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eLibrary > IEC 63339:2024 Unified reference model for smart manufacturing >

IEC 63339:2024 Unified reference model for smart manufacturing, 2024

English [Go to Page]
CONTENTS
FOREWORD
INTRODUCTION
1 Scope
2 Normative references
3 Terms, definitions, abbreviated terms, acronyms and conventions [Go to Page]
3.1 Terms and definitions
3.2 Abbreviated terms and acronyms
3.3 Conventions
4 Conformance [Go to Page]
4.1 Intended usage
4.2 Full conformance
4.3 Partial conformance [Go to Page]
4.3.1 Conformance to purpose and context requirements
4.3.2 Conformance to dimensions and coherence
4.3.3 Conformance to semantic modelling of aspects
4.3.4 Conformance to facets and frameworks
5 The URMSM in smart manufacturing concepts
6 Reference model concepts [Go to Page]
6.1 SM modelling
6.2 Modelling purpose
6.3 Modelling dimensions
6.4 Dimension coherence
6.5 Stakeholders
6.6 Concerns
6.7 Use case
6.8 Viewpoints and views
6.9 Perspectives [Go to Page]
6.9.1 Use of perspective
6.9.2 Stakeholder perspectives
6.9.3 Analytical framework
6.10 Aspects
6.11 Life cycle modelling
6.12 SM semantic modelling [Go to Page]
6.12.1 Semantic modelling overview
6.12.2 Forms of semantic representation
6.12.3 Granularity of semantic models
7 Dimensions of URMSM [Go to Page]
7.1 Identifying aspect interactions of smart manufacturing
7.2 Specifying modelling dimensions [Go to Page]
7.2.1 Collections of aspects as dimensions of smart manufacturing
7.2.2 Collections of dimensions as an analytical framework for smart manufacturing
7.2.3 Collections of life cycle phases as dimensions of smart manufacturing
7.3 Using a semantic model for analytical reasoning in smart manufacturing
7.4 Selecting facet dimensions based upon concerns
7.5 Identify meaningful dimension interactions
7.6 Frameworks as visualizations of interactions
8 Using the URMSM [Go to Page]
8.1 Utility of a reference model for smart manufacturing
8.2 Industry specific application of the URMSM
8.3 Specializing URMSM [Go to Page]
8.3.1 Specific utilization of the URMSM and rules for derivatives of SMRMs
8.3.2 Manipulating reference models to match purpose
9 Use cases of the URMSM [Go to Page]
9.1 Analysis use case [Go to Page]
9.1.1 Examining interactions at intersections of aspects
9.1.2 Examining interactions near intersections of aspects
9.1.3 Inserting new capabilities to analyse
9.2 Synthesis use case [Go to Page]
9.2.1 Identifying necessary coverage of aspect interactions
9.2.2 Sequencing activities based upon dependencies
9.3 Simulation in SMRM
9.4 Implementation use case
10 Family of reference models based upon the URMSM [Go to Page]
10.1 A base of essential SM modelling dimensions
10.2 Re-arranging framework dimensions
10.3 Complementary frameworks for same situation
10.4 Using multiple SMRMs to achieve purpose
Annex A (informative) Concept areas of SM [Go to Page]
A.1 Aspects of production and products
A.2 Perspectives of production and products stakeholders
A.3 Lifecycle considerations
A.4 Modelling of products and production using semantic models
A.5 Semantic models
Annex B (informative) Formal Foundation for URMSM [Go to Page]
B.1 Modelling framework for URMSM [Go to Page]
B.1.1 Formalism caveat
B.1.2 Modelling framework formalism
B.1.3 Using a URMSM framework
B.1.4 Semantic models of dimensions composed of aspects
Annex C (informative) Positioning URMSM among reference models [Go to Page]
C.1 Positioning URMSM among reference models
Annex D (informative) Meta-model for reference model analysis [Go to Page]
D.1 Meta-model analysis
D.2 Using a meta-model [Go to Page]
D.2.1 General
D.2.2 Assumptions, constraints and guidance
D.2.3 Concepts
Annex E (informative) Principles of semantic modelling [Go to Page]
E.1 Top level conceptual model
E.2 Semiotic conceptual model
E.3 Top level model domains
Annex F (informative) Practitioner’s modelling activity in a systematic usage of URMSM [Go to Page]
F.1 Use case derivation of concerns, aspects, and perspectives
F.2 Relationship between aspects on a dimension and model contents [Go to Page]
F.2.1 General
F.2.2 Implication of the dimension of lifecycle
F.2.3 Implication of the dimension of smart technology
F.2.4 Implication of the dimension of enterprise hierarchy
F.2.5 Implication of the dimension of capability level
F.3 Concept of step-by-step approach [Go to Page]
F.3.1 Formalism caveat
F.3.2 Practical procedure
Annex G (informative) Use case: Value stream [Go to Page]
G.1 Overview
G.2 Conveyor system project
G.3 SM use case
G.4 Dimensions [Go to Page]
G.4.1 Information in context
G.4.2 Dimension coherence using semantic models
G.4.3 Interactions between dimensions
G.4.4 Dimension S – The supply chain
G.4.5 Dimension C – Product/production system design
G.4.6 Dimension D – Production system
G.4.7 Dimension H – Operations management (shown within the production systems dimension D)
G.4.8 Dimension I – Control/process level 1 (shown within Dimension D)
G.5 Project flow and interaction [Go to Page]
G.5.1 Product concept (Ctx) quotation
G.5.2 Product order process
G.5.3 New product concept(Ctx) quotation
G.5.4 Interaction matrix
Bibliography
Figures [Go to Page]
Figure 1 – Using URMSM
Figure 2 – SM standard developer perspective of facet reuse
Figure 3 – Projection steps for standards developers
Figure 4 – A one dimensional framework representation
Figure 5 – A two dimensional framework representation
Figure 6 – Nested processes (centre oval) and user members (right)
Figure 7 – URMSM abstraction stack
Figure 8 – Example of a model for use case #1
Figure 9 – Diversified smart manufacturing systems expected from different stakeholders
Figure 10 – Basic structure for a family of SMRM with alternative 3D representations
Figure A.1 – SM contextual relationships
Figure A.2 – Semiotic Triangle with 3 semiotic domains and 3 morphisms (relations between pairs of semiotic domain artefacts)
Figure A.3 – Product standards catalogue concept model
Figure B.1 – Semantic model scenario dimensions
Figure B.2 – Semantic model scenario as relationship graph
Figure C.1 – Example of cascading reference models
Figure D.1 – Meta-model for SMRM
Figure E.1 – Top level conceptual model "The Semiotic Triangle"
Figure E.2 – Knowledge Ontology (K-Pyramid) explained by the three coloured corners of the Semiotic Triangle (Concept || Symbol || Phenomenon)
Figure E.3 – I4.0 Methodology / Theory of Data: Flattening the knowledge/data pyramid
Figure E.4 – Cyclic semiotic relationships (morphisms)
Figure E.5 – A first high level consolidation of interactions (I) –including IIoT Control Structure
Figure E.6 – Composition of SM knowledge from different SM domains
Figure E.7 – Top level concept model for model domain
Figure E.8 – Natural aspect concept model – dynamics
Figure F.1 – Utilization of the URMSM through a modelling activity of SM practitioners
Figure F.2 – Projection steps for SM practitioners
Figure F.3 – Relationship between aspects on a dimension and model contents
Figure F.4 – Potential problem of the modelling activity by SM practitioners
Figure F.5 – Step-by-step approach
Figure G.1 – Product model interactions
Figure G.2 – Production System Dimension D
Tables [Go to Page]
Table B.1 – Semantic model scenario
Table B.2 – Semantic model scenario as N-squared diagram
Table B.3 – Semantic model scenario Direct Intersections
Table B.4 – Semantic model scenario Indirect Interactions
Table G.1 – Interaction matrix
Français [Go to Page]
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS
INTRODUCTION
1 Domaine d’application
2 Références normatives
3 Termes, définitions, abréviations, acronymes et conventions [Go to Page]
3.1 Termes et définitions
3.2 Abréviations et acronymes
3.3 Conventions
4 Conformité [Go to Page]
4.1 Utilisation prévue
4.2 Conformité totale
4.3 Conformité partielle [Go to Page]
4.3.1 Conformité aux exigences d’objet et de contexte
4.3.2 Conformité aux dimensions et à la cohérence
4.3.3 Conformité à la modélisation sémantique des aspects
4.3.4 Conformité aux facettes et aux cadres
5 L’URMSM dans les concepts de fabrication intelligente
6 Concepts de modèle de référence [Go to Page]
6.1 Modélisation SM
6.2 Objectif de modélisation
6.3 Dimensions de modélisation
6.4 Cohérence des dimensions
6.5 Parties prenantes
6.6 Préoccupations
6.7 Cas d’utilisation
6.8 Points de vue et vues
6.9 Perspectives [Go to Page]
6.9.1 Utilisation d’une perspective
6.9.2 Perspectives des parties prenantes
6.9.3 Cadre analytique
6.10 Aspects
6.11 Modélisation du cycle de vie
6.12 Modélisation sémantique de la SM [Go to Page]
6.12.1 Vue d’ensemble de la modélisation sémantique
6.12.2 Formes de représentation sémantique
6.12.3 Granularité des modèles sémantiques
7 Dimensions de l’URMSM [Go to Page]
7.1 Identification des interactions entre les aspects de la fabrication intelligente
7.2 Spécification des dimensions de modélisation [Go to Page]
7.2.1 Ensembles d’aspects servant de dimensions de fabrication intelligente
7.2.2 Ensembles de dimensions servant de cadre analytique pour la fabrication intelligente
7.2.3 Ensembles de phases de cycle de vie servant de dimensions de fabrication intelligente
7.3 Utilisation d’un modèle sémantique pour le raisonnement analytique dans le cadre de la fabrication intelligente
7.4 Sélection des dimensions de facette en fonction des préoccupations
7.5 Identification des interactions de dimensions qui ont du sens
7.6 Cadres servant de visualisations d’interactions
8 Utilisation de l’URMSM [Go to Page]
8.1 Utilité d’un modèle de référence pour la fabrication intelligente
8.2 Application de l’URMSM pour l’industrie
8.3 URMSM spécialisé [Go to Page]
8.3.1 Utilisation spécifique de l’URMSM et règles pour les dérivés des SMRM
8.3.2 Manipulation de modèles de référence pour les adapter à un objectif
9 Cas d’utilisation de l’URMSM [Go to Page]
9.1 Cas d’utilisation "analyse" [Go to Page]
9.1.1 Examen des interactions aux intersections d’aspects
9.1.2 Examen des interactions près des intersections d’aspects
9.1.3 Insertion de nouvelles capacités d’analyse
9.2 Cas d’utilisation "synthèse" [Go to Page]
9.2.1 Identification de la couverture nécessaire des interactions d’aspect
9.2.2 Activités de séquencement basées sur des dépendances
9.3 Simulation dans un SMRM
9.4 Cas d’utilisation "mise en œuvre"
10 Famille de modèles de référence basée sur l’URMSM [Go to Page]
10.1 Une base de dimensions essentielles de modélisation SM
10.2 Réorganisation des dimensions d’un cadre
10.3 Cadres complémentaires pour la même situation
10.4 Utilisation de plusieurs SMRM pour atteindre l’objectif
Annexe A (informative) Domaines conceptuels de SM [Go to Page]
A.1 Aspects de la production et des produits
A.2 Perspectives des parties prenantes concernant la production et les produits
A.3 Considérations relatives au cycle de vie
A.4 Modélisation de produits et de production à l’aide de modèles sémantiques
A.5 Modèles sémantiques
Annexe B (informative) Base formelle de l’URMSM [Go to Page]
B.1 Cadre de modélisation pour l’URMSM [Go to Page]
B.1.1 Mise en garde contre le formalisme
B.1.2 Formalisme du cadre de modélisation
B.1.3 Utilisation d’un cadre URMSM
B.1.4 Modèles sémantiques de dimensions composées d’aspects
Annexe C (informative) Positionnement de l’URMSM parmi les modèles de référence [Go to Page]
C.1 Positionnement de l’URMSM parmi les modèles de référence
Annexe D (informative) Métamodèle pour l’analyse du modèle de référence [Go to Page]
D.1 Analyse du métamodèle
D.2 Utilisation d’un métamodèle [Go to Page]
D.2.1 Généralités
D.2.2 Hypothèses, contraintes et recommandations
D.2.3 Concepts
Annexe E (informative) Principes de modélisation sémantique [Go to Page]
E.1 Modèle conceptuel de premier niveau
E.2 Modèle conceptuel sémiotique
E.3 Domaines d’un modèle de haut niveau
Annexe F (informative) Activité de modélisation d’un professionnel dans une utilisation systématique d’URMSM [Go to Page]
F.1 Dérivation des cas d’utilisation de préoccupations, d’aspects et de perspectives
F.2 Relation entre les aspects sur une dimension et des contenus de modèle [Go to Page]
F.2.1 Généralités
F.2.2 Implication de la dimension "cycle de vie"
F.2.3 Implication de la dimension "technologie intelligente"
F.2.4 Implication de la dimension "hiérarchie d’entreprise"
F.2.5 Implication de la dimension "niveau de capacité"
F.3 Concept d’approche par étape [Go to Page]
F.3.1 Mise en garde contre le formalisme
F.3.2 Procédure pratique
Annexe G (informative) Cas d’utilisation: flux de valeurs [Go to Page]
G.1 Vue d’ensemble
G.2 Projet d’un système de convoyeur
G.3 Cas d’utilisation de la SM
G.4 Dimensions [Go to Page]
G.4.1 Informations en contexte
G.4.2 Cohérence des dimensions grâce aux modèles sémantiques
G.4.3 Interactions entre dimensions
G.4.4 Dimension S – Chaîne logistique
G.4.5 Dimension C – Conception de systèmes de production/produit
G.4.6 Dimension D – Système de production
G.4.7 Dimension H – Gestion des opérations (représentée dans la Dimension D des systèmes de production)
G.4.8 Dimension I – Niveau 1 Contrôle/processus (présenté à l’intérieur de la Dimension D)
G.5 Flux de projet et interaction [Go to Page]
G.5.1 Offre de concept de produit (Ctx)
G.5.2 Processus de commande de produit
G.5.3 Offre de nouveau concept de produit (Ctx)
G.5.4 Matrice d’interaction
Bibliographie
Figures [Go to Page]
Figure 1 – Utilisation de l’URMSM
Figure 2 – Perspective des développeurs de normes de SM concernant la réutilisation d’une facette
Figure 3 – Étapes de projection pour les développeurs de normes
Figure 4 – Représentation d’un cadre unidimensionnel
Figure 5 – Représentation d’un cadre bidimensionnel
Figure 6 – Processus imbriqués (ovale central) et membres de l’utilisateur (à droite)
Figure 7 – Pile d’abstraction de l’URMSM
Figure 8 – Exemple de modèle pour le cas d’utilisation 1
Figure 9 – Systèmes de fabrication intelligente diversifiés attendus des différentes parties prenantes
Figure 10 – Structure de base pour une famille de SMRM avec d’autres représentations 3D
Figure A.1 – Relations contextuelles de la SM
Figure A.2 – Triangle sémiotique avec 3 domaines sémiotiques et 3 morphismes (relations entre paires d’artefacts de domaine sémiotique)
Figure A.3 – Modèle de concept de catalogue de normes de produits
Figure B.1 – Dimensions d’un scénario de modèle sémantique
Figure B.2 – Scénario de modèle sémantique sous forme de graphe de relations
Figure C.1 – Exemple de modèles de référence en cascade
Figure D.1 – Métamodèle pour un SMRM
Figure E.1 – Modèle conceptuel de haut niveau sous forme de triangle sémiotique
Figure E.2 – Ontologie des connaissances (pyramide de la connaissance) expliquée par les trois angles de couleur du triangle sémiotique (Concept || Symbole || Phénomène)
Figure E.3 – Méthodologie/théorie de données I4.0: aplatissement de la pyramide de la connaissance/de données
Figure E.4 – Relations sémiotiques cycliques (morphismes)
Figure E.5 – Consolidation de premier niveau des interactions (I), structure de contrôle de l’Internet industriel des objets (IIoT, Industrial Internet of Things) incluse
Figure E.6 – Composition des connaissances sur la SM provenant de différents domaines de SM
Figure E.7 – Modèle de concept de premier niveau pour un domaine de modèle
Figure E.8 – Modèle de concept d’aspect naturel – dynamique
Figure F.1 – Utilisation de l’URMSM pour une activité de modélisation des professionnels de la SM
Figure F.2 – Étapes de projection pour les professionnels de la SM
Figure F.3 – Relation entre les aspects sur une dimension et des contenus de modèle
Figure F.4 – Problème potentiel de l’activité de modélisation par les professionnels de la SM
Figure F.5 – Approche par étape
Figure G.1 – Interactions au sein d’un modèle de produit
Figure G.2 – Dimension D: système de production
Tableaux [Go to Page]
Tableau B.1 – Scénario de modèle sémantique
Tableau B.2 – Scénario de modèle sémantique sous forme de schéma à N-carrés
Tableau B.3 – Scénario du modèle sémantique Intersections Directes
Tableau B.4 – Scénario du modèle sémantique Interactions Indirectes
Tableau G.1 – Matrice d’interaction [Go to Page]

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