ISO/TS 15926-7:2011

TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 15926-7
First edition
2011-10-15
Industrial automation systems and
integration — Integration of life-cycle
data for process plants including oil and
gas production facilities —
Part 7:
Implementation methods for the
integration of distributed systems:
Template methodology
Systèmes d'automatisation industrielle et intégration — Intégration de
données de cycle de vie pour les industries de «process», y compris les
usines de production de pétrole et de gaz —
Partie 7: Méthodes de mise en œuvre pour l'intégration de systèmes
distribués: Méthodologie de modèle

Reference number
©
ISO 2011
©  ISO 2011
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ii © ISO 2011 – All rights reserved

Contents Page
Foreword . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viii
1 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 Terms, definitions, and abbreviated terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2.1 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2.2 Abbreviated terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3 Fundamental concepts and assumptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.2 Concepts and models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.2.1 ISO 15926-2 data model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.2.2 ISO/TS 15926-4 reference data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.2.3 User-defined taxonomy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.2.4 Templates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4 Modelling basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.1 ISO 15926-2 data model in first-order logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.2 Logical template definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.3 Proto-templates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.3.1 entityTriple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4.4 Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
5 Template specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
5.1 Requirements on template, general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
5.2 Template signatures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
5.3 Template specialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
5.4 Verification of compliance with ISO 15926-2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
6 Templates for individuals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
6.1 Purpose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
6.2 Reference items needed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
6.3 Initial set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
6.3.1 Template ClassificationOfIndividual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
6.3.2 Template ClassificationOfRelationship . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
6.3.3 Template InstanceOfRelation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
6.3.4 Template IdentificationByNumber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
6.3.5 Template ClassifiedIdentification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
6.3.6 Template LocationOfActivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
6.3.7 Template BeginningOfIndividual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
6.3.8 Template BeginningEndOfIndividual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
6.3.9 Template BeginningOfTemporalPart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
6.3.10 Template BeginningEndLocationOfActivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
6.3.11 Template InstanceOfIndirectProperty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6.3.12 Template RealMagnitudeOfProperty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6.3.13 Template IndirectPropertyScaleReal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
6.3.14 Template StatusApproval . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
6.3.15 Template ClassifiedInvolvement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
6.3.16 Template InvolvementStatus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
6.3.17 Template InvolvementStatusBeginning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

c ISO 2011 — All rights reserved iii

6.3.18 Template SuccessionOfInvolvementByReference . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
6.3.19 Template SuccessionOfInvolvementInActivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
7 Templates for classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
7.1 Purpose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
7.2 Reference data items needed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
7.2.1 Reference classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
7.2.2 Reference relations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
7.3 Representing complex classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
7.4 Relation constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
7.4.1 Relations: Domain and co-domain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
7.4.2 Existential and universal constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
7.4.3 At-most n subrelation constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
7.5 Initial set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
7.5.1 Template ClassificationOfClass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
7.5.2 Template ClassificationOfClassOfIndividual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
7.5.3 Template ClassificationOfClassOfRelationship . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
7.5.4 Template RelationOfIndividualsToIndividuals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
7.5.5 Template SpecializationOfIndividualRelation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
7.5.6 Template EnumeratedSetOf2Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
7.5.7 Template EnumeratedSetOf3Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
7.5.8 Template UnionOf2Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
7.5.9 Template IntersectionOf2Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
7.5.10 Template DierenceOf2Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
7.5.11 Template RelativeComplementOf2Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
7.5.12 Template DisjointnessOf2Classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
7.5.13 Templates6pecializationAsEnd1UniversalRestriction,6Secializa-
tionAsEnd2UniversalRestriction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
7.5.14 Templates CardinalityMin, CardinalityMax, CardinalityMinMax . . . . . . . . . 47
7.5.15 Cardinality Assignment Templates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
7.5.16 Template TimeRepresentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
7.5.17 Template MagnitudeOfProperty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
7.5.18 Template LowerUpperOfNumberRange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
7.5.19 Template LowerUpperOfPropertyRange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
7.5.20 Template LowerUpperMagnitudeOfPropertyRange . . . . . . . . . . . . . . . . 54
7.5.21 Template PropertyRangeRestrictionOfClass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
7.5.22 Template PropertyRangeMagnitudeRestrictionOfClass . . . . . . . . . . . . . . 56
7.5.23 Template SymbolOfScale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
7.5.24 Template DimensionUnitNumberRangeOfScale . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
7.5.25 Template ClassInvolvementStatusBeginning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
7.5.26 Template ClassInvolvementSuccession . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
8 Templates as reference data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
8.1 Template signatures and template axioms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
8.2 Representation as class of multidimensional object . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
8.2.1 Roles constrained by RDL constructs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
8.2.2 Roles constrained by entity type only . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Annex A (normative) Information object registration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
A.1 Document identification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Annex B (normative) Listing: ISO 15926-2 in first-order logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
B.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
iv
c ISO 2011 — All rights reserved

B.2 Universe axiom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
B.3 Subtype axioms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
B.4 Abstract axioms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
B.5 Disjoint axioms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
B.6 Role axioms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
B.7 Additional range restriction axioms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Annex C (normative) Listing: proto-templates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
C.1 Proto-templates for relational entity types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
C.2 Proto-templates for subtypes of relational entity types . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
C.3 entityTriple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
Annex D (informative) Table: proto-templates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Annex E (informative) Recursive vs. non-recursive template expansion . . . . . . . . . . . . . . 96
E.1 Nomenclature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
E.2 Recursion or not? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
E.3 Further technical issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Annex F (informative) Template expansion: example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
F.1 Example of template expansion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
F.2 Result of expansion according to template axioms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
F.3 Instantiating existential quantifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
F.4 Verification of consistency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
Annex G (informative) Consistency checking via coherent logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
Annex H (informative) Formal constraints beyond templates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Annex J (normative) Semantics of templates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
J.1 Rewrite rule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
J.2 Pattern rewriting system corresponding to a template set . . . . . . . . . . . . . . . . 108
J.3 Template expansion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Annex K (normative) Properties of template expansion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
K.1 Logical readings of template definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
K.2 Decidability of consistency with ISO 15926-2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
K.2.1 Translation of ISO 15926-2 language into description logic . . . . . . . . . . . 111
K.2.2 Consistency Check for Template Expansion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Figures
Figure 1 — An overview of the integration architecture of ISO/TS 18876-1 . . . . . . . . . . . . 6
Figure 2 — Diagram of a class . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Figure 3 — Diagram of a relation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Figure 4 — Diagram of a relationship . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Figure 5 — Diagram showing relation roles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Figure 6 — Diagram showing cardinalities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Figure 7 — Diagram of specialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Figure 8 — Diagram of classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

c ISO 2011 — All rights reserved v

Figure 9 — Example template ClassificationOfIndividual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Figure 10 — Example template ClassificationOfRelationship . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Figure 11 — Example template InstanceOfRelation . . . . . . . . . . . . . . . .
...