Стандарт интеграции систем управления предприятием и производством: где проходит граница между уровнями 4 и 3 и какой информацией они обмениваются. Функциональная иерархия уровней 0–4, ролевая иерархия оборудования и четыре категории управления производственными операциями. Себя стандарт определяет как частную модель в смысле ISO 15704.
ERP выдала заказ на партию, срок обещан клиенту. Дальше заказ ушёл в цех и пропал: выполняется ли он, есть ли сырьё, свободна ли линия, плановик узнаёт по телефону. Граница между бизнес-системами и производством не оформлена, и через неё ходят люди, а не данные.
ISA-95 — стандарт именно про эту границу. Он раскладывает предприятие на пять функциональных уровней: 4 — бизнес-планирование и логистика, 3 — управление производственными операциями, 2 — мониторинг и диспетчерское управление, 1 — измерение и воздействие, 0 — сам физический процесс. Главный интерес стандарта — шов между уровнями 4 и 3: какие функции лежат по обе стороны и какой информацией они обмениваются. Первая часть стандарта, на которой построен разбор в реестре, описывает эту границу через модели: иерархии, потоки данных между функциями, категории информации об операциях.
Практическая польза — словарь для договора между ИТ и производством. Когда обе стороны называют потоки одинаково — производственный заказ, расписание, производство по плану, производственная возможность, — интеграцию ERP и MES можно проектировать по перечню, без долгих переговоров о том, что считать «фактом». Стандарт при этом ничего не говорит о марках систем: уровни — это функции, и одна программа может участвовать в нескольких. В раздатке — устройство пяти уровней, 48 карточек из 71 на странице реестра и учебный пример с заказом на партию упаковки.
Уровень 4 решает, что и к какому сроку нужно. Уровень 3 — как это выполнить тем, что есть. Стандарт нужен, чтобы два ответа встречались в данных, а не по телефону.
Исследуйте основные части: у каждой свой вопрос, смысл и место в примере.
От бизнес-планирования к физическому процессу
Выберите элемент схемы — откроются объяснение и пример.
Уровень бизнес-планирования и логистики задаёт потребность в продукции и планы её обеспечения. Он взаимодействует с управлением производственными операциями через согласованную информацию.
ERP формирует потребность в партии и срок поставки; это ещё не команда конкретному станку.
Учебная схема уровней 4–0. Карточки по ссылкам раскрывают связанные понятия реестра; границы функций не тождественны границам отдельных программ.
Авторский учебный пример. Организация и решения придуманы для объяснения подхода; это не обязательный порядок работ из стандарта.
Согласуем идентификатор продукта, количество, сроки и требуемые ресурсы на границе бизнес-планирования и операций.
Получатель понимает, что требуется выпустить.
Сопоставляем задание с оборудованием, персоналом и материалами; разбираем нехватку ресурсов до запуска.
Задание соответствует реальной готовности производства.
Связываем произведённое количество и состояние задания с исходным запросом.
Плановый отдел видит исполнение, а не только отправленный заказ.
Пердьюская эталонная архитектура предприятия и методология мастер-планирования интеграции: что делают люди, что делают системы и что делают физические производственные средства на всём жизненном цикле предприятия. Три компонента — Facilities, People, Systems — каждому своя модель жизненного цикла; вторая ось — 17 шагов мастер-планирования, третья — As-Is / To-Be.
Референсная архитектурная модель «Индустрии 4.0»: трёхмерная сетка, в которой актив описывается по оси жизненного цикла и потока создания ценности, по оси уровней иерархии и по оси слоёв. Немецкая спецификация DIN SPEC, выпущенная по процедуре PAS.
Международный стандарт конструкций для моделирования предприятий: определяет и детализирует набор совместимых, ориентированных на пользователя конструкций языка моделирования, которые несут общую семантику и позволяют унифицировать модели, разработанные разными сторонами на разных этапах разработки модели предприятия. В реестре школа представлена русским идентичным изданием ГОСТ Р ИСО 19440-2010.
Уровни описывают функции и деятельность. Одна система может участвовать в нескольких функциях; архитектуру обмена нельзя вывести только из названий ERP и MES.
Перед проработкой согласуйте вопрос: Какую продукцию и к какому сроку нужно получить? Ответ должен быть понятен участникам рассматриваемой работы.
Пройдите весь пример от исходной ситуации до результата: Плановый отдел видит исполнение, а не только отправленный заказ.
Общие оси — нейтральные названия частей предприятия: деятельность, данные, приложения, инфраструктура и другие. Здесь показано, какие элементы подхода сопоставлены с этими осями и насколько совпадает их охват.
Есть сопоставление с 2 осями из 17
| Ось реестра | В ISA-95 | Сопоставление | Пояснение |
|---|---|---|---|
| Деятельность: функции и процессы | Level 4 – Business Planning & Logisticsось | С осью пересекается частично. | Верхний уровень иерархии управления: бизнес-планирование и логистика. Это уровень, а не домен, но по предмету он относится к деятельности предприятия. |
| Производство и физические активы | Level 3 – Manufacturing Operations Managementось | С осью пересекается частично. | Управление производственными операциями. |
| Производство и физические активы | Level 2 – Monitoring and Supervisory Controlось | С осью пересекается частично. | Мониторинг и диспетчерское управление. |
| Производство и физические активы | Level 1 – Sensing and Manipulatingось | С осью пересекается частично. | Измерение и воздействие. |
| Производство и физические активы | Level 0 – Actual Production Processось | С осью пересекается частично. | Физический производственный процесс. |
Полное описание предприятия — работа на месяцы. Первый полезный результат получается за пять рабочих дней, если не пытаться описать всё сразу.
Возьмите один продукт и выпишите, кто решает, что и к какому сроку его выпускать, и кто решает, как это выполнить с наличными линиями, людьми и сырьём. Первое — уровень 4, второе — уровень 3. На названия систем не смотрите: спрашивайте про функцию.
Для того же продукта опишите, что должно уйти вниз через границу: идентификатор продукта, количество, сроки, требуемые ресурсы. Сверьте с тем, что сегодня реально уходит из ERP в цех. Обычно уходит меньше, а остальное досылают устно.
К запросу вниз подберите ответы вверх по стандарту: производственная возможность (сможем ли), производство по плану (сколько сделали), состояние задания. Для каждого — кто формирует на уровне 3 и кто читает на уровне 4. Поток без читателя не нужен.
Предприятие, площадка, участок, рабочий центр, рабочая единица. Привяжите запрос и ответы к уровню этой иерархии: заказ приходит на площадку или участок, факт собирается с рабочего центра. Без этого «линия 3» в ERP и «линия 3» в MES окажутся разными объектами.
Возьмите реальный заказ и пройдите его по нарисованному: запрос вниз, проверка ресурсов на уровне 3 — оборудование, персонал, материал, — факт наверх. Отметьте каждое место, где информация прошла по телефону или в мессенджере. Это и есть список работ по интеграции.
Интеграцию обычно начинают с расписания: заказ из ERP должен попасть в цех. На этом часто и останавливаются. Стандарт описывает пары: к расписанию — производство по плану, к запросу — отклик, к долгосрочным требованиям к материалам — запасы. Без ответных потоков плановый отдел по-прежнему видит только отправленный заказ, и звонки в цех никуда не деваются.
Соблазн вывести в ERP каждый сигнал датчика велик, особенно если данные уже собираются. Но уровень 4 работает с производством по плану, возможностью и историей — сведениями уровня 3, а не показаниями приборов. Уровень 3 и есть фильтр: он превращает события на линии в сведения о выполнении задания. Пропустив его, вы получите в бизнес-системе шум вместо факта.
Это один и тот же стандарт в двух изданиях: ISA-95 — американский национальный, от International Society of Automation, IEC 62264 — международный, в редакции IEC/ISO. Редакция 2010 года, на которой построен разбор, построена на IEC 62264-1. В российских документах чаще ссылаются на номер IEC; содержание при этом то же.
ISA-95 задаёт, что переходит через границу и между какими функциями. Как именно выполняется каждая функция — шаги формирования расписания, обработки отклонения — рисуют в BPMN. Какие системы держат функции и каким интерфейсом связаны — в ArchiMate. Потоки стандарта при этом становятся объектами данных на схеме BPMN и потоками на схеме ArchiMate, с теми же именами.
Стандарт описывает функции, а не программы, поэтому уровень 3 может быть таблицей мастера. Вопросы те же: что приходит вниз, что уходит вверх, кто проверяет выполнимость. На маленьком заводе ценность в том, что эти вопросы задают до покупки MES, и тогда техническое задание на неё пишется по перечню потоков, а не по впечатлению от демонстрации.
18 страниц: что это и чем не является, устройство подхода, 48 карточек словаря, учебный пример и план первой недели.
Пришлём ссылку сразу после отправки формы
Дословные выписки из стандарта с переводом.
Подходы для одной области — безопасность, производство, ИТ-функция — и стандарты о том, как вообще описывать архитектуру: требования, правила, принципы.
Редакция утверждена как американский национальный стандарт 13 мая 2010 года, издатель — International Society of Automation. Она заменяет ANSI/ISA-95.00.01-2000; отправной точкой обновления послужил IEC 62264-1 — версия того же стандарта в редакции IEC/ISO, а функциональная иерархия раздела 5.2 расширена по определениям IEC 62264-3.
Родословная объявлена самим стандартом: содержание интерфейса между функциями управления производством и остальными функциями предприятия основано на Purdue Reference Model for CIM, изданной ISA. В библиографии — работы Т. Дж. Уильямса 1992 и 1988 годов. Раздел 5.5 о иерархии принятия решений в этой редакции убран, вместо него добавлена ссылка на ISO 15704.
Реестр процессов, архитектурное рабочее пространство, связи между системами и процессами — те самые артефакты, только про вашу организацию.
Это же в StormАрхитектура систем и интеграцийБаза знаний и викиРеестр процессов
