IEC61056 测试标准中文版
&这是N年前几个兄弟一起翻译的IEC61056 标准,局限于当时对专业英语的不专业，可能一些地方翻译得有点瑕疵。在此拿出来，希望对用得着的人有帮助，感谢那些在成长路上一起走过的兄弟！转载，请注明出处，谢谢！
一般应用的铅酸蓄电池（阀控式类型）
第一部分：性能测试实验方法及要求
1) IEC系国际电工委员会的简称，是一个负责电工技术标准化的国际组织。国际电工委员会是以促进国际间在电气或电子领域的合作为目的的。其中所涉及的范围领域较广。国际电工委员受委托后会对涉及某一领域的标准进行规定及提供测试方法，其中在出版发行的工作中有官方和非官方组织会参于筹备工作。最后在国际电工委员会和国际标准化( 英文缩写： ISO )组织两个国际组织共同协商合作一致的条件下完成标准的确立。
2) 标准的的形成制定均通过国际电工委员会及其它国际相关组织的的技术判定审核，其尽可能代表多数组织的决定。
3) 本标准为国际标准组织制定同时建议成为国际标准使用，其中标准的技术规格、技术报告或技术指导方面内容形式均为其国际委员会承担制作的。
4) 为了促进国际间的统一，IEC国际电工委员会在国家和地区间采取适用于国际的最大程度透明化的国际标准。在标准的后面，将明确IEC标准和国家或地区标准之间存在的任何分歧。
5) IEC未提供使用认可标志的任何程序，当宣称其产品符合相应的IEC标准时，IEC概不负责。
6) 尽可能的对这份国际标准内容的专利权利引起注意。标准不将对任何鉴定或诸如专利权负责。IEC 61056国际标准由IEC技术委员会监制 21: 二次电池
这是经过技术修订之后的第二版，取代了由1991年出版的第一版。
本标准是建立在下列文件基础上的:
&&&&& 建议报告
21/568/FDIS
&&&&&&&&&& 21/573/RVD
表决批准本标准的详细数据均可在上表列出的表决报告中查阅。
依据ISO/IEC拟定草案指导出版发行，Part 3.
IEC61056一般应用的铅酸蓄电池（阀控式类型）包括以下几部分：
第一部分： 测试方法及一般要求
第二部分： 尺寸，端子及印刷商标
第三部分： 电应用方面的安全说明
通过标准委员会一致决定本标准有效期至2009年。到期后，出版社将会对标准的内容条款重新审核确认、取消删除、修订补充编辑或改善。
一般应用的铅酸蓄电池（阀控式类型）
第一部分：性能测试试验方法及要求
1 范围目标
IEC 61056 这部分标准详细说明了电池性能测试的试验方法及其要求。
此标准适用于所有一般应用场合的阀控式铅酸蓄电池，不论电池是循环使用还是浮充使用的情况，在便携式设备，诸如，组合工具，玩具，应急灯和不间断电源等。这种铅酸电池可以是方形电槽的平板式电极，也可以是圆柱型电槽的卷绕式电极。电池中的硫酸电解液是在两电极间固定不动的，其是由多孔隔离板或胶体来固定。
注： 电池尺寸，端子和标签印刷的要求在IEC 61056-2中有相关要求.
IEC 61056这部会标准不适用于以下电池：
应用在引擎起动用类型的铅酸蓄电池或牵引电池，及固定式电池。
为满足本标准的相关要求，厂商提出的性能数据应该要符合这些测试程序。这些测试也可作为等级限制的测试条件。
2 引用标准
以下列出了此标准的参考文件，对于有日期限制的参考文件，仅仅是引用当时的发行版本，对于无日期限制参考文件，则是参考最新的发行版次文件。
IEC ), 国际电子词汇表(IEV) &486章: 二次电池部分
IEC 60417 (所有部), 设备绘图符号表示法
3 一般要求
3.1.1 电池是由一个或更多的单体电池组成，复合电池可以是由几个单体电池通过机械及电子的连接方法组装而成。电池内的单体电池的数量由 &n& 来表示。
3.1.2 电池应该是阀控式，安全阀要能防止外部气体进入单体电池内，但是内部的气体能通过安全阀排出，并且电槽在承受一定的内压时，不能有破裂等损坏现象。
3.1.3 电池的设计要能添加电解液，并且电池在指定的任何方向存储或放电时，不得有漏液现象发生。另外电池在倒置方向，温度20℃，最大湿度80％的条件下放置一年不得有漏液。
3.1.4 电池的所有组件，例如，端子，内部连接，电槽等应该符合4.4的规定。
3.1.5 充电时，电池不能安放在超过垂直面90℃的方向。&
3.2 机械强度
电池应该能经受一般运输过程中的机械压力，振动和冲击等。
电池的印刷版面至少应该包含以下项目：
----& 生产商名称和参考类型
----& 额定容量
----& 额定电压
----& 生产日期
----& 依照国际标准要求的循环及安全标识
如果电池的特性值与条款4中的要求不同，则需要在电池说明里进行阐述。附加信息诸如充电电压或充电电流，不同放电倍率下的容量，电池重量等，应该随电池一起附带。
3.4 极性标识
电池需要标记两端子的极性，在靠近端子的中盖的正极标记为 +，负极标记为 & 。
4.功能特性及要求
4.1.1 电池的容量是指其存储电能的能力，用安时（AH）表示，随着放电条件的不同，容量是变化的。
4.1.2 额定容量C20作为参考值，由厂商定义为新电池在25℃下以I20=C20/20进行放电的容量，放电时间为20小时，终止电压为Uf = n * 1.75V。
4.1.3额定容量C1作为参考值，由厂商定义为新电池在25℃下以I1=C1/1进行放电的容量，放电时间为1小时，终止电压为Uf = n * 1.6V。
4.1.4 电池的实际容量Ca定义为，电池全充电后以I20的电流按6.2条款进行放电，所得容量值与C20理论容量进行对比，或者电池运行一段时间后，其容量的保持状况。
4.1.5 以6.2条款定义电池的实际容量也可以用生产商指定的其它条件下的特定参数来定义（例如，C1）。如果是这样，那么其放电电流I20也要根据特定的放电条件做相应的改变。
4.2.1 循环寿命
测试电池循环充放电的性能，此循环性能测试是在放电深度50％的条件下进行，放电电流为I = 3,4&I20 或 I = 5&I20 ，电池实际容量降为理论容量的50％时循环终止，总的循环次数不低于200。
4.2.2 浮充寿命
此测试要求测试电池的浮充状态下的性能，电池一直处于定电压下充电，保持电池是在全充电状态下，当电池在25&C下运行2年，或在40&C下运行8个月之后，以6.5条款测试电池容量需要满足要求。&
先测试电池的初始实际容量Ca，电池在经过6.7条款的存储条件之后，再用I20电流进行放电测电池的实际容量，要求电池的实际容量Ca保持率在75％以上。
4.4 最大放电电流
电池需要承受电流Im = 40 & I20放电300 s或以Ih = 200 & I20电流放电 5 s。
如果没有特别说明，电池不得有变形或其它的损坏（参考6.8条款）
此项测试旨在说明电池在经受深放电之后的充电接受性能，充电条件为定电压Uc（Uc值参考5.1.3条款），充电时间为48小时（参考6.9条款）。
4.6 高率放电特性
测试电池大电流放电性能，用20 & I20的电流对电池进行放电，放电时间不得少于20分钟。&
4.7 析气量
在厂商建议的充电方法下，测试电池的析气量。当电池在定电压下充电时，气体析出量Ge不得大于0,05 ml/ cell＊h*Ah。当电池在定电流下充电时，气体析出量的复合效率要求大于90 %。&
4.8 防振性能
电池经过6.11条款测试之后，端子电压不得低于额定电压。另外，电池不得有变形，损坏，漏液等异常现象。
4.9 耐冲击特性
电池经过6.12条款测试之后，端子电压不得低于额定电压。另外，电池不得有变形，损坏，漏液等异常现象。
5 一般测试条件
5.1 电池测试样品
5.1.1 除定义电池静置后的实际容量测试项目之外，所有的测试项目所采用的电池都应该是新的，全充电状态。
5.1.2 样品应该是不超过6个月的新电池。
5.1.3 除非生产商有特别说明，电池应该按以下方式进行全充电。
电池应该在环境温度为 25 &C & 2 K条件下充电。
& 充电时间为 16 h,
& 或着充电到电流在2小时内变化小于0.005A 。
充电方法如下：
a) 采取厂商推荐的充电电压，或者采取以下的充电电压
Uc = n &2,35 V,
b) 定电压充电时 (Uc) 初期充电电流限制为 Imax = 6 & I20。
5.2 测量仪器
5.2.1 电测仪表
5.2.1.1 仪器的量程
为确保测量精度要求，需对电压表和电流表的量程和测量方法进行选择。
对于相似的仪器，要求其最少应该具有1/3的分刻度的精度。任何其它使用到的仪器都应该具有相当的精度。&
5.2.1.2 电压测量
用于测量电压的仪器其精度要求在0.5以上，且表的内阻要大于10k?/V。
5.2.1.3 电流测量
用于测量电流的安培表的精度要求为0.5以上。
5.2.2 温度测量
温度及的精度要求在1k以上。
5.2.3 时间的测量
时间的计量精度要求在 &1 %以上。
5.2.4 尺寸的测量
尺寸的测量精度要求在精度要求在 &1 %以上。
5.2.5 气体量的计量
气体体积的测量精度要求在 &10 %以上。
5.2.6 压力的计量
测量压力的仪器的精度要求在 &1 %以上。&&
6 测试方法
6.1 测试条件
如果没有特别的说明，测试的条件为电池垂直位置放置，环境温度为20 &C & 2 K或 25 &C & 2 K，湿度条件为25 % 至 85 %，大气压力为86 kPa 至 106 kPa。
6.2 容量 Ca (20 h 率放电的实际容量)
6.2.1 依 5.1.3条件充电后，电池开路放置16 h至24 h。
6.2.2 电池应该在相同的温度下以电流 I20放电 (见 4.1.2)，在整个放电期间电流的变化值应在&2 % 之间变动，直到终止电压Uf = n &1.75 V，记录放电时间，实际放电容量Ca = t&I20。
6.2.3 实际容量Ca应该等于或大于 C20，如果不是，重复以上程序，要求在5次循环之内达到C20。
6.3 高率放电容量
6.3.1 依5.1.3给电池充电之后，电池开路放置16 h至 24 h。
6.3.2 电池以 I = 20&I20的放电电流放电至终止电压Uf = n&1,6 V。
6.4 循环寿命
6.4.1 测试需要3个单体电池，并且电池符合 6.2.3.条款。
6.4.2 电池测试期间应该保持环境温度在25 &C & 2 K。
6.4.3 电池需要经受一组连续的循环测试，每个循环包括：
& 以 I = 3，4 &I20 的电流放电 3 h，或者以 I = 5&I20 的电流放电2 h。 之后立即进行以下步骤
&*对于3 h，I = 3,4&I20的放电条件，以定电压Uc或定电流Ic (见 5.1.3)充电9 h，
&*对于2 h，I = 5&I20的放电条件，以定电压Uc或定电流Ic (见 5.1.3)充电6 h，记录放电过程中的最终电压 U&f 。
6.4.4 电池经过50& 5次循环之后，以5.1.3 回充电，然后以I = 3，4 &I20 或 I = 5&I20的放电电流放电，终止电压为Uf = n&1,65 V，如果放电时间分别大于3小时或2小时，继续以6.4.3.的条件进行下一个50次循环测试。
6.4.5 如果在循环期间，电池的终止电压低于1.65V/cell，停止循环，电池依5.1.3. 进行充电，通过6.4.4来定义电池的实际容量Ca，如果放电时间分别少于3小时或2小时，终止循环测试。
6.4.6 记录电池以I = 3，4 &I20或I = 5&I20的放电电流放电，放电时间分别小于3小时或2小时，电池经过的循环次数。
6.5 浮充寿命
6.5.1 至少用3个单体电池进行测试。
6.5.2电池测试期间应该保持环境温度在20 &C & 2 K或25 &C & 2 K，湿度不做要求。
6.5.3 电池应该以厂商规定的浮中电压进行测试，浮充电压范围为2,25V/cell~2,3 V/cell 初始电流限制为 I = 4&I20。
6.5.4 每6个月用以下方式确认电池的容量，放电电流 I = 3,4 &I20 或 I = 5&I20 直到终止电压U = n&1,7 V。
6.5.5 当以电流 I = 3,4 &I20的放电容量小于额定容量的60％或 I = 5&I20的放电容量小于额定容量的50％时，寿命终止。
6.6.1至少用3个单体电池进行测试。
6.6.2 测试的电池其3小时容量Ca（终止电压1,75 V/cell）应达到额定容量值Crt。初充电电流限制为I = 4&I20。
6.6.3 测试电池放置于 40 &C & 2 K的烘箱内，湿度要求低于36 %。
6.6.4 电池需要在厂商建议的40 &C的浮充电压下进行浮充。
6.6.5 容量确认：每2个月进行一次容量确认，在20 &C & 2 K或25 &C & 2 K温度下，以放电电流 I = 3,4 &I20 或 I = 5&I20 放电，直到终止电压U = n&1,7 V。
6.6.6 当以电流 I = 3,4 &I20的放电容量小于额定容量的60％或 I = 5&I20的放电容量小于额定容量的50％时，寿命终止。
6.7 荷电保持率
满足 6.2.3条款的电池，依5.1.3.进行充电，电池表面要求清洁，干燥。电池在20 &C & 2 K或25 &C & 2 K温度下存放120天，之后依6.2.2 进行放电，放电电流为 I20，放电终止电压为Uf = n &1,75 V，要求放电时间应该在15小时以上。
6.8 最大容许电流
6.8.1 电池依5.1.3充饱电后，开路放置16 h至24 h。
6.8.2 以 Im = 40*I20的放电电流 300 s。
6.8.3 电池以5.1.3进行充电，然后在25 &C & 2 K下放置16 h 至 24 h。
6.8.4 电池以 Ih = 200&I20 的电流放电5 s。
6.8.5 电池通过以上放电之后，外观不得有破裂损坏的现象。
6.8.6 电池依5.1.3回充电，再以电流 Im (见 4.4)进行放电，放电终止电压为 Uf = n&1,34 V 时，放电时间不得低于150 s。
6.8.7 如果厂商提供的 Im 和 Ih 与 4.4中的不同，则在 6.8.2 和 6.8.4中的测试电流需做修改。
6.9 深放电后的充电接受性
6.9.1 测试用3个满足6.2.3.要求的电池。
6.9.2 选择一个电阻器负载，要求规格是电压为n&2 V，电流 I = 40*I20& 10 %。把电阻器连接到电池的端子两端，在20 &C & 2 K或25 &C & 2 K温度下存放360小时。
6.9.3 去掉电阻器，对电池进行充电，以定电压Uc (见 5.1.3)充电48h，限流0.3C~0.5C。
6.9.4 充电结束后，电池在20 &C & 2 K或25 &C & 2 K温度下开路放置16 h至24 h。 再依 6.2.2进行放电。
6.9.5 电池的放电容量应该 &0,75 & C20 (Ah)。&
6.10 气体析出率
6.10.1 测试采取6个单体电池或3个电池一组，这些电池要求之前没有进行过任何测试。
6.10.2 测试电池要保持在20 &C 到25 &C之间的温度下，并安装一个气体收集装置来收集释放的气体。
6.10.3 进行气体收集，例如用类似于图1所示的气体收集装置，并注意在气体转移到收集装置过程中不能有气体泄露。 在长期的充电过程中，容器应确保气体的可靠收集，不能产生泄漏，并且容器要倒放入水中20mm以下。
6.10.4 定电压下的气体析出量
要求测试电池的容量不低于其额定容量C20。电池完全充饱电后，再在厂商规定的浮充电压Uflo下浮充(72 & 1) h。
6.10.5 浮充(72 & 1) h后，开始(192 & 1) h的气体收集过程。记录在(192 & 1) h 内收集到的实际气体体积Va，并记录收集气体时的环境温度Ta和环境压力Pa。
6.10.6 换算成20 &C、101,3 kPa下每个样品的气体析出量Vn，换算方程如下：
Vn ：标准状态下的析气量(ml)；
Va： 实际收集的气体量(ml)；
Tr ：基准温度（K)：20 &C = 293 K；
Ta ：环境温度(K)：Ta = 273 + T &C；
Pa： 环境大气压 (kPa)；
Pr ： 基准压力(kPa)： Pr = 101,3 kPa。
6.10.7 用下列公式计算在规定的浮充电压下每单局的析气量Ge：
&&&&&&& Ge = Vn / (n & t & Crt) (4)
n： 进行气体收集的电池单体数；
t ：气体收集的小时数；
Crt： 进行气体收集试验电池的20hr率额定容量。
6.10.8 定电流下的析气量
如果是采用定电流充电，则需要测量定电流充电时的析气量。以上的6.10.4 到 6.10.7 步骤更改为6.10.9 到 6.10.11.步骤操作。
6.10.9 电池的实际容量Ca 需要大于或等于额定容量C20，电池充饱电后，再以0.1C定电流充电48 & 1 h。
6.10.10 定电流充电24小时以后，以0.005C的电流充电，收集5小时内的析出气体量Va，并记录当时的温度Ta和大气压Pa。
6.10.11 气体复合效率用 (5) 和 (6)式来计算，把析出的气体量转换成 101,3 kPa 大气压 25 &C下的每安时气体析出量：
& = Pa/ Pr & 298 / (Ta + 273) & Va / Q & 1 / n&&&&&&&&&&&&& &(5)
Pa 测试时的大气压 (kPa);
Pr &标准大气压 101,3 (kPa);
Ta 测试时的量桶环境的温度 (&C);
Va 析出的气体量 (ml);
Q &收集气体期间的充电量
n &单体电池个数
气体复合效率为：
& = (1 & & / 684) & 100 [%] (6)
684 是在 101,3 kPa ， 25 &C下通过每安时电量时的气体析出量 Ah (ml/Ah).
6.11.1 电池依 5.1.3.进行全充电。
6.11.2 按以下条件进行测试：
a) 振动方向： 长，宽，高三个面。
b) 振动条件：在每个方向上以振幅为4mm，频率为16 Hz到 7 Hz 之间的连续正玄波振动 1 h。检查电池外观，并测量电池的开路电压。
6.12.1 电池依 5.1.3.进行全充电。
6.12.2 按以下条件进行测试：
a) 掉落方法： 将电池底部向下，在20cm的高度掉落到至少10mm厚的硬木板上。
b) 电池需要进行3次掉落测试，之后检查电池外观，并测量电池的开路电压。
&&最后修改于
请各位遵纪守法并注意语言文明IEC62108中文版_图文_百度文库
您的浏览器Javascript被禁用，需开启后体验完整功能，
享专业文档下载特权
&赠共享文档下载特权
&10W篇文档免费专享
&每天抽奖多种福利
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
IEC62108中文版
阅读已结束，下载本文需要
想免费下载本文？
定制HR最喜欢的简历
下载文档到电脑，同时保存到云知识，更方便管理
加入VIP
还剩31页未读，
定制HR最喜欢的简历
你可能喜欢真的有工业4.0的落地的具体路径吗？ 从工业4.0基本单元，看德国如何实际运用
本文由知识自动化（zhishipai）授权转载
真的有工业4.0的落地的具体路径吗？我们看到了大量的解决方案，却很少能够看到从底层构建的案例。智能制造的圈内人士对于德国工业4.0的架构RAMI4.0应该是耳熟能详的，但对工业4.0的基本组成单元“工业4.0基本单元”（I4.0 compennet），却是相对陌生。然而德国产业界和学术界，正是在这个可以落地的抓手上，进行了深入的开发实践。本文从工业4.0基本单元的内涵出发，看看德国如何实际运用，以及怎么进行开发。
实体资产的“虚拟化”
为便于参考架构模型表达工业4.0的空间，RAMI采用三维模型（见图1）。纵轴分成6个层级，从不同的视角表达诸如数据映射、功能描述、通信行为、硬件/资产或业务流程。这里借用了IT行业将复杂项目划分为若干个可以管理的部分的思维。左面的横轴表达产品生命周期及其所包含的价值链，可在参考架构模型中表示整个生命周期内的相关性（例如持续的数据采集之间的相关性）。右面的横轴表达工厂的功能性和响应性，即工厂功能的分层结构。
图1:德国工业4.0参考架构RAMI4.0
最为引人瞩目的是，RAMI将物理系统按照其功能特性，分层进行了虚拟映射。
按照IT和通信技术常用的方法，将纵轴自上而下划分为6个层级：经营业务、功能性、信息、通信、集成、资产。
资产层处于最底层，连同其上层集成层一起被用来对各种资产进行数字化的虚拟表达。用资产层来表达物理部件/硬件/软件/文件等实体，物理部件如直线运动的轴、金属部件、电路图、技术文件、历史记录等。
人也作为资产层的一部份，通过集成层与虚拟世界相链接。
资产与集成层的链接是无源（passive）连接。
图2:RAMI4.0和物理-数字化架构及递阶关系
图2清晰表达RAMI4.0和物理－数字化架构及递阶关系。把物理实体（包括硬件、软件、工程文件等）通过数字化演化为能在虚拟世界完整表达、通信、推理、判断、决策加工等，让控制信息和业务信息都能实时传递交换和处理，从而使企业中的各类资产都能互联、互操作。根据不同资产的作用，当它们数字化后相互之间的关联，应该按控制要求和业务要求构建它们之间的扁平化的通信递阶关系。
四大类资产变形记
工业4.0基本单元是一个描述信息物理系统CPS详细特性的模型。CPS是一种在生产环境中的真实物理对象，通过与其虚拟对象和过程进行联网通信的系统。在生产环境中，从生产系统和机械装备到装备中的各类模块，只要满足了上述这些特性，不管是硬件基本单元还是软件基本单元都具备和符合了工业4.0要求的能力。
成为工业4.0基本单元的一个先决条件是：它必须在整个生命周期内采集所有相关数据，存放在有该基本单元所承载的具有信息安全的电子容器内，并由它把这些数据提供给企业参与价值链的过程。
在工业4.0基本单元的模型中，这个电子容器称之为“管理壳”。
还有一个先决条件是：基本单元的真实对象必须具有通信能力，以及相应的数据和功能。这样，生产环境中的硬件单元和软件单元之间都能进行符合工业4.0要求的通信。
这里有四个工业4.0基本单元的例子。
一个是一整套机械装备作为工业4.0基本单元，这类工业4.0的基本单元是由机械制造厂商来实现的。它可能是一台机床、包装机或3D打印机等。
图3:工业4.0基本单元模型
一类是专门供应厂商提供的关键部件，也可看成是一类工业4.0基本单元，这是由部件制造厂商实现。它们往往可以分开登录，譬如可分别在资产管理系统和维护管理系统中登录。
第三类还可以把一些构成零部件看成是工业4.0基本单元，例如一个端子排：它不但是连通信号的接线，而且在整个机械装备的生命周期中还起着传输数据的作用。这种工业4.0基本单元的实现者往往是电气工程师或技术员。
第四类，也是非常有趣的是，软件也是生产系统中的重要资产，它们也是工业4.0基本单元。例如一个独立的规划或者工具性工程软件，甚至一个功能块库。其实现者可以是软件供应商，也可以是控制器应用程序的编程工程师等。
表1：实体资产向工业4.0单元转化
由图4可知，资产构成工业4.0基本单元（物理／非物理）的实体部分，管理壳构成工业4.0基本单元的虚拟部分，工业4.0的通信将各种基本单元加以连接。
图4:工业4.0基本单元的特性
图5:机械装置由各类IC4.0组成
任何一种机械装备其重要的部分原则上都是各类工业4.0基本单元组成。譬如图5中由端子排、伺服轴、机械装置和由这台机械装置加工出来的产品，如最常见的运动鞋。这些资产通过工业4.0的通信连接起来。机械装置则由在生产网络中的PLC进行控制。由此可以得出以下结论：工业4.0基本单元是网络化的基础元件，生产制造出来的产品的服务策略也因此建立了相互连接，因而即使没有实际的电子接口的元件也具有同等的权利，为建立业务价值的深度表达提供了可行的技术路径。
德国人如何构建基本单元
在以上顶层设计概念的基础上，就有可能为所有现有的工业资产提供数字化的实现。人们常说智能制造的基础是数字化，数字化的核心是建模。那么我们就来观察一下德国工业界是怎样进行这一过程的。
就像为地球上所有的大米粒都要编号一样，需要设计出全世界亿万数量级的工业资产的唯一标识及其链接方式，以便为今后对这些资产进行虚拟描述打好基础。
图6表述的就是这种统一的格式。标识符是URI，为每一种资产提供唯一的识别符，并与该资产对应的管理壳对应，该标识符既参照该资产的物理分类，又可链接该资产的管理壳，而管理壳的虚拟描述完全建立在其物理特性和相关数据之上。
图6 :资产进入数字化世界
用标准化的唯一标识符识别分类项和相关知识,已经有了国际标准进行指导。
图7 :按ISO29002-5分类资产和相关知识
而要真正实现工业4.0，需要在全世界范围内（注意：不仅仅在德国范围内）组织开发数量极大、类型众多的、标准化数字化的基本单元库。
进行这项涉及面极广的组织工程，首先要保护工程领域的核心功能性（例如气动工程、焊接等）；其次要造就具有最大化的灵活性，同时又能保护每个公司的信息网络；再次是为了采购、系统集成工程、维护等需要，必须持续地提高可互操作性和客户的利益。不过面对的现实却是如何使各个公司的标准、不同的数据格式和产品性能数据的集合实施合理的开放；为建立工业4.0基本单元的知识库，在各个公司的利益和公众利益之间取得平衡，‘两厢情愿’地淡化公司标准和查找性质集合。好在国际工业标准化组织已经建立了这方面的国际标准IEC61360/ISO13584，只要严格遵循这个标准，就能够有组织有规则地进行。
图8示出许多标准作为管理壳的领域／子模型的样板。例如管理壳可遵照IEC TR 62794和IEC 62832 数字工厂；标识可参照ISO 29005 或 URI唯一ID；通信可遵照IEC61784工业通信规约第二章以太网；能效依据ISO/IEC 20140-5；信息安全参照IEC 62443 网络和系统的信息安全等。
图8 :管理壳的领域／子模型的样板标准
图9是管理壳、子模型、性质、复杂数据和功能的示范内容。从可视的角度看，一个经标识的资产其管理壳也是经标识的，都是显性化的知识，即表征这个资产的性质。而其数据和功能都是可通过APIs被语义化存取的。资产的运行时数据都遵照严格而统一的格式表达性质的集合（图示中子模型1是能效，子模型2是安全，子模型3是钻孔）。而有关数据和功能的运行时的数据则按照不同的互补的数据格式。
图9:资产对应的管理壳的内容
真实场景的示范
下面给出一个简单的场景描述以市场为导向的资产数字化的交互过程（见图10）。图中示出3个工业4.0基本单元（生产工作站），它们之间通过符合工业4.0的通信连接，并且还与假定的MES生产调度执行系统项连接。这3个工作站都有相同的子模型，但有不同的标识符和不同的性质数据。
图10:简单场景的举例
这导致每个工作站有不同的行为，并在数字化资产的基础上进行讨论、意见交换，以获得共识来完成原型设计。
图11给出这个示范实验的识别。报头由两部分构成：管理壳标识部分和资产标识部分；而报文则包括MES连接子模型的识别符，能效子模型、钻孔子模型和文档子模型的识别符。
图11:简单场景实验的识别表
还可以进一步给出这个示范实验的性质数据表。由子模型描述简单数据。接下去各行描述仿真钻孔时间，钻头直径，钻头进给速度，钻孔深度和工件材质。而要得出这些性质定义和性质特性的具体办法是由领域专家开会议定的规范，导入标准化的子模型，这些子模型需要是领域公认的参照。
“工业4.0语言”横空出世
对于复杂的工业4.0基本单元，可以是由简单基本单元的叠加，并且允许进行分布式的工程设计。例如图12所描述的装配体资产（其管理壳标识为装配体123）是由轴X、轴Y、轴Z和装卡夹具4个简单工业4.0基本单元组成，通过符合工业4.0的通信连接。虚线框所标即是这个装配体资产的边界。
该装配体的管理壳包括装配体资产的标识、管理壳，P&ID图子模型，线路图子模型，机械CAD子模型和IEC的互连图子模型。
图12:复杂工业4.0基本单元由简单基本单元构成
复杂的工业4.0基本单元可能涉及到不同的工程专业，这是建立复杂基本单元首先要考虑的。由德国电气行业协会ZVEI组织支持开发的OpenAAS是第一个管理壳的参考实现（详见图13）。它是专为开发团组设立的开放型智能体项目，不仅仅开源，而且可以经由GitHub进行深度学习（DL）。第一个管理壳的参考实现是按照ICT规范（通用建模语言）、基于免费的OPC UA而发展出来。
图13:openAAS是管理壳的第一个参考实现
德国亚琛RWTH大学在此基础上，已经实现了在管理壳中形成不同模型的完整知识连接。
另外，德国工业4.0平台的本体工作组UAG正在创建“工业4.0的语言”。
这是用来实现工业4.0基本单元之间的互连互通，见图14。从图中可以看出，每个工业4.0基本单元的管理壳由互动管理程序、基本本体、基本单元管理程序和若干子模型构成。各个基本单元的互动管理程序之间执行通用的互动模式，进行基本单元所含子模型等的自描述、合同管理、对话、机器人控制、基本单元控制等。
图14：本体工作组创建“工业4.0的语言”
当我们在概念自身的含义上还在纠缠的时候，德国工业4.0已经在工厂资产的数字化进行了深入的探索。工业4.0的框架体系RAMI4.0发表之后，两年不到的时间，德国工业界已经完成工业4.0基本单元的示范开发，为各类实体资产的数字化从而映射至虚拟环境，并实现完整表达、通信、推理、决策加工等，打下了坚实的基础。这是德国工业4.0的明修栈道，功夫很细，动静很小，研究者也难免清苦，远比不上轰轰烈烈的示范工程，但这才是一个国家未来工业的地基，这才是企业互联制造的根本，这才我们当下最需要仔细打磨的地方。
彭瑜：教授，PLCopen中国组织名誉主席，中国自动化学会仪表和装置专委会名誉委员，上海工业自动化仪表研究院顾问，工信部智能制造标准化建设工作组专家。
林雪萍：南山工业书院发起人，北京联讯动力咨询公司
来源：知识自动化
工业4.0研习社整理发布，转载请注明来源和出处。
责任编辑：
声明：该文观点仅代表作者本人，搜狐号系信息发布平台，搜狐仅提供信息存储空间服务。
今日搜狐热点}