ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ИНТЕГРИРОВАННЫЙ ПОДХОД К УПРАВЛЕНИЮ ИНФОРМАЦИЕЙ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА АНТРОПОГЕННЫХ ОБЪЕКТОВ И СРЕД

Описание данных для математического моделирования процессов жизненного цикла. Основные положения

Издание официальное

Москва Стандарти нформ 2017

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «T-Платформы» (ОАО «Т-Платформы») совместно с ООО «ИнтеллектуС»

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 700 «Математическое моделирование и высокопроизводительные вычислительные технологии»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 ноября 2016 г. № 1822-ст

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. №162-ФЗ «О стандартизации Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стандартинформ, 2017

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

II

Информационный вид Технический вид

Функциональный вид Организационный вид

Базы архите! зая <тура Концепту альный уровень Блочный уровень Элементный уровень

Рисунок2 — Базовая архитектура вычислимой среды

Каждый вид в соответствии с точкой зрения формирует информационный набор, который определяет способ представления и расчетную модель объекта.

Примечание — В результате рассмотрения объекта с разных точек зрения и исследования разных информационных наборов, описывающих объект, формируется информационная модель сложной динамической системы [2].

6.2.3    При декомпозиции системы определяют подсистемы, которые являются элементами системы для конкретного информационного набора.

6.3    Концептуальная модель данных

6.3.1    Трехсхемная архитектура — в соответствии с ГОСТ 34.320, дополнена обязательными междисциплинарными связями, для обеспечения соответствия интегрированной архитектуре (см. рисунок3).

6.3.2    В соответствии с идеологией открытых данных [3], [4] интеграция означает объединение информации, полученной из нескольких независимых источников, в один логически последовательный набор данных. Для исключения дублирования информации, обобщения ряда областей и представления новой информации при построении модели данных необходимо использовать подход Семантической сети [5].

6

6.5.4    Информационная модель не должна иметь одинаковых (дублирующих) наборов данных [6].

6.5.5    Информационная модель может состоять из распределенных наборов данных. Ссылки на удаленные наборы данных должны формироваться в соответствии с требованиями языка описания графов [7].

6.5.6    Информационная модель может иметь информационный набор нормативно-технических ограничений, описанных в соответствии со спецификацией RuleML [8].

6.5.7    Информационная модель антропогенного объекта может содержать проектные, строительные и эксплуатационные модели в виде отдельных информационных наборов.

6.5.8    Информационная модель антропогенной среды должна содержать картографические данные в соответствии со спецификацией CityGML [9] и может содержать другие картографические данные, необходимые для реализации проекта.

6.6 Совместная работа

6.6.1    При использовании ИП должен быть реализован процесс совместного функционирования управления информацией на всех этапах жизненного цикла объекта. Управлению подлежит не только инженерная информация и проектные данные, но и экономическая, логистическая, управленческая, информация о процессах и другая информация необходимая в рамках проекта.

6.6.2    Для обработки информации должны применяться технологии автоматизации обработки информации и вычислительные методы анализа информации.

6.6.3    Для обеспечения процесса совместной работы должно быть организовано информационное пространство в соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО/МЭК 19778-1 и стандарта на Открытые распределенные процессы [10], [11].

6.6.4    Информационное пространство должно обеспечивать функции представления информации для всех участников процесса.

6.6.5    Информационное пространство должно обеспечивать функции контроля качества информационной модели.

6.6.6    Информационное пространство должно обеспечивать функции контроля ограничений, описанных в соответствии со спецификацией RuleML [8].

6.6.7    Информационное пространство должно включать сервер информационных моделей для обеспечения синхронизации, целостности и достоверности информационных моделей.

6.6.8    Для обеспечения координации действий всехучастников процесса необходимо разработать и описать процессы внедрения и использования информационного моделирования для всех этапов жизненного цикла объекта.

6.7 Сервер информационных моделей

6.7.1    Сервер информационных моделей может быть организован как централизованное хранилище информационных моделей, так и как распределенное хранилище информационных моделей, библиотек электронных компонентов.

6.7.2    Сервер информационных моделей может выполнять роль системы моделирования в составе вычислимой среды.

6.7.3    Сервер информационных моделей может служить репозиторием моделей проекта.

6.7.4    С целью унификации подхода настоящий стандарт устанавливает следующие требования к функциональным характеристикам сервера информационных моделей [11], [12]:

-    сервер должен обеспечивать хранение атомарных моделей, параметрических моделей;

-    сервер должен обеспечивать формирование многомасштабной модели из атомарных и параметрических моделей для снижения нагрузки при обмене [13];

-    сервер должен реализовывать контроль версий до уровня атрибутов информационной модели;

-    сервер должен обеспечивать разделения прав доступа к информации;

-    должна быть реализована поддержка интеграции с программным обеспечением (ПО) различных производителей по стандартизированному открытому интерфейсу взаимодействия [14], [15];

-    должна быть реализована поддержка взаимодействия и обмена информацией с системами математического моделирования;

-    должна быть реализована поддержка информации жизненного цикла;

-    должна быть реализована поддержка структурирования информации на основе семантики данных и моделей [16], [17], [18];

-    должна быть реализована поддержка управления бизнес-процессами и информационными потоками [19].

ГОСТ Р 57296-2016

Примечание — В простейшим случае сервер информационных моделей может быть организован в виде структурированного файлового хранилища с организованным по нему поиском на основе семантических данных. В более сложном виде это может быть база данных с аналогичными требованиями по поиску информации.

6.7.5 Реализация сервера информационных моделей должна соответствовать требованиям ГОСТ Р ИСО/МЭК 10746-2.

6.8 Модель зрелости

Скорость проникновения новых технологий в современной экономике, в частности в строительстве, машиностроении и смежных отраслях растет и все более широко применяется компьютерный инжиниринг. Внедрение технологии информационного моделирования проходит определенные уровни развития, которые называют уровнями зрелости [20], [21].

Настоящий стандарт определяет модель зрелости информационной модели (см. рисунок 4) по двум интегральным характеристикам: уровню интегрируемости среды взаимодействия участников процесса и качества (эффективность и оптимальность) информационной модели.

А Очень высокая степень эффективности и оптимальности А.О А.1 А.2 А.З А.4 В Высокая степень эффективности и оптимальности В.О В.1 В.2 В.З В.4 С Повышенная степень эффективности и оптимальности С.О С.1 С.2 С.З С.4 D Нормальная степень эффективности и оптимальности D.0 D.1 D.2 D.3 D.4 Е Пониженная степень эффективности и оптимальности Е.О Е.1 Е.2 Е.З Е.4 F Низкая степень эффективности и оптимальности F.0 F.1 F.2 F.3 F.4 G Очень низкая степень эффективности и оптимальности G.0 G.1 G.2 G.3 G.4 Интегрированный подход Модель зрелости Информационная модель Версия 1.0.2016 Уровень 0 Не интегрируемая среда Уровень 1 Управляемая объективноориентированная среда Уровень 2 Управляемая моделеориентированная среда Уровень 3 Интегрированная среда Уровень 4 Вычислимая среда

Рисунок 4 — Модель зрелости информационной модели

Модель зрелости определяет уровни технологического развития отрасли, которые классифицируют виды технической и совместной работы для описания и понимания используемых процессов, инструментов и методов для каждого этапа жизненного цикла. Одновременно с этим модель зрелости определяет степень качественности разработки модели, которая определяет качество инженерных изысканий, подтверждаемых результатами математического моделирования, характеристики энергоэффективности разрабатываемого объекта и полноту информационной модели.

При реализации проекта модель зрелости позволяет определить индекс зрелости информационной модели, который расположен на пересечении соответствующей строки и столбца, для конкретизации требований к качеству модели, правил организации совместной работы, интеграции систем и источников данных, требований корганизации бизнес-процессов.

9

Индекс зрелости также используется для определения вспомогательной инфраструктуры, необходимой на соответствующем уровне и с нужной степенью качества, которые определяются экспертно;

Примечание — Уровни определяют соответствие:

-    Уровень 0.

САПР+САМ/САЕ: чертежи, оформленные бумажными документами или электронным документом. Работа ведется по ЕСКД и СПДС.

Обмен данными: передача не интегрированных файлов посредством доставки документов, публикации электронных документов.

Управление: пост проектное согласование, требующее разрешения противоречий, больше чем сотрудничества.

Математическое моделирование: применяется как обособленный подход для решения узкоспециализированных задач.

Уровень 1.

-    САПР+САМ/САЕ: управляемый объектно-ориентированный САПР в 2D или 3D формате. Работа ведется по ЕСКД (электронная модель).

Обмен данными: передача не интегрированных файлов посредством доставки документов, публикации электронных документов.

Управление: Координация чертежей на уровне узлов. Постпроектное согласование проектных решений с системами финансового учета и управления затратами.

Математическое моделирование: применяется как обособленный подход для решения узкоспециализированных задач. Данные математического и имитационного моделирования передаются в виде электронных или бумажных отчетов.

-    Уровень 2.

САПР+САМ/САЕ: управляемый моделеориентированный САПР в 3D формате, 2D является производной от 3D модели. Работа ведется ЕСКД (электронная модель)

Обмен данными: передача не интегрированных файлов посредством доставки документов, публикации электронных документов.

Управление: используются инструменты обеспечения групповых (совместных) работ, обеспечивая общую среду передачи данных. Постпроектное согласование проектных решений с системами финансового учета и управления затратами.

Математическое моделирование: применяется как обособленный подход для решения узкоспециализированных задач. Данные математического и имитационного моделирования передаются в виде электронных или бумажных отчетов.

-    Уровень 3.

САПР+САМ/САЕ: интегрированная среда управления проектирования в 2D или 3D формате;

Обмен данными: полностью открытый процесс и интеграция данных с поддержкой обмена данными между расчетными программами система САПР.

Управление: используются инструменты обеспечения групповых (совместных) работ, обеспечивая общую среду передачи данных. Постпроектное согласование проектных решений с системами финансового учета и управления затратами.

Математическое моделирование: Данные математического и имитационного моделирования передаются в виде электронных или бумажных отчетов.

-    Уровень 4.

САПР+САМ/САЕ: интегрированный в рамках вычисляемой среды в 2D или 3D формате, все модели могут быть проверены с помощью автоматизированных правил, описанных в соответствии со спецификацией RuleML;

Обмен данными: полностью открытый процесс и интеграция данных с поддержкой обмена данными между расчетными программами система САПР.

Управление: используются инструменты обеспечения групповых (совместных) работ, обеспечивая общую среду передачи данных. Постпроектное согласование проектных решений с системами финансового учета: применяется как обособленный подход для решения узкоспециализированных задач и управления затратами.

Математическое моделирование: применяется как обособленный подход для решения узкоспециализированных задач. Данные математического и имитационного моделирования передаются в виде электронных или бумажных отчетов.

6.9 Классификация систем

6.9.1 Для обеспечения единообразия классификации антропогенных объектов и сред необходимо использовать базис из 26 системных параметров, приведенных в таблице 2 [22], [23].

Таблица 2 — Перечень системных параметров

Системные параметры Описание параметра Параметр № 1 —Упорядоченные и неупорядоченные Упорядоченными системами называются такие системы, для которых существен порядок их элементов. В противном случае это неупорядоченная система. Пример первого типа системы — натуральный ряд чисел. Пример систем второго типа — толпа Параметр № 2 — Структурно-точечные, структурно-линейные и структурно-многомерные Система называется структурно-точечной когда свойства можно классифицировать исходя из базиса, не имеющие интенсивности. По аналогии с точкой эти свойства называются точечными или свойствами нулевого измерения. Другие линейные свойства, присущие предмету, всегда имеют определенную интенсивность, причем могут изменяться лишь в направлении уменьшения или увеличения этой интенсивности Параметр № 3 — Системы с опосредованием и без опосредования В системах «без опосредования» каждый элемент участвует в системообразующем отношении непосредственно, а в другом случае — опосредованно, через другие элементы системы Параметр № 4 — Регенератив-ность систем Регенеративность может быть по субстрату и по системообразующему отношению. В первом случае речь идет о восстанавливаемости элементов системы, во втором — о восстанавливаемости соответствующего системообразующего отношения Параметр № 5 — расчлененность систем Понятие системы включает расчлененные системы и нерасчлененные системы, состоящие всего из одного элемента. Системообразующее отношение в таких системах всегда рефлексивно Параметр № 6 — Всецелонадежные и невсецелонадежные Всецелонадежными мы назовем такие системы, которые сохраняют свой характер даже в том случае, если будет уничтожено любое количество их подсистем, за исключением одной Параметр № 7 — Элементарные и неэлементарные Система называется элементарной тогда, когда ни одна из ее подсистем не является системой в том же смысле, в каком является сама система Параметр № 8—Детерминированность систем Системообразующее отношение может быть таким, что если нам известны некоторые элементы системы, то на его основе мы можем определить другие Параметр № 9 — Центрированность Среди всех элементов системы может быть такой элемент, что отношение между любыми другими элементами системы может быть установлено лишь с помощью отношения к этому центральному элементу. Такие системы можно назвать системами с внутренним центром. Могут существовать и системы с внешним центром. В этом случае центральный элемент, опосредующий отношения между элементами системы, находится вне системы. Системы первого типа можно назвать внутренне центрированными, а второго — внешне центрированными Параметр № 10 — Одно- и многослойные системы Все элементы системы могут быть разбиты на группы с одинаковыми компонентами системообразующего отношения. Такие группы можно назвать «слоями» системы Параметр № 11 — Системообразующее отношение может быть внутренним или внешним по отношению к своим коррелятам В том случае, когда отношение определяется самой природой соотносящихся объектов, мы будем иметь внутреннюю систему, а противоположность этому — внешнюю систему Параметр № 12 — Первичность Этот параметр определяет специфику отношения системообразующего отношения к своему концепту t Следует выделить два случая для объекта А, определяющие два значения этого параметра. В одном из них системообразующее отношение обладает свойством t само по себе. Свойство t здесь является внутренним для него, поэтому А является системой, поскольку в ней обнаруживается данное отношение. Его наличия достаточно, чтобы А представляло собой систему. В другом случае t не является внутренним для отношения. Но это отношение может приобрести свойство f, и тогда объект А становятся системой, несмотря на то, что отношения между ними не изменились. Первый случай определяет класс первичных систем, второй класс вторичных систем

11

Продолжение таблицы 2

Системные параметры Описание параметра Параметр № 13 — Параметр завершенности Завершенные системы не допускают присоединения новых подсистем без того, чтобы система превратилась в другую систему. К незавершенным системам возможно присоединение каких-либо дополнительных подсистем. Поскольку значения указанного параметра относятся к субстрату, назовем его субстратной завершенностью. Субстратная незавершенность представляет собой лишь один из аспектов открытости системы. Другим аспектом будет структурная незавершенность или структурная открытость систем Параметр № 14 — Имманентность Имманентные системы имеют системообразующее отношение, когда охватывают элементы только данной системы. В неимманентной системе системообразующее отношение охватывает также элементы, выходящие за рамки данной системы. Примечание В отличие от введенного выше понятия структурно открытой системы, которое, вообще говоря, не предполагает незавершенности субстрата, неимма-нентность системы означает, что для понимания ее функционирования необходимо принять во внимание объекты, находящиеся вне субстрата этой системы Параметр № 15 — Минимальность — не минимальность Минимальной системой будет называться система, которая уничтожается при уничтожении любой ее подсистемы. Не минимальной будет соответственно система, допускающая удаление каких-либо своих подсистем. Этот параметр отличается от параметра всецелонадежности. Здесь речь идет о сохранении системы при удалении подсистем, там — при сохранении хотя бы одной подсистемы Параметр № 16 — Уникальность системы Системообразующее отношение которой может быть реализовано только на одном субстрате. Противоположным значением рассматриваемого параметра будет соответственно неуникальность систем. Системообразующее отношение неуникальной системы реализуется и на ином субстрате Параметр № 17 — Стабильные и нестабильные системы Стабильные системы допускают те или иные изменения структуры системы без разрушения системы в целом. При этом свойство t предполагается неизменным, поскольку его изменение означало бы преобразование системы по определению. Речь идет об изменениях отношения, которые в данной системе могут быть такими, что не приводят к утрате свойства t Параметр № 18 — Стационарность Параметр, выражающий обратное отношение — субстрата к структуре. В стационарной системе системные характеристики сохраняются при изменении субстрата Параметр № 19 — Сильные и слабые системы Когда вхождение в состав системы существенным образом изменяет вещи, ставшие ее элементами, мы имеем пример сильной системы, в противоположном случае — слабой системы Параметр № 20 — Элементноавтономные и элементнонеавтономные системы В системах первого типа каждому элементу присущи основные характеристики системы в целом. Существование таких систем свидетельствует о неточности противопоставления частей системы и ее элементов по способности обладать характеристиками системы в целом Параметр № 21 — Гомогенные и гетерогенные системы Первые состоят из однородных элементов, вторые — из разнородных. В тех случаях, когда система представляет собой однородное в качественном отношении целое, ее гомогенность будет означать соответствующую однородность элементов. Предельным случаем гетерогенности будет всецелогетерогенная система, все элементы которой разнородны Параметр № 22 — Однородность или разнородность функционирования системы Функционирование можно понять как отношение к какому-то объекту, в частности к среде

Окончание таблицы 2

Системные параметры Описание параметра Параметр № 23 — Цикличные и нецикпичные системы Следует различать цикличность элементов и системообразующих отношений. В первом случае мы имеем субстратно-циклические системы, в которых происходят изменения свойств элементов, подчиняющиеся определенному периодическому закону. В других случаях такого закона нет. Вопрос о наличии или отсутствии периодичности в изменении свойств субстрата не всегда является простым; он требует анализа понятия случайного процесса Параметр № 24 — Цепные и нецепные системы Под цепной системой мы понимаем такую, системообразующее отношение в которой соотносит каждый элемент не более чем с двумя другими элементами. В предельном случае цепная система является замкнутой, когда элемент соотносится непосредственно с двумя, и только двумя, другими элементами Параметр № 25 — Отношения систем частичные и полные Системы мы назовем частичными, в которых отношение установлено не по всем свойствам элементов системы, а лишь по некоторым. Большинство систем именно таково. Система называется полной, когда фундаментальным отношением является отношение, установленное по всем свойствам соотносящихся объектов, разумеется в той мере, в какой они могут быть учтены Параметр № 26 — Вариативные и невариативные системы Невариативными называются системы, любое отношение в которых тождественно системообразующему, т. е. обладающему свойством t В вариативных системах, наоборот, имеют место не только системообразующие, а иные, не системообразующие отношения — не обладающие t Применительно к таким системам имеет смысл введение общесистемного понятия состояния. В том случае, когда нам удается упорядочить множество состояний (в частности, во времени), мы получаем обычное понятие состояния

6.9.2    Для обеспечения единообразного подхода к классификации и управлению требованиями необходимо использовать онтологию конструктивных требований в рамках проекта или организации [24], [25].

Примечан ие — Онтология может строиться эволюционным путем начиная с плоской онтологии и затем категорирующего случаи в соответствующие группы и в конечном счете формирующего отношения подкласса класса, чтобы увеличить глубину таксономии.

В требованиях, построенных описанным выше методом, каждое заявление требования должно быть представлено классом.

6.9.3    При разработке и управлении требованиями необходимо придерживаться следующей структуры формирования требований, приведенной на рисунке 5. При формировании требований к человеко-машинному интерфейсу использовать ГОСТ Р МЭК60073 и ГОСТ Р ИСО 9241-210.

13

Рисунок 5 — Восемь уровней требований

7 Описание объекта

7.1    Определение информационной модели объекта

7.1.1    Концепция определения информационной модели объекта и его характеристик в рамках настоящего стандарта определена на рисунке 6. Информационная модель может включать определение объекта, информационные наборы, графические представления, соответствующие информационным наборам, алгоритмы и математические модели, правила трансформации [26].

7.1.2    В качестве базовой модели данных описания объекта необходимо использовать стандарт ГОСТ РИСО 15926-2.

7.1.3    Для описания геометрии объекта необходимо использовать правила, определенные ГОСТ Р ИСО 10303-11, ГОСТ Р ИСО 10303-12, ГОСТ Р ИСО 10303-13, ГОСТ Р ИСО 10303-14, ГОСТ РИСО 10303-15, ГОСТ Р ИСО 10303-16, ГОСТ Р ИСО 10303-17, ГОСТ Р ИСО 10303-18, ГОСТ РИСО 10303-19.

7.1.4    Уникальный идентификационный номер объекта определяется в соответствии с ГОСТ РИСО/МЭК9834-8.

7.1.5    Информационные наборы являются уникальным описанием объекта с учетом точки зрения и предметной области и формируют способ представления объекта в соответствии с предметной областью.

7.1.6    Информационный набор должен предоставлять возможность однозначной трансформации в представление информации другого информационного набора для обеспечения возможности междисциплинарного анализа.

ГОСТ Р 57296-2016

Рисунок 6 — Концепция определения информационной модели объекта через информационные наборы, графическое представление, алгоритмы и правила трансформации

7.2 Требования к извлечению данных

7.2.1    Управление информационной моделью гарантирует, что соответствующие целевые группы пользователей информации могут получить необходимые данные в соответствии требованиями настоящего стандарта [27].

7.2.2    Информационный поток и обмен информацией должен быть управляемым.

7.2.3    Требования к информации относятся к каждой стадии жизненного цикла объекта.

8 Жизненный цикл объекта

8.1    Определение базового жизненного цикла объекта

8.1.1    Базовый жизненный цикл (ЖЦ) системы включает 12 стадий: Идея, Концепция, Планирование, Требования, Проект, Проверка на соответствие требованиям, Реализация, Валидация и Верификация, Эксплуатация, Накопление знаний, Модернизация, Вывод из эксплуатации (см. рисунок 7). Стадии могут выполняться одновременно, с наложением или последовательно. Это зависит от объекта, среды или проекта. На каждой стадии жизненного цикла осуществляется менеджмент знаний.

8.1.2    Базовый жизненный цикл может быть однозначно сопоставлен (трансформирован) с любым жизненным циклом системы, определенном в соответствии с ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207 или ГОСТ Р ИСО/МЭК 15288 с целью унификации подходов исследования процессов на различных стадиях жизненного цикла системы [28], [29], [30], [31], [32], [33], [34], [35], [36]. Одной из важных особенностей данного подхода является возможность сквозного накопления знаний [37].

8.1.3    Базовый жизненный цикл включает контрольные этапы «Проверка на соответствие требованиям», «Верификация и Валидация» и «Ввод в эксплуатацию», на которых могут быть выполнены автоматизированные проверки на основе математических моделей.

8.1.4    Стадии ЖЦ объекта или среды отражают состояния объекта и его изменения [38].

8.1.5    Этапы ЖЦ объекта или среды могут входить в состав стадий и предполагают выполнение определенного объема работ в течение ограниченного времени [39], [40].

15

ГОСТ Р 57296-2016

Содержание

1    Область применения...................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................2

3    Термины и определения................................................3

4    Общие положения....................................................3

5    Обзор «Интегрированный подход к управлению информацией жизненного цикла антропогенных

объектов и сред».....................................................4

6    Интегрированный подход................................................4

6.1    Основные принципы................................................4

6.2    Схема анализа объекта..............................................5

6.3    Концептуальная модель данных.........................................6

6.4    Управление знаниями...............................................7

6.5    Информационная модель.............................................7

6.6    Совместная работа.................................................8

6.7    Сервер информационных моделей.......................................8

6.8    Модель зрелости..................................................9

6.9    Классификация систем..............................................10

7    Описание объекта....................................................14

7.1    Определение информационной модели объекта.............................14

7.2    Требования к извлечению данных.......................................15

8    Жизненный цикл объекта...............................................15

8.1    Определение базового жизненного цикла объекта............................15

8.2    Информационное поле жизненного цикла объекта............................16

9    Информационные наборы..............................................17

9.1    Базовые наборы информации.........................................17

9.2    Уровень проработки информационной модели...............................19

9.3    Правила формирования отраслевых базовых наборов..........................19

9.4    Сечения.......................................................19

9.5    Правила проверки корректности базового набора.............................19

9.6    Правила контроля целостности базового набора.............................20

9.7    Авторские права и ответственность разработчика базовых наборов.................20

10    Трансформация информации...........................................20

10.1    Определение трансформации информации................................20

10.2    Определение правил трансформации...................................21

10.3    Контроль целостности информации при трансформации........................21

10.4    Авторские права и ответственность разработчика правил трансформации............21

11    Управление информацией..............................................21

11.1    Управление проектными данными......................................21

11.2    Процессы......................................................22

11.3    Информационная безопасность.......................................22

12    Библиотеки.......................................................22

Приложение А (рекомендуемое) Взаимосвязь с существующими технологиями..............23

Библиография........................................................24

III

4 1 Идея 2 Концепция 3 Планирование Формирование видения будущего Концептуальный анализ Экспертный анализ Оформление идеи в виде концептуальной модели Формирование команды Разработка планов Временная модель Требования Формирование требований Постановка задачи Разработка граничных условий модели

5 Проект Разработка эскизного проекта Разработка проектной, рабочей/ конструкторской документации Исследование модели

6 Проверка требований Проверка проекта на соответствие требованиям Первый этап верификации модели

---

Менеджмент знаний

12 11 Модернизация 10 8 Вывод из Накопление Эксплуатация Валидация и Реализация эксплуатации знаний верификация Проверка качества объекта и его соответствие Фиксация завершения жизненного цикла Изменение системы Реновация Обновление модели Анализ объекта Структурирование знаний и их Эксплуатация объекта Стадия производства объекта накопление проекту и требованиям Верификация и валидация модели объекта Формирование библиотек

Рисунок 7 —Унифицированный жизненный цикл объекта

8.1.6 Процессы ЖЦ отражают те действия, которые должны обязательно выполняться системой для обеспечения эффективной деятельности; определяются как совокупность взаимосвязанных действий, преобразующих входные данные в выходные; одни и те же процессы могут выполняться на различных стадиях (этапах) ЖЦ [41], [42].

8.2 Информационное поле жизненного цикла объекта

8.2.1 Информационное поле жизненного цикла объекта должно охватывать полную информацию жизненного цикла объекта. Информационное поле включает граничные условия для анализа информационной модели объекта. Схема информационного поля представлена на рисунке 8.

Идея Бизнес-требования и финансовые условия Ф н II Исходные данные Концепция II 5 ? CD X 5: s Проектная документация О ф е 1 Рабочая документация о S £ £* ф о. Строительная документация Исполнительная документация

Рисунок 8 — Информационное поле жизненного цикла объекта

Введение

1    Предварительная информация

Управление и анализ информации жизненного цикла объекта является одной из важных задач современной инновационной экономики, так как более 70% затрат приходится на этап эксплуатации. Одновременно с этим стоит задача постоянного накопления знаний и обеспечение процесса постоянного улучшения объекта в рамках жизненного цикла. В рамках настоящего стандарта под объектом понимается любой антропогенный объект или среда, начиная от инженерных систем, зданий, заводов и заканчивая городской инфраструктурой. Эффективность использования объекта зависит как от результатов проектирования, возможности учесть все необходимые требования заказчика и государства, видов нормативно-регулирующих ограничений, так и от требования этапа производства или строительства и этапа эксплуатации. Одновременно с этим создание объекта сопровождается организационными мероприятиями по управлению деятельностью. Соответственно — эффективности и оптимальности информационной модели, которая сопровождает стадии жизненного цикла объекта. В этом случае необходимо рассматривать объект с разныхточекзрения, чтобы охватить организационные, экономические, технологические, научные и другие аспекты, при этом каждый из аспектов требует анализа большому количеству параметров, требует применения сложных математических моделей. В дополнение к этому лучшие мировые высокотехнологичные компании активно применяют и продвигают парадигму моделеориентированного проектирования, то есть проектирование на основе моделирования, когда в основу создания нового объекта уже закладываются те или иные целевые функции и характеристики объекта, включающие технические и бизнес-требования, эксплуатационные нагрузки, стоимостные показатели, требования к материалам, эргономику, удобству производства и, в некоторых случаях, возможность утилизации.

В основе моделеориентированного проектирования, эксплуатации и управления бизнесом, лежат математические модели: описания процессов, явлений и объектов, элементов конструкций. В конечном итоге такой подход позволяет проанализировать сложные системы в комплексе, такие как здания, городская среда, производственные предприятия с помощью различных видов математических и имитационных моделей. Именно такие сложные наукоемкие математические модели выступают для подавляющего большинства мировых компаний основным инструментом создания в кратчайшие сроки глобальной конкурентоспособной продукции нового поколения. Антропогенные объекты и среды не являются исключением, а в некоторых случаях представляют собой более сложные системы, которые требуют применения различных подходов к моделированию и обработке информации. Учитывая в дополнение к вышесказанному активное развитие технологии Интернета Вещей и Больших Данных мы приходим не только к математическому моделированию, а к информационному моделированию.

Информационное моделирование позволяет проводить комплексный машинный анализ, обеспечивая при этом скорость и легкость доступа для человека к этим данным. В результате комплексного анализа появляется возможность поиска оптимального сочетания стоимости, качества, надежности и оптимизации других характеристик. Подтехнологиейоптимизации понимается процесс выбора характеристик объекта оптимальных с точки зрения технических, функциональных, социально-экономических и культурных аспектов.

Внедрение информационного моделирования требует акцентирования внимания на сотрудничестве всех заинтересованных сторон в рамках всего жизненного цикла объекта и требует интеграции социальных, экономических и технологических факторов.

2    Цель

Целью «Интегрированного подхода куправлению информацией жизненного цикла антропогенных объектов и сред» (далее — ИП) является обеспечение интеграции информации и способов ее обработки для поддержания жизненного цикла антропогенного объекта и антропогенной среды. Для этого ИП устанавливает основные принципы информационного моделирования, концептуальную схему анализа объекта и концептуальную модель данных, определяющие значения информации каждого элемента объекта в контексте жизненного цикла на едином информационном поле с учетом всех заинтересованных сторон.

Традиционно каждый аспект антропогенной среды выделяется в отдельную область исследования и рассматривается в отрыве от большого количества связанных параметров других предметных областей. Эта информация сопровождается различными группами пользователей или исследователей, результатом чего является дублирование информации, одностороннее ее изучение и требует значи-

ГОСТ Р 57296-2016

тельных усилий по интеграции. Соответственно ИП ставит своей целью формирование концепции единого информационного пространства для междисциплинарного анализа и последующего принятия решений.

3 Аудитория, на которую рассчитан настоящий стандарт

Стандарт предназначен для представителей строительной отрасли. Стандарт устанавливает принципы и методы комплексного анализа и информационного моделирования в строительстве и городском планировании. Рекомендован к использованию специалистам по проектированию и проектным организациям, специалистам по информационному моделированию и тем, кто осуществляет управление процессом проектирования, строительства и эксплуатацией на протяжении всего ЖЦ объекта:

-    архитекторам;

-    инженерам;

-    дизайн-менеджерам;

-    менеджерам по информационному моделированию;

-    консультантам по информационному моделированию;

-    специалистам по территориальному планированию;

-    разработчикам интеллектуальных городских систем;

-    разработчикам систем безопасный город.

V

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИНТЕГРИРОВАННЫЙ ПОДХОД К УПРАВЛЕНИЮ ИНФОРМАЦИЕЙ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА АНТРОПОГЕННЫХ ОБЪЕКТОВ И СРЕД

Описание данных для математического моделирования процессов жизненного цикла.

Основные положения

Integrated approach to lifecycle of anthropogenic objects and enviroument information management. Description of the processes of life cycle given for a mathematical design. Basic provisions

Дата введения — 2018—01—01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает общие принципы использования «Интегрированного подхода» при использовании информационного моделирования. Данный стандарт в первую очередь применим для сопровождения жизненного цикла инфраструктурных проектов. Описывает объекты, их составляющие компоненты и взаимосвязь математического моделирования с этапами жизненного цикла. Общие принципы настоящего стандарта могут быть адаптированы под любой размер проектной организации или строительного проекта. Настоящий стандарт устанавливает:

-    требования к информационным моделям антропогенных объектов и сред на всех стадиях жизненного цикла;

-    правила оценки зрелости информационных моделей, разрабатываемых и используемых участниками жизненного цикла антропогенного объекта или среды;

-    правила представления и трансформации информации.

Область применения настоящего стандарта распространяется на:

-    общую, концептуальную модель данных, подкрепляющую представление всех аспектов жизненного цикла антропогенного объекта или среды;

-    исходные данные, предоставляющие общую информацию для многих специалистов в области исследования антропогенных объектов и сред;

-    требования к области деятельности и информации по дополнительным исходным данным;

-    процедуры регистрации и ведения исходныхданных.

Настоящий стандарт распространяется на объекты и процессы информационного моделирования входе стадий дизайна/проектирования/строительства/эксплуатации/утилизации:

-    городских и сельских поселений, включая селитебные территории;

-    производственных территорий;

-    ландшафтно-рекреационных территорий;

-    зданий и сооружений, в том числе подземных;

-    объектов инфраструктуры, в том числе линейной;

-    инженерных систем в составе зданий, сооружений и территорий, включая интеллектуальные городские системы и системы безопасности;

-    а также, на процессы производства и применения строительных материалов, изделий и конструкций.

Настоящий стандарт:

-    обеспечивает руководство управлением жизненным циклом на всех уровнях, для всех организаций и для всех типов проектов;

-    устанавливает принципы, повышающие эффективность процессов проектирования, строительства и эксплуатации;

-    устанавливает общие принципы и единые стандарты применения информационного моделирования.

Издание официальное

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 1.3 Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные. Правила разработки на основе международных и региональных стандартов

ГОСТ 2.102 Единая система конструкторской документации. Виды и комплектность конструкторских документов

ГОСТ 2.051 Единая система конструкторской документации. Электронные документы. Общие положения

ГОСТ 2.511 Единая система конструкторской документации. Правила передачи электронных конструкторских документов. Общие положения

ГОСТ 20886 Организация данных в системах обработки данных. Термины и определения ГОСТ 34.320 Информационные технологии. Система стандартов по базам данных. Концепции и терминология для концептуальной схемы и информационной базы

ГОСТ Р 7.0 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Информационно-библиотечная деятельность, библиография. Термины и определения ГОСТ Р 56645.5 Системы дизайн менеджмента. Термины и определения ГОСТ Р 8.614 Государственная система обеспечения единства измерений. Межгосударственная система данных о физических константах и свойствах веществ и материалов. Основные положения

ГОСТ Р 54147 Стратегический и инновационный менеджмент. Термины и определения ГОСТ Р 43.0.2 Информационное обеспечение техники и операторской деятельности. Термины и определения

ГОСТ Р 27.202 Надежность в технике. Управление надежностью. Стоимость жизненного цикла ГОСТ Р 34.11 Информационная технология. Криптографическая защита информации. Функция хэширования

ГОСТ Р 57297 Интегрированный подход к управлению информацией жизненного цикла антропогенных объектов и сред. Библиотеки электронных компонентов

ГОСТ Р 57295 Системы дизайн-менеджмента. Руководство по дизайн-менеджменту в строительстве

ГОСТ Р ИСО 9000 Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь ГОСТ Р ИСО 15704 Промышленные автоматизированные системы. Требования кстандартным архитектурам и методологиям предприятия

ГОСТ Р ИСО 14258 Промышленные автоматизированные системы. Концепции и правила для моделей предприятия

ГОСТ Р ИСО 9241-210 Эргономика взаимодействия человек-система. Часть 210. Человекоориентированное проектирование интерактивных систем

ГОСТ Р ИСО 10303-239 Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 239. Прикладные протоколы. Поддержка жизненного цикла изделий

ГОСТ Р ИСО 10303-11 Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. Часть 11. Методы описания. Справочное руководство по языку EXPRESS

ГОСТ Р ИСО 15926-2 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Интеграция данных жизненного цикла для перерабатывающих предприятий, включая нефтяные и газовые производственные предприятия. Часть 2. Модель данных

ГОСТ Р ИСО 15836 Информация и документация. Набор элементов метаданных Dublin Core ГОСТ Р ИСО 15531-1 Промышленные автоматизированные системы и интеграция. Данные по управлению промышленным производством. Часть 1. Общий обзор

ГОСТ Р МЭК 61069-1 Измерение и управление промышленным процессом. Определение свойств системы с целью ее оценки. Часть 1. Общие подходы и методология

ГОСТ Р МЭК 60073 Интерфейс человекомашинный. Маркировка и обозначения органов управления и контрольных устройств. Правила кодирования информации

ГОСТ Р ИСО/МЭК 10746-2 Информационная технология. Взаимосвязь открытых систем. Управление данными и открытая распределенная обработка. Часть 2. Базовая модель

ГОСТ Р 57296-2016

ГОСТ Р ИСО/МЭК 19778-1 Информационная технология. Обучение, образование и подготовка. Технология сотрудничества. Общее рабочее пространство. Часть 1. Модель данных общего рабочего пространства

ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207 Информационная технология. Системная и программная инженерия. Процессы жизненного цикла программных средств

ГОСТ Р ИСО/МЭК 15288 Информационная технология. Процессы жизненного цикла системы

ГОСТ Р ИСО/МЭК 19778-1 Информационная технология. Обучение, образование и подготовка. Технология сотрудничества. Общее рабочее пространство. Часть 1. Модель данных общего рабочего пространства

ГОСТ Р ИСО/МЭК 9834-8 Информационная технология. Взаимосвязь открытых систем. Процедуры работы уполномоченных по регистрации ВОС. Часть 8. Создание, регистрация универсально уникальных идентификаторов (УУИд) и их использование в качестве компонентов идентификатора объекта АСН.1

ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 10032 Эталонная модель управления данными

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется принять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины, по ГОСТ Р 57269 и ГОСТ Р 57188.

4    Общие положения

Настоящий стандарт разработан на основе международных и европейских документов в области информационного моделирования зданий, системной инженерии и стандартов построения открытой интегрированной производственной инфраструктуры.

Содержит общую концепцию и формирует взаимосвязь комплекса стандартов «Интегрированный подход к управлению информацией жизненного цикла антропогенных объектов и сред». Стандарт устанавливает цели и задачи описания данных для информационного моделирования процессов жизненного цикла объекта. При этом в качестве объекта понимается территория, здание и составляющие его подсистемы, сооружения. Стандарт устанавливает основные положения системного/интегрированного подхода к рассмотрению взаимосвязей, обмену информацией и накоплению знаний между всеми системами и участниками в рамках процесса управления жизненным циклом объекта.

Основные положения устанавливают общую методологию использования информационного моделирования и верхнеуровневой схемы информационного обмена на каждом этапе жизненного цикла объекта. Дополнительно стандарт определяет требования к переходу к «Цифровому строительству». Интегрированный подход основан на следующих принципах, подходах и методах:

-    всю информацию следует записывать и хранить по правилам семантической сети;

-    моделирование установлено в качестве обязательного процесса разработки проекта;

-    имитационное моделирование установлено в качестве обязательного процесса обеспечения контроля качества разработанных технических решений;

-    всю информацию следует формировать с учетом пространственной привязки;

-    для решения задач используется междисциплинарный подход, обеспечивающий перенос опыта из одной отрасли/сферы в другую.

3

5 Обзор «Интегрированный подход к управлению информацией жизненного цикла антропогенных объектов и сред»

В комплекс стандартов «Интегрированный подход к управлению информацией жизненного цикла антропогенных объектов и сред» состоит из нескольких частей. Каждая часть имеет уникальную функцию (см. таблицу 1).

Таблица 1

Номер части Наименование части Функция 1 Основные положения Настоящая часть представляет обзор «Интегрированный подход к управлению информацией жизненного цикла антропогенных объектов и сред» 2 Термины и определения Определяет сводный перечень используемых терминов и определений 3 Библиотеки электронных компонент Определяет концепцию организации библиотеки справочных данных 4 Организация совместной работы Определяет процессы для обеспечения эффективной совместной работы 5 Управление информацией Определяет процессы для обеспечения эффективного управления информацией

6 Интегрированный подход

6.1    Основные принципы

6.1.1    Моделеориентированный подход рассматривает объект как систему и учитывает на каждом этапе жизненного цикла следующие аспекты:

-    функциональный;

-    технический;

-    экономический;

-    экологический;

-    социальный;

-    культурный

и другие в зависимости от требований проекта и решаемых задач.

Соответственно на каждом этапе жизненного цикла объекта формируется информационная модель с необходимым уровнем проработки.

6.1.2    Совместная работа междисциплинарной команды, обеспечивает комплексный анализ и вовлечение максимально необходимого/возможного количества участников процесса.

6.1.3    Накопление знаний является неотъемлемой составляющей процесса моделирования на любом этапе жизненного цикла объекта.

6.1.4    Структура модели формируется на основе базовой онтологии [1].

6.1.5    Базовым набором метаданных является Дублинское ядро в соответствии с ГОСТ РИСО 15836.

6.1.6    При разработке моделей рекомендуется использовать современные языки моделирования, основанные на беспричинном (акаузальном) подходе, включающем объектно-ориентированное и физическое моделирование.

6.1.7    При декомпозиции объекта рекомендуется использовать компонентную декомпозицию, т. е. декомпозицию системы на физические компоненты.

6.1.8    Планирование вычислительного эксперимента обеспечивается применением методов и приемов планирования эксперимента.

6.1.9    Конкретизация условий и области применения разрабатываемой математической модели исходя из точки зрения.

Примечание — Данный принцип требует построения нескольких математических моделей исследуемого объекта, с достаточной степенью адекватности в соответствии с принципом декомпозиции для различных точек зрения.

4