Из ГОСТ Р 55062-2012 Информационные технологии. Системы промышленной автоматизации и их интеграция. Интероперабельность

ГОСТ Р 55062-2012 Информационные технологии. Системы промышленной автоматизации и их интеграция. Интероперабельность. Основные положения. Information technologies. Industrial automation systems and integration. Interoperability. Basic principles. УДК 004.773:006.354 ОКС 35.240.50. Редакция от 24.01.2023.

1 Область применения ГОСТ Р 55062-2012

1.1 Настоящий стандарт определяет:

  • основные понятия, связанные с понятием «интероперабельность»;
  • подходы к достижению интероперабельности и имеющиеся барьеры;
  • единый подход к обеспечению интероперабельности информационных систем широкого класса;
  • основные этапы по достижению интероперабельности.

[из 1.1 ГОСТ Р 55062-2012]

1.2 Настоящий стандарт предназначен для заказчиков, поставщиков, разработчиков, потребителей, а также персонала, сопровождающего информационные системы и осуществляющего программное обеспечение и услуги [из 1.2 ГОСТ Р 55062-2012]

2 Нормативные ссылки ГОСТ Р 55062-2012

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты и документы:

  • Р 50.1.022-2000 Рекомендации по стандартизации. Информационная технология. Государственный профиль взаимосвязи открытых систем России. Версия 3
  • Р 50.1.041-2002 Рекомендации по стандартизации. Информационные технологии. Руководство по проектированию профилей среды открытой системы (СОС) организации-пользователя
  • ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498-1-99 Информационная технология. Взаимосвязь открытых систем. Базовая эталонная модель. Часть 1. Базовая модель

[из 2 Нормативные ссылки ГОСТ Р 55062-2012]

3 Термины, определения и сокращения ГОСТ Р 55062-2012

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 1.1-2005, ГОСТ Р 1.12-2004, а также следующие термины с соответствующими определениями:

Архитектура (architecture) по ГОСТ Р 55062-2012

Фундаментальная организация системы, реализованная в ее компонентах, их взаимосвязях друг с другом и с окружающей средой, и руководящие правила проектирования и развития системы. Термин «архитектура» определяется в стандартах системной и программной инженерии применительно к системам [из 3.1.1 ГОСТ Р 55062-2012]

Интероперабельная система (interoperable system) по ГОСТ Р 55062-2012

Система, в которой входящие в нее подсистемы работают по независимым алгоритмам, не имеют единой точки управления, все управление определяется единым набором стандартов - профилем интероперабельности [из 3.1.9 ГОСТ Р 55062-2012]

Концепция (framework) по ГОСТ Р 55062-2012

Основные положения по достижению интероперабельности. Термин framework имеет много значений, начиная от буквального смысла (каркас, рамка), широкого смысла (концептуальная основа, контекст, основные принципы, описание основных проблем предметной области и обобщенные правила для их решения) и узкого смысла, понимаемого программистами, - структура программной системы; программное обеспечение, облегчающее разработку и объединение разных компонентов большого программного проекта [из 3.1.11 ГОСТ Р 55062-2012]

Открытая система (open system) по ГОСТ Р 55062-2012

Система, реализующая достаточно открытые спецификации или стандарты для интерфейсов, служб и форматов, облегчающая прикладному программному средству, созданному должным образом:

[из 3.1.14 ГОСТ Р 55062-2012]

Семантическая интероперабельность (semantic interoperability) по ГОСТ Р 55062-2012

Способность любых взаимодействующих в процессе коммуникации информационных систем одинаковым образом понимать смысл информации, которой они обмениваются [из 3.1.20 ГОСТ Р 55062-2012]

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

  • ИКТ - информационно-коммуникационные технологии;
  • ИС - информационная система;
  • ВОС - взаимосвязь открытых систем.

[из 3.2 ГОСТ Р 55062-2012]

4 Общие положения ГОСТ Р 55062-2012

Для обеспечения соответствия настоящему стандарту любое конкретное решение о достижении интероперабельности должно быть получено разработчиком ИС на основе единого подхода, содержащего ряд последовательных этапов. К этим этапам относятся: разработка концепции, построение архитектуры, построение проблемно-ориентированной модели интероперабельности, построение в терминах этой модели профиля интероперабельности, программно-аппаратная реализация ИС в соответствии со стандартами, входящими в профиль и аттестационное тестирование. Необходима также разработка документа, содержащего план (стратегию) разработки стандартов, а также глоссария по проблеме интероперабельности. В основе единого подхода должна лежать эталонная модель интероперабельности [из 4 Общие положения ГОСТ Р 55062-2012]

5 Эталонная модель интероперабельности ГОСТ Р 55062-2012

Эталонная модель интероперабельности представляет собой развитие семиуровневой базовой эталонной модели ВОС согласно ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498-1-99.

- Рисунок 1 - Эталонная модель интероперабельности

Рисунок 1 - Эталонная модель интероперабельности

Для систем конкретных классов на базе эталонной модели интероперабельности должны создаваться проблемно-ориентированные модели интероперабельности, которые могут иметь большее число уровней [из 5 Эталонная модель интероперабельности ГОСТ Р 55062-2012]

5.1 Технический уровень ГОСТ Р 55062-2012

Технический уровень описывает синтаксис или форматы передаваемой информации, заостряя внимание на том, как представлена информация в коммуникационной среде. Технический уровень включает такие ключевые аспекты, как открытые интерфейсы, службы связи, интеграция данных и промежуточный слой программного обеспечения (Middleware), представление и обмен данными, службы доступности и защиты информации. Техническая интероперабельность достигается главным образом за счет использования стандартных протоколов связи типа TCP/IP [из 5.1 Технический уровень ГОСТ Р 55062-2012]

5.2 Семантический уровень ГОСТ Р 55062-2012

Данный уровень описывает семантические аспекты взаимодействия, т.е. содержательную сторону обмениваемой информации. Семантическая интероперабельность позволяет системам комбинировать полученную информацию с другими информационными ресурсами и обрабатывать ее смысловое содержание. Семантическая интероперабельность достигается за счет применения стандартов типа XML [из 5.2 Семантический уровень ГОСТ Р 55062-2012]

5.3 Организационный уровень ГОСТ Р 55062-2012

Организационный уровень акцентирует внимание на прагматических аспектах взаимодействия (деловых или политических). На этом уровне согласуются бизнес-цели и достигаются соглашения о сотрудничестве между административными органами, которые хотят обмениваться информацией, хотя имеют отличающиеся внутреннюю структуру и процессы. Организационная интероперабельность имеет своей целью удовлетворить требования сообщества пользователей, службы должны стать доступными, легко идентифицироваться и быть ориентированными на пользователя. Организационная интероперабельность достигается не за счет применения стандартов (нормативно-технических документов), а за счет применения нормативно-правовых документов (соглашений, конвенций, договоров о сотрудничестве). Примечание - Интероперабельность считается значимой, если взаимодействие имеет место, по крайней мере, на трех уровнях техническом, семантическом и организационном [из 5.3 Организационный уровень ГОСТ Р 55062-2012]

6 Основные этапы обеспечения интероперабельности ГОСТ Р 55062-2012

Основные этапы обеспечения интероперабельности приведены на рисунке 2.

- Рисунок 2 - Основные этапы обеспечения интероперабельности

Рисунок 2 - Основные этапы обеспечения интероперабельности

Последовательная реализация этапов должна привести к созданию интероперабельной системы. Для успешной реализации всего процесса достижения интероперабельности необходимо также создать «План разработки стандартов» и разработать необходимые стандарты, которые должны постоянно актуализироваться.

Примечание - Например, организацией OpenGridForum разработано около 200 стандартов. Разработка такого количества национальных стандартов, гармонизированных со стандартами OpenGridForum, в ближайшее время нереальна и нецелесообразна. Поэтому должен быть разработан документ, содержащий обоснованную очередность разработок национальных стандартов с учетом конкретных условий.

Кроме того, необходимо разработать глоссарий (термины и определения), чтобы все участники (пользователи, разработчики ИС и поставщики программно-аппаратных средств) на всех этапах достижения интероперабельности могли находить взаимопонимание [из 6 Основные этапы обеспечения интероперабельности ГОСТ Р 55062-2012]

6.1 Создание концепции ГОСТ Р 55062-2012

6.1.2 Положение о том, что одной из фундаментальных особенностей развития современных ИКТ выступает формирование гетерогенной ИКТ-среды. В такой среде возникает проблема взаимодействия разнородных компонентов (систем), получившая название «проблема интероперабельности». Основным способом для решения данной проблемы является планомерное и последовательное использование принципов открытых систем, в основе которых лежит использование методов функциональной стандартизации и согласованных наборов ИКТ-стандартов - профилей. Интероперабельность, наряду со свойствами «переносимость» и «масштабируемость», представляет важнейшее свойство открытых систем. Первоначально термин «интероперабельность» был введен только на техническом уровне (см. рисунок 1), он получил распространение за счет использования стандартных протоколов связи [из 6.1.2 ГОСТ Р 55062-2012]

6.1.3 Положение о том, что в настоящее время термин «интероперабельность» получил расширенное значение. Можно говорить о «семантической» (смысловой) интероперабельности, которая достигается за счет использования «семантических» стандартов. Семантическая интероперабельность сама может структурироваться (синтаксическая, прагматическая, динамическая и т.д.). При этом выделяются «внутренняя» интероперабельность, которая относится к информационной инфраструктуре (корпоративной системе) организации, и «внешняя» интероперабельность, которая определяет конкурентоспособность организаций на рынке [из 6.1.3 ГОСТ Р 55062-2012]

6.1.4 Положение о том, что интероперабельность представляет собой средство повышения конкурентоспособности организаций. Интенсивное применение ИКТ в различных организациях (на предприятиях, в исследовательских, образовательных, лечебных учреждениях и др.) привело к понятию «электронное предприятие» (e-enterprise). Соответственно возникло понятие «интероперабельность предприятия» (enterprise interoperability) [из 6.1.4 ГОСТ Р 55062-2012]

6.1.5 Положение о том, что проблема интероперабельности непосредственно связана с инновационностью продукции. Как известно, заключительный этап инновационной цепочки, начинающейся с фундаментальных исследований, - это этап выхода продукта на рынок. Для ИКТ-продуктов важным условием конкурентоспособности является интероперабельность, поэтому большинство компаний-производителей придают большое значение обеспечению интероперабельности своих продуктов и ведут целенаправленную техническую политику в этом направлении [из 6.1.5 ГОСТ Р 55062-2012]

6.1.6 Положение о том, что стандарты, обеспечивающие интероперабельность, представляют собой «нейтральную полосу» в «войне стандартов». Как известно, в мире идет «война стандартов», в том числе и в области ИКТ-технологий, но основная война идет между стандартами на продукцию. Стандарты же открытых систем, в том числе стандарты, обеспечивающие интероперабельность, не являются «полем сражения», а скорее могут считаться «нейтральной полосой», хотя в их востребованности и разработке заинтересованы все участники (разработчики, поставщики и пользователи) [из 6.1.6 ГОСТ Р 55062-2012]

6.1.7 Положение о том, что интероперабельность связана со сдвигом парадигмы при создании информационных систем. Как известно, с течением времени произошел сдвиг парадигмы в построении ИС. В настоящее время ИС строятся не как монолитные системы, а из коммерчески доступных программно-аппаратных модулей со стандартными интерфейсами, обеспечивающими интероперабельность, так называемые Commercial Of The Shelf products (COTS-products). Отсюда следует, что обеспечение интероперабельности - одно из главных требований при построении современных ИС [из 6.1.7 ГОСТ Р 55062-2012]

6.1.8 В настоящее время используют множество определений понятия «интероперабельность», поскольку многие организации дают собственные определения, исходя из стоящих перед ними задач. В концепции должно быть указано определение понятия «интероперабельность», желательно данное официальной организаций по стандартизации. Наряду с понятием «интероперабельность» используется еще целый ряд родственных понятий, такие как совместимость на уровне протоколов передачи данных (coexistent), способность к соединению (interconnectable), способность к взаимодействию (interworkable). Примечание - Под «интероперабельностью» понимается способность двух или более систем или компонентов к обмену информацией и к использованию информации, полученной в результате обмена [из 6.1.8 ГОСТ Р 55062-2012]

6.1.9 Необходимо отметить также разницу между интегрированными системами и интероперабельными системами. Интегрированная система предполагает, что входящие в нее подсистемы работают по согласованному алгоритму или, другими словами, имеют единую точку управления. В интероперабельной системе входящие в нее подсистемы работают по независимым алгоритмам, не имеют единой точки управления, все управление определяется единым набором используемых стандартов - профилем [из 6.1.9 ГОСТ Р 55062-2012]

6.1.10 Концепция должна содержать краткое описание всех этапов обеспечения интероперабельности с указанием особенностей для информационных систем конкретного класса [из 6.1.10 ГОСТ Р 55062-2012]

6.1.11 Концепция должна содержать оценку экономического эффекта от достижения интероперабельности. Отсутствие необходимости разрабатывать дополнительные интерфейсы (переходные модули, шлюзы) при создании интероперабельных систем дает основной источник экономии [из 6.1.11 ГОСТ Р 55062-2012]

6.1.12 В концепции указывают барьеры, препятствующие достижению интероперабельности, и подходы к их преодолению. При необходимости в концепцию могут быть включены дополнительные положения, например положения о защите информации. Концепция должна быть утверждена уполномоченным органом соответствующего уровня. Примечание - Если речь идет об интероперабельности при создании электронного правительства, концепция должна быть утверждена на правительственном уровне; если речь идет об интероперабельности в области электронного здравоохранения - Минздравом РФ; если речь идет об интероперабельности в области электронного образования - Минобрнауки РФ и т.д [из 6.1.12 ГОСТ Р 55062-2012]

6.2 Построение архитектуры ГОСТ Р 55062-2012

6.2.1 Архитектура - Фундаментальная организация системы, реализованная в ее компонентах, их взаимосвязях друг с другом и с окружающей средой, и руководящие правила проектирования и развития системы. Термин «архитектура» определяется в стандартах системной и программной инженерии применительно к системам [из 3.1.1 ГОСТ Р 55062-2012]. В более широком смысле определяются информационная архитектура, программная архитектура, архитектура данных, архитектура управления объектами. Архитектура позволяет выделить объекты стандартизации для построения профиля интероперабельности [из 6.2.1 ГОСТ Р 55062-2012]

6.2.2 При построении архитектуры следует пользоваться сервис-ориентированным подходом, основанном на использовании распределенных, слабо связанных (англ. loose coupling) заменяемых компонентов, оснащенных стандартизированными интерфейсами для взаимодействия по стандартизированным протоколам [из 6.2.2 ГОСТ Р 55062-2012]

6.3 Построение проблемно-ориентированной модели интероперабельности ГОСТ Р 55062-2012

6.3.1 Проблемно-ориентированная модель может иметь больше уровней интероперабельности за счет «расщепления» уровней эталонной модели в зависимости от вида интероперабельности. К этим видам могут относиться: динамическая, концептуальная, интеграционная интероперабельность [из 6.3.1 ГОСТ Р 55062-2012]

6.4 Построение профиля интероперабельности ГОСТ Р 55062-2012

6.4.1 Профиль интероперабельности - согласованный набор стандартов, расположенных по уровням проблемно-ориентированной модели интероперабельности систем конкретного класса. Процесс построения профиля интероперабельности, в сущности, такой же, как при построении профиля организации-пользователя, описанного в Р 50.1.041-2002. Этот процесс состоит в последовательной идентификации требований к ИС, требований к службам, необходимым для выполнения этих требований, требований к соответствующим ИТ и к стандартам этих ИТ. Его можно представить в виде ряда этапов. На заключительном этапе и происходит построение профиля. Отличие профиля интероперабельности от профиля, описанного в Р 50.1.041-2002, состоит в том, что кроме стандартов технического уровня в профиль будут входить стандарты более высоких уровней, нормативно-правовые документы самых верхних уровней. При сравнении с профилем, описанным в Р 50.1.022-2000, следует говорить о профиле «второго поколения» [из 6.4.1 ГОСТ Р 55062-2012]

6.5 Программно-аппаратная реализация ГОСТ Р 55062-2012

6.5.1 Современные информационные системы строятся из программно-аппаратных модулей со стандартными интерфейсами. Стандарты на эти интерфейсы должны быть указаны в профиле интероперабельности. Эти модули получили в мировой практике название СOTS-продуктов (Сommercial Of The Shelf products). Использование COTS-продуктов позволяет разработчику систем не зависеть от конкретного поставщика и получить примерно 4-кратную выгоду по сравнению с построением «монолитных» систем [из 6.5.1 ГОСТ Р 55062-2012]

6.6 Аттестационное тестирование ГОСТ Р 55062-2012

6.6.1 Методика аттестационного тестирования технической интероперабельности, т.е. протоколов связи, отработана достаточно хорошо и может быть распространена и на стандарты, входящие в более высокие уровни интероперабельности [из 6.6.1 ГОСТ Р 55062-2012]

Библиография ГОСТ Р 55062-2012

[1] Технология открытых систем/под редакцией Олейникова А.Я. - М.: Янус-К, 2004. - 288 с.

[2] Гуляев Ю.В., Журавлев Е.Е., Олейников А.Я. Методология стандартизации для обеспечения интероперабельности информационных систем широкого класса. Аналитический обзор//Журнал радиоэлектроники, 2012. - N 3. [Электронный ресурс]: URL: jre.cplire.ru/jre/Mar/12/2/text/pdf.

[3] Олейников А.Я., Разинкин Е.И. Особенности подхода к обеспечению интероперабельности в области электронной коммерции//Информационные технологии и вычислительные системы, 2012. - N 3.- С.82-92

[4] Европейская концепция интероперабельности для услуг Общеевропейского электронного правительства. Проект для публичного обсуждения как основа для EIF 2.0-1/07/2008

[5] Гуляев Ю.В., Олейников А.Я. Стандартизация информационных технологий в фундаментальных исследованиях. Стандарты информационных технологий от "нано" до GRID //Мир стандартов, 2008. - N 8. - C.12-25

[6] Майерс Б.Г., Оберндорф П. Управление приобретением программного обеспечения: открытые системы и COTS-продукты. - Addison-Wesley, 2001

[7] Батоврин В.К., Гуляев Ю.В., Олейников А.Я. Обеспечение интероперабельности - основная тенденция в развитии открытых систем//Информационные технологии и вычислительные системы, 2009. - N 5. - С.7-15

[8] ИСО/МЭК/ИЕЕЕ 24765:2010 Системы и программотехника. Словарь

[9] ИСО 11354-1:2011 Современные автоматизированные технологии и их применение. Требования к установлению взаимодействия процессов на производственных предприятиях. Часть 1. Система взаимодействия предприятий

[10] Батоврин В.К. Системная и программная инженерия/Словарь-справочник. - М.: ДМК Пресс, 2010

[11] Эталонная модель сервис-ориентированной архитектуры 1.0. Стандарт организации OASIS, 12 октября, 2006

[12] Липаев В.В. Системы тестирования ИТ-продуктов на соответствие стандартам: учебник. - М.: СИНТЕГ, 2010. - 270 с.