推理工具定期进行约束逻辑审查。
4. 常见问题
问：ISO/TS 29002-4 如何处理在不同地区以不同单位（公制与英制）测量的属性？
答：标准要求每个属性值与其计量单位一起存储。系统应以规范单位（通常为 SI）存储值，并根据需要进行转换以进行显示或交换。标准为常见的单位对提供了转换系数。
问：ISO/TS 29002-4 能否表示制造尺寸的公差信息？
答：可以。该标准定义了对称公差（±X）、单向公差（+X/−Y）以及符合 ISO 1101 的几何尺寸与公差（GD&T）的公差模型。公差信息作为结构化复合属性捕获。
问：ISO/TS 29002-4 属性库是否可由单个组织扩展？
答：可以。虽然该标准提供了常用属性的核心库，但组织可以按照相同的数据模型结构定义自己的属性。不过，应使用定义的命名空间约定将自定义属性与标准化属性明确区分。
📥 标准文件下载
暂无下载文件
