制造执行系统和ANSI/ISA 95标准

lihuolin958

     制造系统和业务系统的集成一直是一个具有挑战性的问题，主要是由于制造执行系统和业务系统的多样性以及集成业务的多样性所决定的。ISA成员组织和ISA SP95 委员会定义了ISA95 企业控制系统集成标准已解决这个问题。事实上，这个标准包含五个部分：

• 模型和术语
• 对象模型属性
• 制造运作模型
• 制造运作管理的对象模型和属性
• B2M事务
  

这个标准的大部分已经完成，包含以下的描述：

企业控制系统的边界
边界中的功能
边界接口
内部元素和他们之间的关系
下图为ISA-95定义的功能架构，将企业的信息系统的架构划分为不同的层次，而且定义了不同层次所代表的功能。

     层级0，1，2定义了制造单元和生产线高级功能，运作功能和流程控制功能。层级0代表实际的生产流程，层级1代表生产流程的传感器和控制，层级2代表生产流程的监视，高级控制和自动控制，时标一般是小时，分钟，秒和更快。但是层级0，1，2的定义不包含在ISA-95的定义中。

层级3定义了最终产品的生产工作流和配方的控制，记录和优化生产流程，时标一般十天，班次，小时，分钟，秒

层级4定义如何建立基于车间的生产计划，物料的使用，交付和发运计划等，时标一般为月，星期，天。

ISA-95的标准中不包含层级0，1，2的定义，只包含层级3-制造运作和控制的定义以及层级3和层级4之间接口。

1、功能数据流模型

     ISA-95标准中一个重要的部分是功能数据流模型，主要描述和制造相关的企业功能，以及跨越企业控制接口的功能之间的信息流。下图为基本的流程参考模型。

     在功能模型的最高层级，划分为12个不同的运作区域，在这些不同的区域之间，信息相互交户，信息流动的方向可以参考上图中的不同功能区域之间的箭头的定义。中间的蓝色区域则代表着层级3的制造运作和控制。

     每个不同的功能区域又可以根据相应的信息流划分为更细的功能，不同的目的决定了需要划分的细致程度。在企业决定和选择特定的制造运作管理软件时，往往需要了解行业特定的详细的模型功能。

2、制造运作管理 MOM

     和制造运作管理相关的活动包括制造车间内和人员，设备，物料以及在制品相关的，制造运作管理包括实际的物理设备，人员或信息系统所执行的活动。制造运作管理所管理的信息包括制造车间相关的计划，使用，能力，定义，历史和所有资源（人，设备和物料）的状态。ISA-95 在上图中定义了制造运作管理相关的12种功能。同时这些功能由可以分为四个大类，参见下图：

• 生产运作管理
• 维修运作管理
• 质量运作管理
• 库存运作管理
  

其他在上图中没有显示的功能，但是也是制造工厂的功能，包含：

• 信息管理
• 文档管理
• 安全管理
• 配置管理
• 规范性管理
• 事件和偏差管理
  

     这些功能不一定限制于单个的类别，但也是制造功能的一部分。而且模型不代表企业的业务组织架构，只是功能性的模型，不同的企业制造运作功能或子功能可能划分在不同的业务部门。

3、ISA-95标准中其他的元素

    上图为ISA-95标准的结构的描述，通过结构化层次描述域，，在功能性数据流模型中，定义了相关的功能和信息流。而且按照不同的类别，层级3和层级4的信息交互区分为：

• 产品定义
• 生产能力
• 生产计划
• 生产响应
  

4、可期望的效益

     ISA-95标准提供了标准的术语和一系列定义和模型，按照SP95委员会的，ISA-95标准对于改善不同功能部门之间的沟通将会产生以下效益：

允许用户更好地识别需求
减少新产品达到最高生产能力所需要的时间
降低自动制造流程的成本
优化供应链
降低工程效益的生命周期
允许供应商通过系统集成或集成工具供应物料
MES软件不单单是提供基本的功能，系统集成和制造将帮助制造运作提升灵活性和敏捷性。这对于制造企业来说也是十分重要的。

5、最新发展

ISA-95标准中不同的功能模块划分为运作管理的4个类别：

• 生产运作管理
• 维修运作管理
• 质量运作管理
• 库存运作管理
  

每一个类别中一系列的功能又可以概括为8个方面：

• 定义管理
• 资源管理
• 详细计划
• 调度
• 执行管理
• 数据收集
• 跟踪和追溯
• 分析
  

相互之间的关系可以参照下图：

6、B2MML标准

     WBF是一个全球非商业的组织，主要提供批量流程制造，发布最新的执行ASNSI/ISA S88和S95的标准的2个符合XML标准语言的通信标准。在最新的B2MML（Business To Manufacturing Mark-up Languages，商业到制造的标记语言）和BatchML（Batch Mark-up Language，批量标记语言）版本中的增强了和流行的编程工具兼容的能力和改善了在一些地方的易用性。
来源于：码博科技




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