ISA-95的企业控制系统集成标准B2MML企业制造标记语言
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S95 的不同部分对不同的层次的功能分别定义,第一层企业级的控制域定义在S95的第一部分,第二层次信息交换方面,4种信息流交换的分类和对象模型也定义在第一部分,而底层的生产制造和控制层的域也定义在第一部分。
对象模型的属性定义在第二部分。
S95 的第三部分则对相应的生产活动做出定义。
S95 的第三部分定义了企业生产质量、生产和维护方面的常规活动,从高度上指出了各活动之间的数据流,同时定义了8种基本生产活动:定义管理,资源管理,生产详细计划,生产部署,生产执行,跟踪,分析和数据采集。
第一章标准的主要内容和作用第二章参照标准第三章标准中应用的29个定义3.4物料清单:所有组件、零件或用于产品制造的物料列表,包括用于产品制造的每一种材料需求量。
3.5资源清单:所有在产品生产过程中需要的人力、物力列表,既是产品制造过程中需要的关键资源列表。
资源清单通常用于预测资源供应变化对生产计划排产的影响。
3.8消耗:消耗通常是指在特定的生产要求条件下,不包含在物料清单中或不单独核算的资源。
3.9控制域:在第一部分标准中,控制域就是制造执行领域和控制领域。
3.15制造过程与控制域(MO&C domain):这个域包括L3层的所有活动和L3与其他各层之间的信息流。
3.16材料分类:productioncentre中的Class用来描述以方便调度和规划为目的,将具有类似特点的材料进行分组的一种手段。
3.17材料批号:productioncentre中的Lot跟踪一批材料的唯一识别码。
材料批号主要描述了材料的实际数量或者可用数量,当前状态以及具体属性值。
3.23生产线:用于具体数量产品生产的设备和人员的组合。
3.25生产单元:一整套的生产设备,这些设备将一种或多种原料通过物理化学变化转换为半成品或成品。
3.26产品段:用于特定生产的资源规划和生产规则之间的共享信息。
这是用于实现生产环节的人力资源、设备资源和材料规格的一个逻辑分组。
按isa95标准划分功能模块
按照ISA-95标准,MES系统可以划分为以下功能模块:
1. 制造资源分配与状态管理模块。
这个模块主要用于跟踪和更新制造
资源的状态,包括人员、设备、物料等,确保它们在需要时是可用的。
2. 详细生产计划模块。
这个模块主要负责生成详细的制造指令,包括
生产什么、生产多少、何时生产等。
3. 生产调度模块。
这个模块负责根据生产计划和实际生产情况,对生
产任务进行调度和调整,以确保生产能够顺利进行。
4. 质量控制模块。
这个模块负责对生产过程中的产品质量进行监控和
管理,包括质量数据的采集、分析和处理等。
5. 维护管理模块。
这个模块主要负责设备的预防性维护和故障维修,
以确保设备能够正常运行,降低故障率。
6. 文档管理模块。
这个模块负责管理所有与生产相关的文档,包括工
艺文件、质量文件、维护文件等,以确保生产过程中的所有活动都有
相应的文档记录。
7. 数据分析与报告模块。
这个模块负责对生产数据进行挖掘和分析,
生成各种报告和报表,为管理层提供决策支持。
8. 系统接口模块。
这个模块负责与其他系统进行接口,实现数据的共
享和交换,例如与ERP系统、WMS系统等。
9. 基础数据管理模块。
这个模块负责管理所有基础数据,包括人员信
息、设备信息、物料信息等,以确保所有数据都是准确和完整的。
s95标准
s95标准是一种国际标准,主要用于指导企业在质量管理体系方面的建立和实施。
该标准以系统化的方法,通过流程控制、风险管理以
及不断改进的循环,帮助企业提高效率和竞争力。
在实施s95标准之前,企业需要对其现有的流程进行深入分析和
评估,确定存在的问题和改进的方向。
企业可以通过制定详细的计划,将标准逐步引入,并与现有的管理体系相结合,以逐步实现对流程的
优化和协调。
根据s95标准的要求,企业需要对其流程进行合理的规划和分类,以及制定相应的操作规程。
同时,还需要建立适当的沟通和信息交流
机制,确保各个部门之间的协同工作,以达到整体流程的协调和优化。
在搭建s95标准指导下的系统时,企业需要选择合适的软件工具
来支持和管理各个流程。
这些工具可以帮助企业进行数据的采集、分
析和监测,实现对整个流程的控制和改进。
在实施s95标准的过程中,企业还需要关注不断改进的原则和方法。
通过对流程的实时监测和评估,及时发现问题和隐患,并采取相
应的纠正措施,以确保流程的稳定和高效。
总之,s95标准是一种有效的质量管理体系,可以帮助企业提高效率、降低成本,并增强竞争力。
企业在实施该标准时,需要充分理解
标准的内容和要求,并结合自身的实际情况,合理规划和实施,以实
现最佳的质量管理效果。
图1 功能模型根据ISA-95标准,制造作业管理可以细分为4个部分:生产作业管理、维修作业管理、质量作业管理、库存作业管理。
这种划分用于定义制造实体的生产活动。
ISA-95标准由三部分组成,主要是针对企业控制系统各部分的集成问题。
第一部分定义了业务系统和制造作业系统间信息交互时所用的模型和术语。
第二部分定义了与第一部分定义有关的对象模型属性。
第三部分定义了制造作业管理在集成企业系统和控制系统时所用的数据流和生产活动模型(如图2所示)。
图2 数据流和生产活动模型在图2中小椭圆代表了各项生产活动。
它所要求的任务在ISA-95标准中都有相关的定义。
现在,重点来看第三部分,这是与MES软件解决方案联系最密切的环节。
图中每个小椭圆都表示了当业务层的需求生成工厂层生产活动时,在一个生产实体上所有生产活动的集合。
最上面的4个箭头表示与业务层物流系统进行信息交换。
遵循ISA-95标准,用户可以具体定义整个制造流程。
该标准特别地给出了产品的定义,描述了如何制造产品;定义了生产能力,详细阐述了什么可用于生产;定义了生产计划,明确了生产什么和使用什么。
此外,还定义了生产绩效,以便掌握生产出了什么和使用了什么等相关信息。
这里,对生产活动的定义不仅仅是为了说明系统、软件或人员的组织结构,更是为了使用该模型以帮助识别可能执行的生产活动与和生产活动相关的角色。
例如,ISA-95标准定义的是生产什么,而不是定义应当如何组织生产。
这是因为不同的组织机构可能有不同的组织角色,人员或系统所担当的角色是各不相同的。
西门子自动化与驱动集团是最早开发MES的供应商之一。
一直以来,始终遵循ISA-95标准并且在开发SIMATIC IT产品时也是以该标准为结构蓝图。
ISA-95标准也是今后SIMATIC IT研发的指导方针。
长久以来,市场分析机构(AMR和ARC)和软件/解决方案制造商(SAP和微软)对ISA-95不懈努力的推广已经使它成为了MES应当遵循的新标准ISA-95——对客户、集成商和供应商的益处显然,最明显的益处在于定义的一套通用术语和名词。
制造执行系统(MES)标准的综述2010-01-22来源:万方数据作者:刘诏书李刚炎导读:本文提出遵照S95标准,结合我国制造企业生产车间的特点,深入研究车间生产控制中各具休活动对象,用UML建立活动对象模型,将活动对象下的常用功能模块开发为组件,开发二层架构下的管控系统集成框架和平台,推动我国制造业信息化向上向下得到延伸。
关键字:MES 制造执行系统在以ERP(Enterprise Resource Planning,企业资源计划)为代表的企业信息化深入发展中,许多企业特别是商业企业受益匪浅。
然而众多的制造企业却没有那么圭运,甚至遭遇不同程度的失败。
这一现象并非我国独有,在工业发达国家也是如此美国ARC公司调查结果显示,53%的客户反映ERP在企业生产中存在以下问题:重复投入、高成本、信息冗余、“信息孤岛”、各系统的信息无法相互理解。
仔细分析这些现象的原因,可以发现:以ERP为代表的企业管理信息系统缺乏车间生产现场实时数据的支持,从车问底层到企业上层信息是脱节旅部分企业甚至没有生产现场的信息,即使有其信息也是滞后或失真的;并且上下层系统的信息数据结构不同,描述方法小一致,各系统之间数据无法相互理解,不适应企业信息系统集成的需要。
应此需要将信息化工程向生产车间推进,实现企业管控系统集成,制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES)的实施为解决这一问题提供了可能。
1 MES简介MES在1990年由AMR(Advanced Manufacturing Research)组织提出并使用,是将制造业管理系统(例如MRPⅡ/ERP/SCM等)和控制系统(例如DCS、SCADA、PLC 等)集成在一起的中间层,是位于管理层与控制层之间的执行系统。
MES是一个特定集合的总称包括些特定功能的集合以及实现这些特定功能的产品。
MES也不是一个特定行业的概念,而且应用于各种制造业的重要信息系统。
8类活动模型:定义管理、资源管理、详细计划、调度、执行、数据收集、分析与追踪,以及这些活动模型之间的数据流。
这些活动模型主要用于生产控制、设备维护、质量保证、库存管理等业务管理。
从原材料、能源和信息到产品的转换过程中,这些活动对成本、数量、安全和时间等参数进行协调、指导和追踪。
第四章制造运作管理(生产业务管理)图1 制造运作管理模型宽虚线表明企业/控制接口的边界。
这条线相当于5.1节定义的L3-L4之间的接口。
The manufacturing control side of the interface包括生产控制中的绝大部分功能和其它主要功能中的一些活动。
带箭头的线代表制造控制中主要的信息流。
宽虚线里面的功能可以包含子功能,这些子功能可以落入控制领域,或者落入企业领域depending on organiza onal policies. 制造运作管理是生产操作管理,维护操作管理,质量操作管理,库存操作管理和生产设备的其它活动的集合。
操作管理,库存操作管理和生产设备的其它活动的集合。
第一部分标准定义了功能层次模型,每一层提供了各自的功能并且有典型的响应时间,如图2。
a)0层定义了实际的物理过程。
层定义了实际的物理过程。
b) 1层涉及物理过程的传递和操作。
1层通常以秒为时间帧,或者更快的速度进行操作帧,或者更快的速度进行操作c) 2层定义物理过程监测和控制的活动。
L2通常以小时,分钟,秒或者小于秒的时间帧进行操作。
分钟,秒或者小于秒的时间帧进行操作。
d) L3定义了生产预期成品的工作流的活动。
包括维修记录和协调进程的活动。
L3通常以天,shi s,小时,分钟和秒为时间帧进行操作。
为时间帧进行操作。
e) 由图3可知,第三部分定义了L3层的部分活动,L3内之间的数据流。
部之间的数据流,以及l3与L2之间的数据流。
图4信息交换的种类信息交换的种类第一部分标准定义了用于企业控制系统接口之间的模型和术语。
利用S95 模型集成企业ERP和控制系统1.什么是S95?解释什么是S95,先看一下什么是SP95。
SP95是仪表、系统和自动化协会(ISA) 的一个委员会。
我们用SP95代表这个委员会,SP 标示标准项目(Standard Project),而95代表是ISA 的地95个标准项目,而且最巧合的是委员会的第一次会议在1995年召开。
委员会标准的通过过程是所有委员会的投票代表必须在标准通过前同意,而标准的开发过程是由ANSI(美国国家标准协会) 监督并保证其过程是正确的。
此委员会开发一系列标准称作SP-95“企业控制系统集成”标准,它包括以下部分:⏹ANSI/ISA-95.00.01 –2000 “企业- 控制系统集成–第一部分:模型和术语(Modelsand Terminology)”,此部分2000 年7 月15 日通过⏹ANSI/ISA-95.00.02 –2001 “企业- 控制系统集成–第二部分:数据结构和属性(Data Structures and Attributes)”,此部分2001 年10 月17 日通过⏹ISA-95.00.03 “企业- 控制系统集成–第三部分:制造业运作模型(Models ofManufacturing Operations)”,此部分正在委员会讨论⏹ISA S95 WG1 “事务处理技术报告(Transactions Technical Report)”,此部分正在委员会讨论综上所述,S95 模型是这一系列标准中的部分,SP95 的国际化版本称为ISO/IEC 62246,由IEC/SC65 第15联合工作组共同工作。
对于SP 95 第一部分的最终草案已经通过,称为ISO/IEC 62246 –1,第二部分的工作正在进行。
ISO 在第一部分的生产容量和生产能力部分增加了部分注解,并在不同语言版本上作了格式和表述的调整。
2.为什么要S95?S95 企业控制集成标准的产生是来源于实际应用集成的需要。