ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Системы промышленной автоматизации и интеграция

ДАННЫЕ ПО УПРАВЛЕНИЮ ПРОМЫШЛЕННЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ

Часть 44

Моделирование сбора цеховых данных

ISO 15531-44:2010

Industrial automation systems and integration — Industrial manufacturing management data — Part 44: Information modelling for shop floor data acquisition

(IDT)

Издание официальное

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН АНО «Международная академия менеджмента и качества бизнеса» на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанногов пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК100 «Стратегический и инновационный менеджмент»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2012 г. № 1711-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИС015531-44:2010 «Системы промышленной автоматизации и интеграция. Данные по управлению промышленным производством. Часть44. Моделирование сбора цеховых данных» (IS015531-44:2010 «Industrial automation systems and integration — Industrial manufacturing management data — Part 44: Information modelling for shop floor data acquisition»).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

©Стандартинформ. 2014

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ РИСО 15531-44—2012

Содержание

1    Область применения...................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................1

3    Термины и определения, аббревиатуры......................................2

3.1    Термины и определения.............................................2

3.2    Аббревиатуры....................................................4

4    Общие цели и область применения комплекса международных стандартов ИСО 15531 ........4

5    Цели, принципы и структура настоящего стандарта...............................6

5.1    Цели настоящего стандарта...........................................6

5.2    Основные принципы настоящего стандарта и обзор основных сущностей..............6

5.3    Структура системы сбора данных в цеху....................................8

5.4    Собранные данные и их организация......................................9

5.5    Регистрация времени...............................................11

5.6    Оптимизация размера..............................................12

6    Представление блок-схемы сбора данных в цеху на языке EXPRESS...................12

6.1    Блок-схема сбора данных в цеху.......................................12

6.2    Задание типа данных shopfloor_captured_data...............................12

6.3    Определение сущностей данных, собранных в цехах..........................13

6.4    Manufactured product...............................................14

6.5    Заказ на изготовление..............................................14

6.6    Отслеживаемость параметров производственного процесса......................17

6.7    Производительность и техническое обслуживание............................17

6.8    Качество.......................................................19

6.9    Ресурс........................................................20

6.10    Фиксирование момента времени и ссылка на базовый момент времени..............21

Приложение А (обязательное) Регистрация данных об объекте........................22

Приложение В (справочное) Сводный листинг записей на языке EXPRESS.................23

Приложение С (справочное) Сводная диаграмма использования сущностей языка EXPRESS-G ... 26 Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов

ссылочным национальным стандартам Российской Федерации.............27

Библиография........................................................28

III

Введение

Комплекс международных стандартов ИСО 15531 распространяется на процессы моделирования данных по управлению промышленным производством (за исключением данных о продукции и данных на детали, так же как и справочных данных, используемых для моделирования в комплексах международных стандартов ИС010303 и ИСО 13584). ИС015531-31 и ИС015531-32 описывают процессы моделирования данных, применяемых при управлении использованием ресурсов, в то время как ИСО 15531-43 описывает процессы моделирования данных по управлению промышленным производством, а в ИСО 15531-42 приводится соответствующая временная модель.

Другие данные, используемые для управления промышленным производством, применяются на уровне управления производством (контрольном уровне производства), но хранятся и используются на производственном уровне для обеспечения соответствующего качества, технического обслуживания, пересмотра календарного плана или для любых других целей.

Данные, о которых идет речь выше, часто применяются в форматах, на которые накладывают ограничения используемые устройства и производственные процессы. Этапы производственных процессов и отсчет времени, соответствующие полученным данным, так же как и объединение данных в ресурсные группы, с которымиони ассоциированы, требуют эффективного планирования и контроля. Порядок установления этапов и измерения времени четко определены для каждой совокупности ресурсов, и результаты их использования связаны с определенной временной моделью и ссылками.

После нескольких операций трансляции и ручной обработки данные, собранные на уровне 2, превращаются в данные уровня 3. Данные собираются в базе данных и организуются по правилам, установленным моделью уровня 3, которая используется многократно. Последовательное использование данных на различных платформах и программном обеспечении подразумевает, что соответствующие модели данных правильно организованы и уникальны для предоставляемой информации даже в том случае, если эта информация может появляться несколько раз и иметь различные источники.

Примечание — Определения функциональных уровней, используемых в настоящем стандарте, соответствуют приведенным в МЭК62264-1 и повторяются для справки в разделе 4 настоящего стандарта. Мониторинг и физический контроль устройств проводятся на уровне 2. в то время как управление производственными операциями обеспечивается на уровне 3. Настоящий стандарт распространяется на моделирование данных уровня 3. которые собираются и детально обрабатываются на уровне 2. Настоящий стандарт не распространяется на процессы трансляции и обработки данных.

Целью настоящего стандарта является обеспечение моделей данных для управления и улучшения производства.

IV

ГОСТ Р ИСО 15531 -44—2012

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Системы промышленной автоматизации и интеграция

ДАННЫЕ ПО УПРАВЛЕНИЮ ПРОМЫШЛЕННЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ

Часть 44

Моделирование сбора цеховых данных

Industrial automation systems and integration. Industrial manufacturing management data. Part 44. Information modelling

for shop floor data acquisition

Дата введения — 2014—01—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает процедуру моделирования данных, собранных на уровне мониторинга. Эти данные хранятся на уровне управления производством. Они могут обрабатываться далее на указанном уровне в заданных производственных целях.

Настоящий стандарт распространяется на:

-    данные для количественных и качественных оценок, собранные системой сбора данных на уровне мониторинга. Эти данные хранятся на уровне управления производством и используются далее в производственных целях;

-    фиксацию момента времени и измерение интервалов времени для получения данных мониторинга и управления производством.

Настоящий стандарт не распространяется на:

-    данные, связанные с дистанционным измерением или управлением в реальном времени;

-    данные идентификации продукта в соответствии с ИСО 10303 (см. также ИСО 10303-1);

-    данные каталогов и библиотек в соответствии с ИСО 13584 и ИСО 15926;

-    данные мониторинга, используемые только на уровне мониторинга (исключая управление производством).

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты (в случае ссылок на документы, у которых указана дата утверждения, необходимо пользоваться только указанной редакцией. В случае, когда дата утверждения не приведена, следует пользоваться последней редакцией ссылочных документов, включая любые поправки и изменения к ним):

ИСО 10303-11 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Представление данных о продукции и обмен данными. Часть 11. Методы описания. Справочное руководство по языку EXPRESS (ISO 10303-11 Industrial automation systems and integration. Product data representation and exchange — Part 11: Descnption methods: The EXPRESS language reference manual)

ИСО 13584-1 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Библиотека данных на детали. Часть 1. Обзор и основные принципы (ISO 13584-1 Industrial automation systems and integration. Parts library — Part 1. Overview and fundamental principles)

ИСО 13584-24 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Библиотека данных на детали. Часть 24. Логический ресурс. Логическая модель библиотеки поставщика (ISO 13584-24 Industrial automation systems and integration. Parts library — Part 24: Logical resource. Logical model of supplier library)

Издание официальное

ГОСТ Р ИСО 15531-44-2012

ИСО 15531-1 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Управляющая информация промышленным производством. Часть 1. Общий обзор (ISO 15531-1 Industrial automation systems and integration. Industrial manufacturing management data — Part 1: General overview)

ИСО 15531-31 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Управляющая информация промышленным производством. Часть 31. Информационная модель ресурсов (ISO 15531-31 Industrial automation systems and integration. Industrial manufacturing management data. Resources usage management — Part 32: Conceptual model for resources usage management data)

ИСО 15531-32 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Управляющая информация промышленным производством. Часть 32. Концептуальная модель данных по менеджменту использования ресурсов (ISO 15531-32 Industrial automation systems and integration. Industrial manufacturing management data. Resources usage management—Part 32: Conceptual model for resources usage management data)

ИСО 15531-42 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Управляющая информация промышленным производством. Часть 42. Модель времени (ISO 15531-42 Industrial automation systems and integration. Industrial manufacturing management data — Part 42: Time Model)

ИСО 15531-43 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Управляющая информация промышленным производством. Часть 43. Данные по управлению производственными потоками. Модель данных для мониторинга потоков и обмена данными производства (ISO 15531-43 Industrial automation systems and integration. Industrial manufacturing management data — Part 43: Manufacturing flow management data: Data model for flow monitonng and manufacturing data exchange)

3 Термины и определения, аббревиатуры

3.1    Термины и определения

В настоящем стандарте использованы следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1    дата начала (beginning date): Момент времени, в который идентифицировано событие, явпя-ющееся начальной точкой чего-либо значимого и продолжительного.

Примечание — Понятие момента времени установлено в ИСО 15531-42.

Пример — Дата начала сбора данных, начала выполнения задания, начала измерения, начала процесса изменения состояния.

3.1.2    соединение (connection): Слияние одного идентифицированного компонента с другим идентифицированным компонентом устройства при выполнении операции сборки.

Пример — Назначение общего номера для набора деталей из некоторого их подмножества.

Примечание — Соединение не содержит свойств (атрибутов), если взаимосвязь является семантическим соотношением.

3.1.3    дата окончания (ending date): Момент времени, в который идентифицировано событие, которое является завершающей точкой чего-либо значимого и продолжительного.

Примечание — Понятие момента времени установлено в ИСО 15531-42.

Пример — Завершающий момент события, момент завершения сбора данных.

3.1.4    событие (event): Что-либо значимое, происходящее в настоящий момент или в ближайшем будущем в заданном месте и в заданный момент времени.

Пример — Начало данного действия, годовщина другого события, окончание машинного сбоя.

3.1.5    генеалогия (genealogy): Соединение, использующее уникальные идентификаторы.

Пример — Присоединение одного серийного номера к другому серийному номеру.

Примечание — Генеалогия не является семантическим отношением. Например, никакие свойства (атрибуты) не ассоциируются с назначением серийных номеров в предыдущем примере.

3.1.6    опасное событие (hazard event): Значительный сбой во время технологического процесса.

Примечание — Значимое опасное событие, регистрируемое в базе данных. Оно может быть результатом настоящих или предшествующих событий.

2

ГОСТ РИСО 15531-44—2012

3.1.7    производство (manufacturing): Функция или акт преобразования (трансформации) материала из сырьевого состояния (состояния полуфабриката) в состояние следующей степени готовности.

Примечание — Данное определение адаптировано по словарю АОУПР — Американское общество управления производством и ресурсами (APICS. American Production and Inventory Control Society).

(ИСО 15531-1:2004, статья 3.6.22)

3.1.8    заказ на производство (manufacturing order): Документ, группа документов или план, передающие право на производство (изготовление) установленных деталей (продукта) в установленном количестве.

Примечание 1 — Заказ на производство идентифицирует конкретный обьем работ. Он включает, например, ссылки (на нормативные документы), количество изделий и дату производства. Утверждение заказа на производство является событием, инициирующим начало операции производства.

Примечание 2 —Адаптировано по словарю АОУПР.

3.1.9    технологический процесс (manufacturing process): Структурированный набор действий (операций) с материалом, преобразующий его из сырьевого состояния (состояние полуфабриката) в состояние следующей степени готовности.

Примечание — Технологический процессможет задаваться технологической картой, схемой размещения ресурсов, схемой ячеек производства или схемой расположении. Технологический процесс планируется для работы на складе, работы на заказ, сборки на заказ и т. д. в зависимости от стратегического использования и размещения ресурса.

(ИСО 15531-1:2004, статья 3.6.25)

3.1.10    режим работы (operation mode): Один из способов выполнения операции на некотором ресурсе заданного назначения.

Примечание 1 — Каждый станок может иметь один или несколько режимов работы (автоматический, пошаговый, ручной и т. п.). определенных типом станка и его назначением.

Примечание 2 — Конкретный режим работы выбирается оператором из набора доступных режимов.

Примечание 3 — В рассматриваемой модели режим работы представляется сущностью mode (см.

6.7.2).

3.1.11    процесс (process): Структурированный набор действий, включающий использование различных сущностей предприятия, разработанных и организованных для достижения заданной цели.

Примечание — Данное определение очень близко к определению, установленному в ИСО 10303-49. Определение, взятое из ИСО 15531, требует задания структурированного набора действий без каких-либо предварительно установленных ссылок на время или шаг. Кроме того, с точки зрения управления технологическим маршрутом может оказаться необходимым введение так называемых пустых (паразитных) процессов для целей синхронизации действий (во время пустого процесса ничего не выполняется).

(ИСО 15531-1:2004. статья 3.6.29)

3.1.12    дефект продукта (product defect): Отклонение от нормы, выявленное при контроле плохо изготовленного продукта.

3.1.13    ресурс (resource): Устройства, инструменты и средства, используемые предприятием для производства товаров и предоставления услуг.

Примечание 1 — Определение соответствует ИСО 15531-1. Оно не включает исходные материалы и сырье, продукты и компоненты, которые, с точки зрения системной теории рассматриваются как элементы окружающей среды (они не принадлежат самой системе). Более того, это определение включает определение, приведенное в ИСО 10303-49. Оно также включено в определения ИСО 18629-14 и ИСО 18629-44. которые учитывают сырьевые и расходные материалы в соответствии с ИСО 18629-13.

Примечание 2 — Ресурс, в соответствии с приведенным определением, включает также человеческие ресурсы, рассматриваемые как особые средства заданного объема с заданными возможностями, которые могут быть использованы в технологическом процессе в соответствии с техническим заданием. Это не требует какою-либо моделирования индивидуальною или стандартною поведения человеческого ресурса, не учитываемого при выполнении некоторого задания в ходе технологического процесса (трансформации исходного материала и сырья, или компонента. предоставления логистических услуг и т. п.). Это означает, что человеческие ресурсы, как и прочие, рассматриваются только с точки зрения их функций, возможностей и технологического режима (холостой, рабочий и г. п.). При этом исключается моделирование какого-либо аспекта индивидуального или обычного социального поведения человека.

Примечание 3 — Адаптировано по ИСО 15531-1:2004. статья 3.6.43.

3

ГОСТ Р ИСО 15531-44-2012

3.1.14    состояние (state): Условие или ситуация, имеющие место в течение срока службы объекта. При этом объект удовлетворяет некоторым требованиям, выполняет некоторые действия или ожидает наступления некоторого события.

|ИСО 15745-1:2003. статья 3.31)

Примечание — Понятие состояния здесыюсмыслуаналогичнопонятию состояния дли «режима автоматизации».

3.1.15    заказ-наряд (work order): Конкретный объем работ, поручаемый данному ресурсу и связанный с выполнением конкретного технологического процесса.

Примечание — Заказы-наряды могут поручаться физическому устройству и/или человеку (группе людей), которые образуют два подкласса сущности resource. Данный заказ-наряд включает элементы нижнего уровни, он является компонентом заказа на изготовление.

3.2 Аббревиатуры

KPI — ключевой показатель деятельности (Key Performance Indicator):

LAN — локальная сеть (Local Area Network):

MANDATE — обмен производственной информацией (ИСО 15531) Manufacturing Data Exchange (ISO 15531));

PLC — программируемый логический контроллер (Programmable Logic Controller);

PLIB — библиотека деталей (ИСО 13584) (Parts Libraries (ISO 13584));

STEP — стандарт обмена данными о модели продукта (ИСО 10303) (Standard for the Exchange of Product model data (ISO 10303)).

4 Общие цели и область применения комплекса международных стандартов ИС015531

Комплекс международных стандартов ИСО 15531 (далее ИСО 15531), также известный как MANDATE, определяет характеристики представления данных по управлению производством по всему производственному процессу с необходимыми пояснениями и определениями. Указанные данные по управлению производством совместно используются и обмениваются как на данном предприятии, так и в других организациях и компаниях.

Обмен данными производится с помощью различных компьютерных систем при различных условиях окружающей среды, ассоциированных с законченным производственным процессом. ИСО 15531 (см. ИСО 15531-1, ИСО 15531-31, ИСО 15531-32. ИСО 15531-42 и ИСО 15531-43) фокусируется на дискретных производственных процессах, но не ограничивается ими. Кроме того, учитываются возможные расширения производственного процесса, если это не противоречит исходной цели ИСО 15531 и не приводит к разночтениям

В ИС015531 рассматриваются:

-    представление данных о производстве и ресурсе, включая производительность, объем, оперативное наблюдение, ограничения технического обслуживания и контроль;

Примечание — Ограничения технического обслуживания и соответствующие данные по управлению техническим обслуживанием принимаются во внимание с точки зрения их влияния на контроль функционирования технологического маршрута.

-    обмен и совместное использование данных о производстве и ресурсах, включая их хранение, передачу, организацию доступа и архивирование.

В ИС0 15531 не рассматриваются:

• моделирование предприятия;

Примечание — Это означает, что в ИСО 15531 не рассматриваются инструменты, архитектура и методология моделирования предприятия в целом.

-    данные о продукте (представление и обмен данных о продукте):

-    данные о компонентах (библиотека деталей: представление и обмен электронными библиотеками деталей);

-    режущие инструменты (обмен данных о режущих инструментах в электронной форме);

-    данные о техническом обслуживании (технические данные, используемые в руководствах по ремонту устройств, их использованию и техническому обслуживанию).

ГОСТ РИСО 15531-44—2012

В МЭК 62264-1 идентифицируется пять уровней для функций, связанных с операциями изготовления:

-    уровень 0 для фактического физического процесса;

-    уровень 1 для функций, связанных с индикацией физического процесса и его управлением;

-    уровень 2 для функций оперативного наблюдения и контроля за протеканием физического процесса;

-    уровень 3 для функций управления функционированием технологического маршрута для получения желаемого конечного продукта;

-    уровень 4 для бизнес-функций, необходимых для управления предприятием-изготовителем.

На рисунке 1 представлена иерархия функциональных уровней;

Business Planning & Logistics Бизнес-планирование и логистика Plant production scheduling Планирование производства на предприятии Operational management Оперативное управление и т. д. Level 4 Уровень 4 Manufacturing Производство Operations & control Операции и контроль Batch control Контроль партий Continuous control Непрерывный контроль Discrete control Выборочный контроль Levels 2,1.0 Уровни 2.1. 0

Рисунок 1 — Функциональные уровни (МЭК 62264-1)

ИСО 15531 устанавливает порядок моделирования любых данных (кроме данных о продукте), необходимых при управлении технологическими операциями (см. ИСО 15531-31, ИСО 15531-32 и ИС0 15531-43). Даже еспи в этом контексте ИС015531 устанавливает функции уровней 3 и 4. то он также устанавливает порядок моделирования любых данных, необходимых для управления производственными операциями, включая данные, собранные на других уровнях.

5

ГОСТ Р ИСО 15531-44-2012

5 Цели, принципы и структура настоящего стандарта

5.1    Цели настоящего стандарта

Процесс сбора данных в производственном помещении включает сбор данных на уровне 2 (уровень производственного помещения). Производится идентификация данных, верификация их содержания и передача на уровень 3 (уровень управления производством). Указанные данные по управлению производством могут относиться к устройствам, партиям деталей, продуктам или к обслуживающему персоналу. Данные необходимы для расчета KPI, для оперативного наблюдения за процессом изготовления и качеством продукции, для совершенствования производственных операций. Они также обеспечивают подтверждение соответствия установленным требованиям для моделей производственных помещений и планирование вариантов возможного развития событий.

Соответствие некоторой модели облегчает сбор и организацию данных, так же как и их обработку в базе данных, построенной на уровне 3 (уровень управления производством), для целей архивирования, управления, а также указанных выше целей организации работы систем оперативного наблюдения в цехах и обеспечения возможности их совместной работы.

5.2    Основные принципы настоящего стандарта и обзор основных сущностей

Модели должны носить общий характер, при этом легко специализироваться. Вследствие этого рассматриваемые сущности должны быть более общими. Их специализация при необходимости, достигается путем использования БД (см. ИСО 13584-1 и ИСО 13584-24). В рамках указанных допущений процесс специализации в целом установлен в настоящем стандарте.

Рассмотрение модели главным образом фокусируется на соотношениях между событиями производственного процесса, на действиях и на изменениях состояния. При этом обеспечивается моделирование всех данных, собранных на уровне 2, для целей управления производством и его совершенствования (уровень 3).

Основные сущности, определенные или использованные при построении модели, перечислены и рассмотрены ниже:

Примечание 1 — Некоторыесущности(накоторыеимеютсяссылкииздругихсхеми/иликоторыеяеля-югся вспомогательными) установлены и описаны в разделе 6. Ниже они не рассматриваются.

-    duration_reference (ссылка на продолжительность);

-    equipment (оборудование);

-    equipment_header (заголовок оборудования);

-    hazard_event (опасное событие);

-    manufacturing_batch (производственная партия);

-    manufacturing_order (заказ на изготовление);

-    manufacturing order_header (заголовок заказа на изготовление);

-    manufactured product (изготовленный продукт);

-    material_consumption (расход материала);

-    measurement_result (результат измерения);

-    mode (режим);

-    product_defect (дефект продукта);

-    state (состояние);

-    stock (запас);

-    time_reference (ссылка на момент времени);

-    work order (заказ-наряд).

Сущность batch (партия) обозначает набор продуктов (компонентов), запланированных для производства. а также партию продуктов (компонентов), уже изготовленных в ходе технологической операции.

Примечание 2 — Для дискретных продуктов (компонентов) гтартия может быть стандартным набором продуктов (компонентов), спланированных для изготовления. Для недискретных продуктов партия — это количество продукта, спланированного для производства на данный период времени. Изготовление ведется по формуле (рецепту), которая часто особо разрабатывается для получения заданного количества готовых изделий (словарь APICS).

Примечание 3 — Настоящий стандарт описывает и использует сущность manufacturing_batch. которая является специализацией сущности batch, настоящий стандарт фокусируется на рассмотрении дискретных деталей. В случае недискретного продукта пользователь сам модифицирует сущность manufacturing_batch. Для этого либо используется родительская сущность batch, либо добавляется другая специализация для недискрет-ных продуктов.