IEC 61987-1002025 工业 过程测量和控制 过程设备目录中的数据结构和要素 第100部分过程测量、控制和自动化设备数据库标准标准立项发展报告

工业过程测量和控制过程设备目录中的数据结构和要素第100部分：过程测量、控制和自动化设备数据库标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Industrial-processmeasurementandcontrol–Datastructuresandelementsinprocessequipmentcatalogues–Part100:Databasestandardforprocessmeasurement,controlandautomationequipment摘要随着工业4.0与智能制造战略的深入推进，过程测量、控制和自动化设备在全生命周期管理中产生的数据呈指数级增长，设备数据的标准化、结构化与互操作性已成为制约工业数字化转型的关键瓶颈。IEC61987-100:2025《工业过程测量和控制过程设备目录中的数据结构和要素第100部分：过程测量、控制和自动化设备数据库标准》由国际电工委员会（IEC）正式发布，作为IEC61987系列标准的核心组成部分，该标准为过程自动化领域设备数据库的构建提供了统一的数据结构框架和要素定义规范。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容及其在工程设计、设备选型、运维管理和供应链协同等场景中的应用价值，分析了该标准与ISO15926、DEXPI、eCl@ss等关联标准的关系和协同机制。报告指出，IEC61987-100:2025通过标准化设备属性定义、统一数据交换格式和规范数据库架构，有效解决了跨系统、跨组织数据共享与互操作难题，为过程工业数字化转型提供了关键基础设施支撑。未来，该标准将在数字化交付、工业数据空间和人工智能驱动的智能运维等新兴领域发挥更为深远的作用。关键词：过程测量与控制；设备数据库；数据结构；互操作性；IEC61987；工业自动化；数据标准化Keywords:Processmeasurementandcontrol;Equipmentdatabase;Datastructures;Interoperability;IEC61987;Industrialautomation;Datastandardization1引言1.1立项背景过程工业（如石油化工、电力、制药、冶金等）是国民经济的基础性和支柱性产业。随着工业互联网、数字孪生、人工智能等新一代信息技术与制造技术的深度融合，过程工业正经历从传统自动化向智能化转型的关键阶段。在这一转型过程中，过程测量、控制和自动化设备（如变送器、执行器、分析仪器、控制系统等）作为工业生产的"感官"和"神经末梢"，其数据的规范化管理成为决定智能化水平的基础性因素。然而，长期以来，过程自动化领域面临着一个突出的行业痛点：不同设备制造商提供的设备数据格式不统一、属性定义不一致、数据语义缺乏明确规范，导致设备数据在工程设计、采购、安装、调试、运维等全生命周期各阶段之间的传递严重依赖人工转换和重新录入。这不仅造成了大量的人力浪费和错误概率，也严重制约了跨企业、跨系统的数据共享与业务协同。据行业统计，一个典型的大型石化项目在工程设计阶段，设备数据的重复录入率高达60%以上，因数据不一致导致的工程变更和返工成本约占项目总投资的2%至5%。在此背景下，国际电工委员会工业过程测量控制和自动化技术委员会（IEC/TC65）于21世纪初启动了IEC61987系列标准的编制工作，旨在为过程设备目录中的数据结构和要素提供统一的国际标准。IEC61987-100作为该系列的第100部分，聚焦于过程测量、控制和自动化设备数据库的标准框架，是该系列标准中具有统领性和基础性意义的核心文件。1.2目的与意义本报告旨在全面呈现IEC61987-100:2025标准的立项依据、技术内容和应用价值，为国内相关行业组织、标准化技术机构、设备制造商、工程公司和最终用户理解和应用该标准提供技术参考，同时为我国在过程自动化设备数据标准化领域的战略布局和标准转化工作提供决策支持。2标准概述2.1标准基本信息IEC61987-100:2025《工业过程测量和控制过程设备目录中的数据结构和要素第100部分：过程测量、控制和自动化设备数据库标准》由国际电工委员会（IEC）于2025年1月27日正式发布，标准状态为现行有效。该标准的国际标准分类号（ICS分类）归属为"信息技术在工业中的应用"，采用英语和法语双语版本发布。该标准隶属于IEC61987系列标准家族。IEC61987系列标准由IEC/TC65（工业过程测量控制和自动化技术委员会）负责制定，其总体目标是规范过程设备目录中的数据结构和数据要素。该系列标准目前已发布多个部分，涵盖通用数据结构的定义、各类具体设备（如变送器、执行器、分析仪器等）的属性列表等。IEC61987-100作为该系列的第100部分，承担着构建统一的设备数据库标准框架的重要功能。2.2标准定位与适用范围IEC61987-100:2025主要适用于以下对象和场景：-设备制造商：为其产品目录数据的结构化组织和电子化发布提供统一规范；-工程设计单位：在基础设计和详细设计阶段，为设备数据模板的建立和数据的系统化采集提供标准依据；-最终用户（业主/运营商）：在工厂全生命周期管理中，为设备主数据管理、维护维修和大修（MRO）提供数据基准；-软件供应商：为工程项目管理软件、资产管理软件（EAM）、企业资源计划系统（ERP）等系统中的设备数据建模提供标准参考；-系统集成商和咨询机构：为数据交换方案的制定和项目实施提供技术指导。3标准编制历程与参与单位3.1编制历程IEC61987-100标准的编制经历了严谨而漫长的国际标准化程序。IEC/TC65下设的WG1（系统方面工作组）和SC65E（企业系统中的设备和集成）分技术委员会的相关工作组承担了主要起草工作。该标准的制定过程大致经历了以下几个关键阶段：-提案阶段（NP阶段）：由德国国家委员会率先提出新工作项目提案，获得国际社会的广泛响应和支持。提案明确指出，过程自动化领域迫切需要建立统一的设备数据库标准，以解决日益严峻的数据互操作性问题。-工作草案阶段（WD阶段）：项目组在广泛收集和调研各国设备数据管理现状及已有行业实践的基础上，形成了标准的工作草案。草案充分吸收了德国NAMUR（过程工业自动化用户协会）在设备数据标准化方面的先进经验，以及VDI/VDE3690等德国行业标准的成熟成果。-委员会草案阶段（CD阶段）：草案在IEC/TC65成员国范围内广泛征求意见，各国家委员会就标准中的数据结构定义、属性要素分类、数据库架构等技术问题展开了深入讨论和多次修订。-国际标准草案阶段（DIS阶段）：经过多轮修改和完善，标准进入DIS投票阶段，获得了绝大多数成员国的赞成票。投票过程中，各成员国就标准与ISO15926、eCl@ss等关联标准的边界划分和协调一致性提出了建设性意见。-最终国际标准草案阶段（FDIS阶段）：标准在FDIS阶段获得高票通过，最终于2025年1月27日正式发布实施。这一历程充分体现了国际标准制定过程的科学性、严谨性和广泛参与性。3.2主要参与单位介绍在IEC61987-100标准的制定过程中，德国西门子股份公司（SiemensAG）发挥了不可替代的主导作用。西门子股份公司是全球领先的技术企业，总部位于德国慕尼黑和柏林，业务遍及全球200多个国家和地区，专注于电气化、自动化和数字化领域。在过程自动化领域，西门子拥有近百年的深厚积累，其SimaticPCS7和SIMATICPCSneo过程控制系统在全球化工、制药、电力等行业拥有广泛的用户基础。西门子在过程自动化设备数据标准化方面拥有丰富的实践经验和深厚的技术积累，其参与制定的多项设备数据规范已在全球范围内得到广泛应用。在IEC61987-100标准制定过程中，西门子的专家团队深度参与了标准框架的设计、核心数据结构定义、属性要素分类等关键工作。西门子凭借其在过程自动化领域的综合技术优势和对行业需求的深刻理解，为标准的科学性和实用性提供了坚实保障。特别值得一提的是，西门子在PROFINET、PROFIBUS等工业通信协议标准化过程中积累的丰富经验，为其在IEC61987-100的设备数据标准化工作中提供了宝贵的方法论参考。同时，西门子还积极将自身在电子产品目录（e-Catalog）和产品数据管理（PDM）方面的实践经验贡献给标准项目组，使得标准内容更加贴合产业实际需求。4标准主要技术内容4.1标准框架结构IEC61987-100:2025标准在结构上系统性构建了过程测量、控制和自动化设备数据库的完整技术框架。标准的主要技术内容包括以下几个核心方面：第一，设备数据模型框架的总体定义。标准在ISO/IEC62264（企业控制系统集成）所确立的物理设备层次模型基础上，定义了过程测量、控制和自动化设备在工厂全生命周期各阶段（设计、采购、安装、调试、运行、维护、退役）中数据对象的统一表达方式。标准将设备数据分为多个维度进行建模，包括但不限于设备标识、功能描述、性能参数、安装条件、通信接口、维护信息等。通过对这些维度的系统化组织和规范化描述，建立了设备数据的完整语义模型，为不同系统之间的数据交换奠定了语义一致性的基础。第二，设备属性要素的系统分类与统一定义。标准对过程测量、控制和自动化设备的属性要素进行了系统分类。在分类框架上，标准采用面向对象的建模方法，将设备属性划分为多个类别层次。每个属性均赋予了明确的标识符、数据类型、计量单位、取值范围和描述定义。这种标准化属性定义方式使得来自不同供应商的设备数据在语义上具有可比性和可映射性。第三，数据库架构与数据交换格式的规范。标准规定了对过程测量、控制和自动化设备数据库的基本架构要求，包括数据表结构的基本原则、属性字段的命名规则、数据记录的标识规则等。同时，针对设备数据在不同系统之间的交换需求，标准规定了基于XML（可扩展标记语言）的电子数据交换格式，明确了数据文件的组织结构、元素定义和Schema规范，使得符合该标准的设备数据文件能够在不同软件平台之间实现无缝交换。4.2与关联标准的协调IEC61987-100并非孤立存在，而是与多个关联国际标准形成了有机的标准生态系统。理解该标准与相关标准的关系，对于全面把握其技术内涵和应用方式至关重要。-与ISO15926的关系：ISO15926（石油天然气工业过程装置和生命周期数据的集成）为过程工业工厂全生命周期数据集成提供了通用的数据模型和本体框架。IEC61987-100中的设备数据模型遵循ISO15926所确立的参考数据语义框架，确保了两者在数据语义层面的一致性。两者之间的关系可以概括为：ISO15926提供参考数据语义框架，IEC61987-100提供具体设备数据细化规范，前者是后者语义一致性的基础保障，后者是前者在过程自动化设备领域的具体落地实现。-与DEXPI（数据交换协议）的关系：DEXPI（DataExchangeintheProcessIndustry）是过程工业领域旨在实现工程设计数据交换的标准倡议。IEC61987-100在属性定义的数据格式和语义方面与DEXPI保持协调兼容，使得设备数据可以在工程设计工具与设备数据库之间顺畅流动。-与eCl@ss的关系：eCl@ss是国际领先的工业产品数据分类与描述标准。IEC61987-100在其分类框架基础上扩展了过程自动化领域的专用属性集。标准中的设备类别定义可与eCl@ss中的对应类别实现映射。这一关系使得符合IEC61987-100的设备数据能够有效地融入基于eCl@ss的电子产品目录体系，增强了标准在工业数据生态系统中的互操作性。4.3技术创新与突破相较于早期版本的IEC61987系列标准，IEC61987-100:2025在多个方面实现了技术创新和突破：-面向数字孪生的数据建模：标准充分考虑了数字孪生技术在过程工业中的应用需求，数据结构设计为物理实体与虚拟模型之间的数据映射提供了标准化的接口定义。-支持即插即用式设备集成：标准定义的设备数据格式支持"电子设备描述"（EDD）技术的融合，使得设备数据可以自动生成设备管理所需的配置信息。-增强的数据溯源能力：标准引入了数据质量标识和数据溯源信息定义，使得设备数据在全生命周期内的变更可追溯、质量可评估。5标准应用与影响5.1典型应用场景IEC61987-100:2025标准在过程工业的多个典型应用场景中发挥着关键作用。在设备采购与供应链协同中，设备制造商基于标准生成电子化产品目录和标准化设备数据文件，采购方可在不同供应商之间进行数据级的技术比对和方案评估。这种标准化方式将传统依赖人工阅读和比较纸质样本的方式转变为高效的电子化数据比对和智能化选型分析。在工厂运维与资产管理中，基于标准构建设备主数据库（MasterDatabase），为ERP、EAM、MRO等系统提供一致、准确、完整的设备主数据源，大幅提升运维管理效率，有效支撑预测性维护（PredictiveMaintenance）等智能运维策略的实施。5.2标准的经济社会效益IEC61987-100:2025的实施将为过程工业带来显著的经济效益和社会效益。在经济效益方面，该标准能够有效降低工程设计阶段的设备数据采集成本，缩短项目执行周期，减少因设备数据不一致而导致的工程变更，降低设备运维阶段的备件管理成本和故障诊断时间。据国际权威机构的测算，通过实施设备数据标准化，大型过程工业项目全生命周期内的数据管理成本可降低20%至30%。在社会效益方面，该标准促进了全球范围内过程自动化设备数据的互认互通，推动了国际贸易便利化，同时为工业数据的安全共享和合规利用提供了技术保障。6结论与展望6.1主要结论IEC61987-100:2025《工业过程测量和控制过程设备目录中的数据结构和要素第100部分：过程测量、控制和自动化设备数据库标准》的发布是过程自动化领域数据标准化进程中的重要里程碑。该标准以系统性、科学性和前瞻性的技术框架，为过程测量、控制和自动化设备的数据库建设提供了全面的规范指引，有效解决了长期以来设备数据格式异构、语义不一致、互操作性差的行业痛点。标准与ISO15926、eCl@ss、DEXPI等关联标准的良好协调，使其能够深度融入现有工业数据标准生态系统。6.2未来展望展望未来，IEC61987-100:2025蕴含的技术理念和方法将在以下方面产生持续而深远的影响：-在数字化交付领域，随着越来越多的过程工业项目采用数字化交付模式，基于该标准的设备数据库将作为数字化交付的核心内容，实现从工程承包商到业主的无损化数据移交。-在工业数据空间建设中，该标准为跨企业、跨系统的工业数据安全共享提供了统一的数据语义基础，将在IDS（国际数据空间）等工业数据共享架构中扮演重要的基础设施角色。-在国内标准转化与应用方面，随着我国制造业数字化转型和智能制造战略的深入推进，亟需将该国际标准转化为我国国家标准或行业标准，并结合我国过程工业的实际需求和产业基础，制定相应的国家标准或行业标准配套应用指南。在这一过程中，标准化工作者、行业组织、设备制造商、工程公司和最终用户应加强协作，共同推进设备数据标准化理念的普及与深化，为构建更加智能、高效、可持续的过程工业贡献力量。参考文献[1]IEC61987-100:2025,Industrial-processmeasurementandcontrol–Datastructuresandelementsinprocessequipmentcatalogues–Part100:Databasestandardforprocessmeasurement,controlandautomationequipment[S].Geneva:IEC,2025.[2]IEC/TC65,Stra