工业系统、装置和设备以及工业产品 结构原理和参考名称 第101部分供电系统的建模概念、指南和要求标准立项发展报告

*工业系统、装置和设备以及工业产品结构原理和参考名称第101部分:供电系统的建模概念、指南和要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Industrialsystems,installationsandequipmentandindustrialproducts—Structuringprinciplesandreferencedesignations—Part101:Modellingconcepts,guidelinesandrequirementsforpowersupplysystems摘要关键词：供电系统；结构原理；参考名称；建模；工业系统；ISO/TS81346；技术产品文件；标准化Keywords:Powersupplysystem;Structuringprinciples;Referencedesignation;Modelling;Industrialsystems;ISO/TS81346;Technicalproductdocumentation;Standardization1.引言随着全球工业4.0、智能制造和能源互联网战略的深入推进，工业系统、装置与设备之间的互联互通与数据共享已成为提升整体运营效率、保障安全性与可靠性的核心挑战。供电系统作为工业领域的“血脉”，其结构复杂性、动态性以及对安全性的高要求，使得对其进行清晰、一致、无歧义的描述变得至关重要。然而，长期以来，不同行业、不同企业乃至不同项目团队在描述供电系统时，往往采用各自惯用的术语、符号和建模方法，导致信息孤岛现象严重，跨系统协同设计、运维诊断和全生命周期管理面临巨大困难。在此背景下，国际标准化组织（ISO）启动了ISO81346系列标准的制定工作，旨在为工业系统、装置和设备以及工业产品提供通用的结构原理和参考名称规则。其中，最新发布的ISO/TS81346-101:2025作为该系列标准的第101部分，专项聚焦于供电系统。本标准并非凭空创造一套全新的方法论，而是基于已被广泛采用的ISO81346系列核心原则（如面向对象、功能导向、位置导向等），针对供电系统的特殊性（如电能流动的单向性/双向性、电压等级划分、保护与接地、冗余与备用拓扑等），进行建模概念的细化、指南的定制化以及技术要求的明确化。该标准的发布，标志着供电系统标准化建模从理念探讨进入了实操指导的新阶段，是工业领域数字化转型进程中的一项重要的基础性工作。2.标准立项背景与意义2.1行业发展需求现代工业系统呈现出高度集成化、自动化和智能化特征。从工厂自动化生产线到大型化工装置，从数据中心到轨道交通系统，供电系统不仅需要保障基本电能供应，还需应对负荷波动、新能源接入、储能调度、电能质量治理等多重挑战。传统的、基于单一图纸或文本的系统描述方式，在面对复杂多变的供电网络时，显得力不从心。项目不同阶段（设计、采购、施工、调试、运维）产生的信息（如单线图、原理图、接线图、设备清单、逻辑描述）往往相互割裂，缺乏统一的关联与结构映射，极易导致设计变更传递失误、故障定位困难、备品备件管理混乱等实际问题。2.2标准化体系的完善需求ISO81346系列标准（前身为IEC81346，后转为ISO标准）是工业领域系统描述的核心基础标准。系列标准此前已发布了第1部分（基本规则）、第2部分（系统分类）等。然而，现有标准更多是提供通用原则，对于特定领域——尤其是供电系统——的应用，缺乏针对性的指导。供电系统作为一个具有明确功能边界、能量流通特征和强安全约束的专用系统，其建模方法、参考名称的编制规则需要结合其自身特点进行具体化和补全。ISO/TS81346-101:2025的立项，正是为了填补这一关键空白，完善ISO81346标准家族在能源与电力领域的应用覆盖，使通用理论与电力工程实践紧密结合。2.3国际合作与互认需求在全球化采购、跨国工程项目建设日益普遍的今天，项目参与方（业主、设计院、设备供应商、施工方、运营方）往往来自不同国家，遵循不同标准体系。缺乏统一的、国际公认的供电系统描述语言，增加了合同理解歧义、设计审查困难、现场接口协调复杂化等风险。ISO/TS81346-101:2025作为一项国际标准技术规范，旨在提供一种“通用语言”，让不同国家、不同组织在描述和理解供电系统结构时达成共识，从而降低跨国项目的沟通成本与技术壁垒，促进国际工程合作与技术交流。3.标准核心内容与技术解析3.1标准结构概览ISO/TS81346-101:2025作为一项技术规范，内容结构严谨，逻辑清晰。全文围绕“建模概念”、“指南”和“要求”三大主题展开。其核心框架包括：-范围与规范性引用文件：明确标准适用于任何工业、商业及基础设施领域的供电系统的建模与参考名称编制。-术语和定义：定义了供电系统相关的特定术语，如“供电单元”、“配电回路”、“馈线”、“保护功能”等，确保概念统一。-供电系统的建模概念：提出了基于对象的建模理念，将供电系统分解为一系列相互关联的、具有明确定义的“对象”（如电源、开关设备、电缆、保护继电器、负载等）。-结构原理应用指南：详细阐述了如何将ISO81346系列的核心结构原理（如按功能、产品、位置结构）应用于供电系统建模。例如，一个功能结构可能描述“主配电功能”，其子功能包括“进线保护”、“母线分段”等。-参考名称编制要求：明确规定了供电系统中设备、回路和功能的参考名称（代码）的语法规则、语义规则和格式要求。例如，一个具体的参考名称可以清晰表达“位于配电室A、3号配电柜、主进线断路器”。-模型表达示例：提供了丰富的、与实际工程场景紧密相关的建模示例，如中低压配电系统、UPS系统、应急发电机系统等，直观展示标准的应用方法。3.2关键技术要点1.面向对象的建模方法：标准摒弃了简单的、基于线条的图示法，提倡采用面向对象的方法。供电系统中的每个元件（如变压器、断路器）被视为一个“对象”，每个对象拥有属性（如额定电压、电流、型号）、操作（如合闸、分闸）以及与其它对象的关系（如连接、供电、保护）。这种建模方式更贴近现实世界的物理逻辑，也为更高级的数字化应用（如数字孪生）提供了数据基础。2.多层次结构分解：标准鼓励对供电系统进行层次化分解，从系统级（如工厂总供电）到区域级（如车间变电站），再到设备级（如单个开关柜），甚至到部件级（如开关柜内的一个继电器）。每一层级的结构对应特定的文档和数据集，这样的分解方法使得信息组织更加清晰，便于实现从宏观到微观的浏览与定位，类似于数字地图的多级缩放功能。3.参考名称的语义化设计：参考名称不再是一串无意义的数字，而是承载了丰富的结构语义信息。通过定义特定的前缀、后缀和分隔符，参考名称能够直接传达该设备在供电系统中的功能位置（例如，F=功能，P=位置）。例如，一个断路器可能被赋予参考名称`+F1-P02-Q01`，其中`+F1`指示该设备服务于第一个主配电功能，`-P02`指示其物理位置位于配电室2，`-Q01`表示其为01号开关柜。这种设计极大地提升了信息检索和理解的效率。4.与既有工程实践的兼容性：标准的制定并非忽视行业已有的习惯。在定义建模概念时，标准充分考虑了与电气工程中传统的“单线图”、“逻辑图”、“二次原理图”等既有表达方式的兼容性，旨在提供一种能够整合、升级既有成果的标准化框架，而非全盘否定。4.标准应用价值与影响4.1提升设计效率与质量设计团队采用本标准进行供电系统设计时，能够建立统一的设计语言和模型结构。不同专业（如一次、二次、土建、暖通）在设计信息交换时，能够基于统一的参考名称快速定位和理解对方的设计意图。设计成果（如原理图、接线图、布置图）之间的关联性更强，自动化校核、一致性检查成为可能，从而有效减少设计错误，缩短设计周期。4.2赋能运维与资产管理供电系统进入运维阶段后，数字化模型（基于本标准建立）成为“活”的资产档案。运维人员面对故障报警时，可依据设备的参考名称快速在数字模型中定位到故障点，并关联到其上游电源、下游负载、保护逻辑及历史维修记录。通过结构化的建模，系统拓扑变更可在模型上同步更新，确保运维信息的时效性，实现从被动维修向主动预防性维护的转变。4.3支撑智能制造与能源管理在智能制造体系中，供电系统是生产设备运行的物理基础。本标准提供的结构化模型，成为连接制造执行系统（MES）、企业资源规划系统（ERP）与能源管理系统（EMS）的桥梁。生产计划调整时，系统可依据模型计算的能耗负荷进行动态模拟与优化调度。标准化的参考名称使得不同系统在数据交换时能实现无缝对接，避免了繁琐的数据清洗与映射工作。5.主要参与单位介绍本标准的制定汇集了全球工业界、学术界与标准化领域的顶尖智慧。其中，德国西门子股份公司（SiemensAG）作为该标准制定工作的核心技术贡献方之一，发挥了不可替代的引领作用。西门子股份公司是全球领先的电子电气与工业自动化解决方案供应商，总部位于德国慕尼黑和柏林。公司在供电系统、工业自动化、数字化企业、智能基础设施等领域拥有超过175年的深厚技术积淀与工程实践经验。西门子不仅是ISO/TS81346-101:2025标准的早期发起者和核心起草成员，更将其自身在项目管理、工程设计、制造执行和现场服务中的多年实践经验融入于标准条文之中。具体而言，西门子的专家团队在以下方面对标准作出了关键贡献：-建模方法论的原型验证：西门子在开发其自身“全集成自动化（TIA）”和“数字化企业”解决方案过程中，早已实践了基于ISO81346原理的系统化描述方法。他们积累了大量关于供电系统建模的经验数据与案例，这些宝贵的实践成果直接转化为标准中“指南”部分的具体建议和示例。-参考名称规则的工程化定义：西门子拥有定义完善的内部零配件编码与标识系统。其技术专家将这些企业级经验提炼为普适性规则，确保了标准中定义的参考名称语法既严谨又具备足够的灵活性，能够被大型跨国公司和小型系统集成商共同使用。-标准内容的推广与测试：西门子在其全球多个工程中心（如德国埃尔兰根、美国佛罗里达等地）组织了对标准草案的测试验证工作。通过在实际工程项目中对标准进行应用尝试，发现并修正了草案中的模糊点与不足，确保了标准从理论到实践的平滑过渡。西门子的深度参与，不仅赋予了本标准极高的权威性和实用性，也体现了行业巨擘推动工业基础标准化建设的社会责任感。通过参与标准制定，西门子自身的产品与解决方案也能更快地与国际话语体系对齐，从而实现无缝对接与价值最大化。6.结论与展望ISO/TS81346-101:2025《工业系统、装置和设备以及工业产品结构原理和参考名称第101部分:供电系统的建模概念、指南和要求》的发布，是工业系统数字化进程中的一个重要里程碑。该标准成功地将军工、航空、化工等行业已广泛采用的结构化建模原理，与电力工程领域的特殊需求相结合，为供电系统的全生命周期管理提供了一套国际通用的、系统化的建模语言。它不仅填补了ISO81346标准家族在电力应用领域的空白，更为工业用户实现跨系统集成、智能制造转型和高效能源管理提供了坚实的基础。展望未来，本标准的影响力将体现在以下几个方面：-成为行业基准：预计本标准将被各国标准化机构逐步采纳或转化为国内/行业标准，成为电力设计、设备制造及运维服务的行业基准规范。-驱动软件工具发展：基于本标准的建模要求和参考名称规则，市场上将涌现出更多支持该标准的CAD、PLM、BIM（如建筑信息模型）及运维管理软件工具，进一步降低应用门槛。-与数字孪生深度融合：本标准提供的结构化、对象化的模型，天然地构成了物理供电系统的高保真数字映射。未来，供电系统