ISO 15745-1:2003

NORME ISO
INTERNATIONALE 15745-1
Première édition
2003-03-01


Systèmes d'automatisation industrielle
et intégration — Cadres d'intégration
d'application pour les systèmes
ouverts —
Partie 1:
Description générale de référence
Industrial automation systems and integration — Open systems
application integration framework —
Part 1: Generic reference description



Numéro de référence
ISO 15745-1:2003(F)
©
ISO 2003

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ISO 15745-1:2003(F)
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Publié en Suisse

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ISO 15745-1:2003(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 2
4 Termes abrégés . 6
4.1 Termes généraux . 6
4.2 Types d’interfaces de SAI . 6
5 Concept de CIA . 7
5.1 Éléments et règles . 7
5.2 Utiliser le CIA pour développer un PIA. 7
5.2.1 Vue d’ensemble. 7
5.2.2 Modèles d’intégration. 8
5.2.3 Profils. 9
6 Types de modèles d’intégration. 9
6.1 Modèle d’intégration de procédé . 9
6.2 Modèle d’intégration pour échange d’information. 9
6.3 Modèle d’intégration de ressource . 10
6.3.1 Généralités . 10
6.3.2 Modèle d’intégration pour dispositif. 10
6.3.3 Modèle d’intégration de réseau de communication. 10
6.3.4 Modèle d’intégration d’équipement . 11
6.3.5 Modèle d’intégration pour être humain . 11
6.3.6 Modèle d’intégration pour matériau. 11
7 Types et gabarits de profils . 12
7.1 Relations entre gabarits de profils. 12
7.2 Gabarit pour profil maître . 13
7.2.1 Structure . 13
7.2.2 Section en-tête . 13
7.2.3 Section principale. 15
7.2.4 Types de données d'en-tête. 15
7.2.5 Types de données définies par l’ISO 15745. 15
7.2.6 Représentation XML . 16
7.3 Canevas de profil générique. 18
7.3.1 PIA . 18
7.3.2 Profil de procédé. 19
7.3.3 Profil d’échange d’information. 20
7.3.4 Profil de ressource . 21
8 Conformité. 27
Annexe A (informative) Terminologie et notation UML . 28
Annexe B (informative) Types d’interface SIA. 30
Bibliographie . 33

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ISO 15745-1:2003(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 15745-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 184, Systèmes d'automatisation industrielle et
intégration, sous-comité SC 5, Architecture, communications et structures d'intégration.
L'ISO 15745 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Systèmes d'automatisation
industrielle et intégration — Cadres d'intégration d'application pour les systèmes ouverts:
⎯ Partie 1: Description générale de référence
⎯ Partie 2: Description de référence pour les systèmes de contrôle fondés sur l'ISO 11898
⎯ Partie 3: Description de référence pour les systèmes de contrôle fondés sur la CEI 61158
⎯ Partie 4: Description de référence pour les systèmes de contrôle fondés sur Ethernet
1)
⎯ Partie 5: Description de référence pour les systèmes de contrôle fondés sur HDLC

1) À publier.
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ISO 15745-1:2003(F)
Introduction
Dans la pratique les systèmes d’application sont développés à partir de spécifications d’application (c’est-
à-dire des spécifications qui décrivent les fonctions et les performances qui sont demandées à l’application).
De telles spécifications d’application contiennent habituellement des descriptions textuelles, des dessins, des
diagrammes et des références à d’autres spécifications. Beaucoup d’intégrateurs de systèmes et d’utilisateurs
finals qui opèrent fréquemment dans des secteurs de marchés spécifiques ou bien génèrent des
spécifications d’application multiples et similaires (une pour chaque projet), ou encore génèrent une
spécification d’application maître avec des variantes pour chaque projet.
Le cadre d’intégration d’application (CIA) définit les éléments et les règles qui facilitent
a) l’organisation et la description systématique des exigences pour l’intégration de l’application grâce à des
modèles d’intégration,
b) le développement de spécifications d’interface sous forme de profils d’interopérabilité d’application (PIAs)
qui permettent à la fois la sélection des ressources appropriées et la documentation de l’application
effectivement réalisée.
La Figure 1 décrit la relation entre le CIA (spécifié dans l’ISO 15745), les modèles d’intégration et le PIA
(développé par un développeur de PIA), et un système d’application du monde réel.
La partie gauche de la Figure 1 montre un CIA générique qui est spécifié dans la présente partie de
l’ISO 15745 et qui est étendu dans les parties suivantes pour embrasser des technologies spécifiques.
La partie centrale de la Figure 1 montre le PIA (qui peut contenir un ou plusieurs autres PIA) qui est constitué
d’un profil de procédé, d’un ou de plusieurs profils de ressource et d’un ou de plusieurs profils d’échange
d’information. Les modèles d’intégration appropriés, qui représentent les exigences de l’application, sont
sous-jacents au PIA.
La partie de droite de la Figure 1 montre le système d’application du monde réel qui est constitué
⎯ de ressources (appareils, réseaux de communication, équipement, humains, matériaux),
⎯ de procédés,
⎯ d’échanges d’information.
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Figure 1 — Contexte de l’ISO 15745
Parmi les avantages escomptés, on peut mentionner que
a) les utilisateurs finals peuvent faciliter la spécification et l’acquisition de systèmes ouverts en référençant
des PIA prédéfinis,
b) les intégrateurs de systèmes peuvent réduire le temps nécessaire pour développer une solution basée
sur les systèmes ouverts grâce à des outils génériques basés sur le CIA,
c) les vendeurs de solutions d’automatisation peuvent fournir et développer de nouveaux produits grâce à
des outils génériques basés sur le CIA. Par exemple un vendeur d’automatismes peut démontrer que ses
produits répondent aux exigences de l’application en référençant les profils de ressource d’un PIA.
Les principaux utilisateurs de la présente Norme internationale seront les développeurs de PIA, utilisant un
éventail de plates-formes, de systèmes et de technologies produit dans des domaines d’application tels que
⎯ les systèmes de contrôle de procédé continu,
⎯ les systèmes de contrôle de production par lot,
⎯ les systèmes de contrôle de machine,
⎯ les systèmes de contrôle discontinu,
⎯ les systèmes de diagnostic.
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NORME INTERNATIONALE ISO 15745-1:2003(F)

Systèmes d'automatisation industrielle et intégration — Cadres
d'intégration d'application pour les systèmes ouverts —
Partie 1:
Description générale de référence
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 15745 définit un cadre pour l’intégration d’application, un jeu d’éléments et de
règles décrivant des modèles d’intégration et des profils d’interopérabilité d’application.
La présente partie de l’ISO 15745 définit les éléments génériques et les règles pour décrire des modèles
d’intégration et des profils d’interopérabilité d’application, en même temps que les profils de leurs composants,
les profils de procédé, les profils d’échange d’information et les profils de ressource.
NOTE L’ISO 15745-2, l’ISO 15745-3 et l’ISO 15745-4 définissent les éléments et les règles technologiquement
spécifiques pour décrire à la fois des profils de réseau de communication et les aspects relatifs à la communication des
profils d’appareil, basés sur des technologies de bus de terrain particulières, ces parties peuvent être utilisées en
conjonction avec la présente partie de l’ISO 15745, afin de constituer un cadre d’intégration d’application pour une
technologie spécifique de bus de terrain.
La présente partie de l’ISO 15745 se rapporte aux applications d’automatisation industrielle telle que la
fabrication discontinue, l’automatisation de procédé, l’assemblage électronique, la fabrication de semi-
conducteurs, et de la manutention sur de grandes étendues. Elle peut aussi être de mise pour d’autres
applications d’automatisation et de contrôle telles que l’automatisation de service, l’agriculture, les véhicules
tout terrains, l’automatisation médicale et de laboratoire ainsi que les systèmes de transport public.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO/CEI 7498-1:1994, Technologies de l'information — Interconnexion de systèmes ouverts (OSI) — Modèle
de référence de base: Le modèle de base
ISO/CEI 7498-4:1989, Systèmes de traitement de l'information — Interconnexion de systèmes ouverts —
Modèle de référence de base — Partie 4: Cadre général de gestion
CEI 61069-1:1991, Mesure et commande dans les processus industriels — Appréciation des propriétés d'un
système en vue de son évaluation — Partie 1: Considérations générales et méthodologie
REC-xml-20001006, Langage extensible de balisage (XML) 1.0 Deuxième Édition — Recommandation W3C
6 octobre 2000
REC-xmldsig-core-20020212, Signature XML — Recommandation W3C 12 février 2002
REC-xmlschema-1-20010502, Schéma XML — Partie 1: Structures — Recommandation W3C 02 mai 2001
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REC-xmlschema-2-20010502, Schéma XML — Partie 2: Types de données — Recommandation W3C
02 mai 2001
UML V1.4, OMG — Spécifications d’un langage unifié de modélisation (Version 1.4, septembre 2001)
3 Termes et définitions
NOTE La terminologie et les notations UML utilisées dans ce document sont décrite dans l’Annexe A.
Pour les besoins du présent document les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
action
quelque chose qui survient
NOTE Toute action intéressante pour des besoins de modélisation est associée à un objet au moins.
[ISO/CEI 10746-2:1996, définition 8.3]
3.2
acteur
jeu de rôles cohérent que les utilisateurs d’un cas d’utilisation jouent lorsqu’ils interagissent avec ces cas
d’utilisation [UML]
NOTE Un acteur a un rôle pour chaque cas d’utilisation avec lequel il communique.
3.3
agrégation
forme spéciale d’association qui spécifie une relation d’inclusion entre l’agrégat (le tout) et une partie
constituante [UML]
3.4
développeur de PIA
personne (ou personnes) qui utilise(nt) le cadre d’intégration d’application pour développer des modèles
d’intégration et/ou des profils
3.5
association
relation sémantique entre deux (ou plusieurs) dispositifs classifiants qui spécifie des connexions entre leurs
instances [UML]
3.6
spécification de base
document de référence contenant de l’information qui est référencée par un profil
3.7
classe
description d’un jeu d’objets qui partagent les mêmes attributs, opérations, méthodes, relations et
sémantiques [UML]
3.8
dispositif classifiant
mécanisme qui décrit des caractéristiques comportementales et structurales [UML]
NOTE Les dispositifs classifiants incluent les interfaces, les classes, les types de données et les composants.
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3.9
profil de réseau de communication
description des aspects relatifs à l’intégration pour un réseau de communication pris en charge par un
appareil mis en réseau
EXEMPLE Des exemples d’aspects relatifs à l’intégration sont des types d’objets de communication et les relations
opérationnelles qui y sont associées (client serveur, producteur consommateur, etc.), des services et des attributs pour les
types d’objets, des types de données pour les types d’objets et enfin des services et des règles d’encodage utilisés.
3.10
conformité
relation entre deux spécifications A et B, qui est vérifiée lorsque la spécification A génère des exigences qui
sont totalement satisfaites par la spécification B (quand A est conforme à B)
NOTE Adapté de l’ISO/CEI 10746-1:1998, définition 9.2.
3.11
dispositif
entité qui permet le contrôle, la servocommande et/ou la détection et s’interface à d’autres entités de ce type
à l’intérieur d’un système d’automatisation
NOTE Un dispositif ne peut pas tout seul effectuer des fonctions de transformation de matériau, de transport de
matériau ou d’entreposage de matériau (voir 3.15).
3.12
profil de dispositif
description des aspects relatifs à l’intégration d’un dispositif
EXEMPLE Des fonctions fournies, une configuration au travers du réseau, un comportement sur le réseau ou la
communication de données en entrée/sortie sont des exemples d’aspects relatifs à l’intégration.
3.13
élément
constituant atomique d’un modèle [UML]
3.14
entité
toute chose concrète ou abstraite ayant un intérêt
NOTE Adapté de l’ISO/CEI 10746-2:1996, définition 6.1.
3.15
équipement
entité qui est isolée ou s’interface à un système d’automatisation en accomplissant des fonctions de
transformation de matériau, de transport de matériau ou d’entreposage de matériau
EXEMPLE Convoyeur, navire, pompe.
NOTE 1 Un équipement peut contenir des dispositifs (voir. 3.11).
NOTE 2 Un équipement ne peut pas avoir une connexion directe au réseau de communication, seuls des dispositifs
peuvent être connectés directement au réseau de communication.
3.16
profil d’équipement
description des aspects relatifs à l’intégration d’un élément d’équipement
EXEMPLE La vitesse d’un convoyeur, la capacité d’un navire, le débit d’une pompe sont des exemples d’aspects
relatifs à l’intégration.
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3.17
généralisation
relation taxinomique entre un élément plus général et un élément plus spécifique [UML]
NOTE L’élément le plus spécifique est totalement cohérent avec l’élément le plus général et contient des
informations additionnelles. Une instance de l’élément plus spécifique peut être utilisée lorsque l’élément plus général est
autorisé.
3.18
profil pour être humain
description des aspects relatifs à l’intégration d’un être humain
EXEMPLE Le niveau de responsabilité, le niveau de compétence, la disponibilité sont des exemples d’aspects
relatifs à l’intégration.
3.19
information
toute espèce de connaissance échangeable, dans un univers du discours, entre des utilisateurs sur des
choses, des faits, des concepts, etc.
NOTE Adapté de l’ISO/CEI 10746-2:1996, définition 3.2.5.
3.20
instance
entité qui a une identité unique, un jeu d’opérations qui peut lui être appliqué et un état qui mémorise les
effets des opérations [UML]
3.21
interface
jeu nominatif d’opérations qui caractérisent le comportement d’un élément [UML]
3.22
matériau
matière utilisée dans la fabrication du produit
EXEMPLE Des matières premières, des consommables, des catalyseurs.
3.23
profil de matériau
description des propriétés d’intégration du matériau
EXEMPLE Des dimensions, une masse, une densité, une durée de conservation, une température et un taux
d’humidité exigés pour le stockage, une formabilité et une viscosité sont des exemples de propriétés d’intégration.
3.24
message
spécification du transfert d’information d’une instance vers une autre, avec la perspective qu’une activité en
résultera [UML]
3.25
nom
terme qui dans un contexte donné de dénomination renvoie à une entité
NOTE Adapté de l’ISO/CEI 10746-2:1996, définition 12.1.
3.26
objet
entité avec une frontière et une identité parfaitement définies, et qui encapsule un état et un
comportement [UML]
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NOTE Un état est décrit par des attributs et des relations, un comportement est décrit par des opérations, des
méthodes et des opérateurs d’état. Un objet est une instance d’une classe.
3.27
opération
service qui peut être demandé à un objet pour obtenir un comportement [UML]
3.28
profil
jeu d’une ou de plusieurs spécifications de base et/ou sous profils, ainsi que l’identification de classes
choisies, de sous-ensembles conformes, d’options et de paramètres de ces spécifications de base, ou sous
profils, nécessaires à l’accomplissement d’une fonction, d’une activité ou à la mise en œuvre d’une relation
particulière, où cela est applicable
NOTE Adapté de l’ISO/CEI TR 10000-1:1998, définition 3.1.4.
3.29
relation
connexion sémantique entre des éléments de modèles [UML]
EXEMPLE Associations et généralisations.
3.30
ressource
dispositif, réseau de communication, équipement, personne ou matériau utilisés dans un procédé
3.31
état
condition ou situation de la vie d’un objet pendant laquelle il satisfait à une condition, exécute une activité ou
attend un événement [UML]
3.32
système
quelque chose qui présente un intérêt tant dans sa globalité que dans ses parties
NOTE 1 En conséquence, un système peut être référencé en tant qu’entité. Un composant d’un système peut lui-
même être un système et peut, dans ce cas, être appelé un sous-système.
NOTE 2 Adapté de l’ISO/CEI 10746-2:1996, définition 6.5.
3.33
gabarit de
spécification des caractéristiques communes à une collection de , de manière suffisamment détaillée pour
qu’un puisse être instancié grâce à elle
NOTE 1 peut être tout élément ayant un type.
NOTE 2 Adapté de l’ISO/CEI 10746-2:1996, définition 9.11.
3.34
type (d’un )
prédicat caractérisant une collection de
NOTE Adapté de l’ISO/CEI 10746-2:1996, définition 9.7.
3.35
cas d’utilisation
〈classe〉 spécification d’une séquence d’actions, y compris des variantes, qu’un système (ou une autre entité)
peut effectuer et qui interagit avec des acteurs du système [UML]
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ISO 15745-1:2003(F)
3.36
vue
projection d’un modèle, qui est vu d’une certaine perspective ou d’un point de vue intéressant et omet des
entités qui n’ont pas de rapport avec cette perspective [UML]
4 Termes abrégés
4.1 Termes généraux
CIA Cadre d’intégration pour applications
PIA Profil d’interopérabilité pour application
ASCII Code standard américain pour l’échange d’information
CORBA Architecture objet commune pour agent de requête
DCOM Modèle objet pour composant réparti
FDA Food and Drug Administration
HCI Interface homme machine
SAI Systèmes d’automatisation industrielle
OSI Interconnexion de systèmes ouverts
UML Langage unifié de modélisation
XML Langage extensible de balisage
4.2 Types d’interfaces de SAI
NOTE Voir Annexe B pour plus de détails sur les types d’interfaces de SAI.
API Interface de programme d’application
CMI Interface de gestion d’application
CSI Interface de services de communication
ESI Interface de support d’ingénierie
FSI Interface de services d’installation
HCI Interface homme machine
ISI Interface de services d’information
MTI Interface de transport de matériau
SEI Interface environnementale et de sécurité
USI Interface de services d’appui
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ISO 15745-1:2003(F)
5 Concept de CIA
5.1 Éléments et règles
Le CIA spécifie des éléments et des règles. Le développeur de PIA utilise ces éléments et applique ces règles
afin de développer les modèles d’intégration et les profils nécessaires à une application.
Les éléments de CIA définis dans l’ISO 15745 sont:
a) la structure de gabarit pour profil maître et l’en-tête définis en 7.2;
b) le gabarit de profil générique défini en 7.3;
c) les gabarits pour profil technologiquement spécifique définis dans l’ISO 15745-2, dans l’ISO 15745-3 et
dans l’ISO 15745-4;
d) les interfaces de SSAI définis dans l’Annexe B.
Le développeur de PIA utilisera aussi des éléments développés indépendamment de l’ISO 15745, par
exemple des spécifications de base qu’il aurait identifiées.
Les règles du CIA contraignent le développeur de PIA par rapport à
⎯ la création de modèles d’intégration (voir Article 6),
⎯ le développement de profils (voir Article 7), y compris l’utilisation du gabarit de profil maître (voir 7.2),
l’utilisation de gabarit de profil générique (voir 7.3), et le développement de profils technologiquement
spécifiques (voir l’ISO 15745-2, l’ISO 15745-3 et l’ISO 15745-4),
⎯ le langage d’échange de profil (voir 7.2.6).
5.2 Utiliser le CIA pour développer un PIA
5.2.1 Vue d’ensemble
Dans la pratique les systèmes d’application sont développés à partir de spécifications d’application
(c’est-à-dire des spécifications qui décrivent les fonctionnalités et les performances demandées à
l’application). Habituellement, de telles spécifications contiennent des descriptions textuelles, des dessins,
des diagrammes et des références à d’autres spécifications. De nombreux intégrateurs de systèmes et
d'utilisateurs finals qui opèrent fréquemment dans des secteurs spécifiques de marché génèrent des
spécifications d’application multiples et similaires (une pour chaque projet) ou alors génèrent une spécification
d’application maître avec des variantes pour chaque projet.
Le CIA se focalise sur les aspects d’intégration d’un système d’application et fournit des éléments et des
règles pour le développement de modèles d’intégration et de profils, qui ont pour fondement le procédé,
l’échange d’information et les vues ressources de l’application (voir Figure 2). Les modèles d’intégration
décrivent les exigences de l’application, les profils, eux, sont des spécifications d’interfaces qui permettent à
la fois
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