ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

Системы промышленной автоматизации и интеграция

ОЦЕНКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ПРОЧИХ ФАКТОРОВ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ, ВОЗДЕЙСТВУЮЩИХ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Часть 5

Данные оценки экологической эффективности

(ISO/FDIS 20140-5, ЮТ)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2017

ПНСТ 178—2016

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН ООО «НИИ экономики связи и информатики «Интерэкомс» (ООО «НИИ «Интер-экомс») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 100 «Стратегический и инновационный менеджмент»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 декабря 2016 г. № 100-пнст

4    Настоящий стандарт идентичен проекту международного стандарта ISO/FDIS 20140-5 «Системы промышленной автоматизации и интеграция. Оценка энергетической эффективности и прочих факторов производственных систем, воздействующих на окружающую среду. Часть 5. Данные оценки экологической эффективности» (ISO/FDIS 20140-5:2016 «Automation systems and integration — Evaluating energy efficiency and other factors of manufacturing systems that influence the environment — Part 5: Environmental рег1оллапсе evaluation data». IDT).

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 и проведения его мониторинга установлены в ГОСТ Р 1.16-2011 (разделы 5 и 6).

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии собирает сведения о практическом применении настоящего стандарта. Данные сведения, а также замечания и предложения по содержанию стандарта можно направить не позднее, чем за девять месяцев до истечения срока его действия, разработчику настоящего стандарта по адресу: 123423. г. Москва, уп. Народного Ополчения, д.32 и в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии по адресу: 109074 г. Москва. Китайгородский проезд, д.7. стр. 1.

В случае отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты» и журнале «Вестник Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии». Уведомление будет размещено также на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стандартинформ, 2017

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

ПНСТ 178—2016

Рисунок 3 — Локализация фактических данных

Выбор источника фактических данных будет зависеть от:

-    доступности данных (степени автоматизации);

-    доступности стандартизованных структурированных данных и энергетических моделей в производственной системе;

-    точности, необходимой для ЕРЕ-оценок;

-    степени детализации, необходимой для ЕРЕ-оценок;

-    области ЕРЕ-оценок (например, оценки повышения энергоэффективности при различных режимах энергопотребления (см. приложение G));

-    продолжительности и периодичности ЕРЕ-оценок;

-    затрат на хранение фактических данных;

-    доступности фактических данных.

Фактические данные на Уровне 2 обладают наивысшей степенью детализации и точности среди различных доступных типов фактических данных. Фактические данные на Уровне 3 в архивной базе данных обладают большим объемом контекстной информации, зарегистрированной за более продолжительный период времени, чем фактические данные на Уровне 2. Фактические данные на Уровне 4 (например, фактические данные, содержащиеся в информационных моделях МЭК 62264-2), содержат информацию, необходимую для управления производством и принятия решений на уровне предприятия (например, для определения политики в области энергетики).

Модели данных формируются и конфигурируются в соответствии со стандартами управления ресурсами и обмена данными. Это относится и к ЕРЕ-оценкам в части использования тех данных и информации, которые реально существуют в производственной системе. Рекомендуется, чтобы структурированные фактические данные и информационные модели, выбранные для проведения ЕРЕ-оценок. соответствовали моделям данных управления ресурсами и протоколов обмена данными, которые используются на Уровнях 2.3 и 4. Отметим, что рассмотрение методов управления ресурсами и протоколы обмена данными выходит за рамки настоящего стандарта.

5.3 Фактические данные, получаемые на этапе функционирования

5.3.1 Общие сведения

Фактические данные могут быть более детально отнесены к следующим четырем категориям:

-    Фактические энергетические данные: данный тип данных требует достаточно частых измерений и интенсивной последующей обработки.

7

Примечание 1 — Энергетические данные могут инициализировать команды управления операциями на Уровнях 2 и 3 и использоваться для определения внеплановых оперативных изменений, происходящих на Уровне 0 Модели данных (см А 1) являются средством повышения степени детализации энергетических данных высокой точности Информационные модели (см А 2) являются средством повышения степени детализации энергетических данных средней точности

Примечание 2 — Энергетические данные подробно рассмотрены в 5 3 5

-    Фактические данные о материалах: этот тип данных формируют при измерениях и расчетах, и в основном используют в сочетании сданными, получаемыми в восходящем направлении, и справочными данными (когда, например, учитывается количество приобретаемых компонентов, которое затем умножают на массу каждого компонента, зарегистрированную в ранее полученных данных). Этот тип данных требует менее интенсивной последующей обработки, а баланс использования материалов может легко проверяться.

Примечание 3 — Фактические данные о материалах подробно рассмотрены в 5 3 6

-    Фактические данные о технологических операциях и процессах.

Примечание 4 — Фактические данные о технологических операциях и процессах включают в себя такую контекстную информацию, как описание состояний (например, в режимах ожидания, спящем режиме и т п.) и отклонений от плана-графика процесса, вызванных командами управления при поступлении сигналов опасности.

Примечание 5 — Фактические данные о технологических операциях и процессах подробно рассмотрены в 5.3.7.

-    Фактические экологические данные: этот тип данных включает в себя сведения о состоянии окружающей среды и изменении экологических параметров, на которые не может воздействовать производственная система.

Примечание 6 — Измерение фактических экологических данных в реальном масштабе времени может иметь решающее значение в тех случаях, когда производственными процессами являются тепловые или химические процессы По этой причине требуемые динамические данные, обмениваемые с умными электросетями, также являются одним из типов фактических экологических данных

Примечание 7 — Метеорологическую обстановку можно рассматривать как фактические экологические данные, если границы производственной системы не учитываются в контролируемой среде, например, при работе в кондиционированном производственном помещении

Примечание 8 — Фактические экологические данные подробно рассмотрены в 5.3 8

Перечисленные выше четыре категории экологических данных можно использовать для минимизации энергопотребления путем выполнения взаимосвязанных (но иногда и противоречащих друг другу в части минимизации энергопотребления) функций. Отклонения в производственном процессе или реагирование на изменение спроса могут негативно влиять на запланированную энергоэффективность.

Соответствующая разница между указанными выше четырьмя категориями фактических данных состоит в объемах измеренных данных, необходимых для ЕРЕ-оценок. Энергетические данные требуют наибольшего объема измерений среди этих четырех категорий фактических данных (более подробно энергетические данные рассмотрены в 5.3.5).

5.3.2 Требования к фактическим данным, получаемым на этапе функционирования

Фактические данные на этапе функционирования необходимо связывать с контекстной информацией. описывающей:

a)    источник фактических данных;

b)    время получения фактических данных.

Источник фактических данных является ключевой частью контекстной информации, предназначенной для включения экологических воздействий в иерархию производственной системы. Выбор источника фактических данных определяется степенью их детализации и выбором информационных моделей.

Время получения фактических данных является ключевой частью контекстной информации, предназначенной для определения того, описывают ли фактические данные:

-    работу производственного оборудования, выполняющего функции создания добавленной стоимости для реальной продукции; или

-    работу, которая обеспечивает функционирование производственного оборудования.

Время получения фактических данных также определяет их точность и выбор информационных моделей.

8

ПНСТ 178—2016

5.3.3    Доступность фактических данных для ЕРЕ-оценок

Фактические данные в производственной системе обычно не доступны в структуре модели данных или информационной модели, которая содержит точную часть контекстной информации, необходимой для выполнения процессов распределения и агрегации (в соответствии с ИСО 20140-3) вплоть до завершения ЕРЕ-оценок.

В настоящем стандарте проведена классификация фактических данных, приведены примеры их формирования, последовательного связывания с контекстной информацией и передачи между различными частями производственной системы.

В настоящем стандарте также приведено описание того, где и когда фактические данные и связанная с ними контекстная информация становятся необходимыми для процессов распределения и агрегации, описанных в ИСО 20140-3, и доступными в производственной системе при производстве продукции. Фактические данные и контекстная информация, необходимые для процессов распределения и агрегации, и описанные в ИСО 20140-3. могут оказаться недоступными в один и тот же момент времени и в одном и том же месте в производственной системе.

Пример — Надлежащая контокстная информация (например, об источнике энергии в солнечной энергетике) доступна на Уровне 3, однако соответствующие фактические данные не всегда доступны для их обработки (например, фактические данные измеряют и используют для оперативного контро-ля/управления оборудованием на Уровне 1, но они не передаются и не сохраняются для дальнейшей обработки).

В настоящем стандарте приведены различные части/узлы производственной системы, в которых данные и контекстная информация доступны в различные моменты времени производственного процесса. Доступность фактических данных и контекстной информации ограничивается затратами на инвестирование в автоматизацию, сбор и хранение данных. Несмотря на то. что фактические данные и контекстная информация, необходимые для процессов распределения и агрегации и описанные в ИСО 20140-3. могут оказаться доступными в производственной системе, доступ к ним может ограничиваться наличием/отсутствием специализированного программного обеспечения и аппаратных средств, предназначенных для сбора фактических данных и контекстной информации.

5.3.4    Представление воздействия различных факторов на окружающую среду с помощью

фактических данных

В ИСО 20140-2 определен способ представления воздействия различных факторов на состояние окружающей среды.

Существует два варианта, которые обычно используются для представления подобного воздействия при выполнении работ по отслеживанию производства (см. МЭК 62264-3):

-    редставление воздействий, обусловленных производственной системой и оказываемых на протяжении определенного промежутка времени;

-    представление воздействий, обусловленных выпуском определенного объема конкретной продукции.

Производственная деятельность на Уровне 3 позволяет объединять и разделять данные, получаемые при отслеживании производства, которые содержатся в информационных моделях МЭК62264-2. для представления экологических воздействий в любом из двух указанных выше вариантов.

Потребление энергии можно измерять как для одной единицы оборудования, так и для целой сборочной линии. Кроме того, оборудование и устройства, способные обмениваться передовыми моделями энергетических данных (advanced energy data models), могут еще в большей степени детализировать описание энергопотребления. Оборудование и устройства, способные обмениваться моделями энергетических данных, могли бы передавать в модели структурированных данных фактические энергетические данные (например, потребление энергии) на каадом этапе процесса эксплуатации; данное оборудование и устройства (например, сверлильные станки) могли бы также передавать, рассчитывать и представлять агрегированное прямое или косвенное воздействие на состояние окружающей среды, используя для этого процесс, указанный в ИСО 20140-3.

В примере, приведенном в приложении D, описывается, как проводятся измерения и обработка энергетических данных на различных уровнях (в рамках ролевой иерархии производственной системы). Общее энергопотребление измеряют различными методами и на различном оборудовании, на разных производственных площадках или на технических уровнях с целью достижения энергетического баланса (с различной степенью точности). Пример, представленный в приложении D. содержит метод расчета и представления общего энергопотребления, а также разбивает по различным позициям (статьям) различные типы потребления энергии (например, газа, пара и т. д.). Этот же пример можно

9

использовать и для детализации прямого и косвенного энергопотребления, если оборудование и устройства приспособлены для использования моделей энергетических данных (например, моделей ODVA. SERCOS и т. п.). т. е. которые способны различать прямое и косвенное энергопотребление.

Примечание 1 — В контексте детализации энергопотребления, описанной в приложении D. термин «прямое энергопотребление» относится к энергии, потребляемой производственным оборудованием при выполнении им функций создания добавленной стоимости в режиме фактического производства продукции

Примечание 2 — В контексте детализации энергопотребления, описанной в приложении D, термин «косвенное энергопотребление» относится к энергии, потребляемой производственным оборудованием при выполнении им функций по поддержке прямого управления

Примечание 3 — Термин «прямое управление» определен в ИСО 20140-1 и определяется как режим работы производственного оборудования, реализующий функцию создания стоимости при фактическом производстве продукции.

5.3.5 Фактические энергетические данные

В 5.2 приведено несколько существующих вариантов, описанных в ИСО 20140-3 и ИСО 20140-4 и предназначенных для сбора фактических энергетических данных, которые доступны и могут использоваться для ЕРЕ-оценок на различных уровнях для различных структурированных данных и информационных моделей. В 5.2 также содержится неполный перечень критериев определения источников фактических данных.

На рисунке 4 приведены конкретные места на Уровнях 2, 3 и 4, где фактические энергетические данные могут быть доступны для ЕРЕ-оценок. Стрелки, указывающие процесс передачи данных, выделены серым цветом, тем самым подчеркивая, что этот процесс выходит за рамки рассмотрения настоящего стандарта. Блок «Измеренные данные» на Уровне 1 также выделен серым цветом, поскольку выполняемые работы и данные, существующие на Уровне 1. в настоящем стандарте также не рассматриваются.

ПНСТ 178—2016

Данные, получаемые на Уровне 1. с помощью работ в рамках МО&С-домена можно передавать на Уровень 2 или 3.

Рисунок 4 иллюстрирует четыре варианта выбора источника энергетических данных с Уровня 2 или 3:

a)    вариант 1: показания измерительного устройства представляют собой простейшую структурную модель, которая может относиться к Уровню 2. При этом энергетические данные будут подвергаться минимальной обработке, а модель будет содержать минимальный объем МО&С-контекстных данных. Существует серия стандартов, в которой описаны синтаксис и семантика структурированных данных и информационных моделей, используемых в протоколах обмена данными. Измерители мощности могут давать показания полезной, реактивной и полной мощности, выполняя дополнительные расчеты с использованием измеренных данных. В МЭК 62056 и МЭК 62051 описана семантика моделей, предназначенных для обмена данными измерений электропотребления. Измерители мощности обеспечивают измерения с высокой точностью, но из-за существующих ограничений в части затрат измерители мощности, в общем случае, для измерения энергопотребления отдельных единиц оборудования не применяют, поэтому, как правило, они выдают энергетические данные с низкой степенью детализации:

b)    вариант 2: управляемые энергетические данные относятся к более сложной структурной модели. чем показания измерительных приборов на Уровне 2. Данная категория моделей данных включает в себя модели энергетических данных, стандартизированные в различных организациях и системах, которые работают в области автоматизации (например. Ассоциация изготовителей устройств для открытых систем (ODVA). система последовательной передачи данных в режиме реального времени (SERCOS) и PI. и содержат (модели данных) контекстную информацию, описывающую ограничения, с какими устройствами они могут работать и осуществлять управление своей собственной энергией (например. в режиме ожидания). Данный тип моделей данных может обладать высокой степенью детализации и точностью энергетических данных (см. приложение G). PLC-контроллер также может работать с этим типом моделей данных, и по запросу выдавать энергетические данные;

c)    вариант 3: энергетические данные, связанные с контекстной информацией в МО&С-домене в структурированных моделях, могут находиться на Уровне 2 и содержать:

1)    текущие/мгновенные энергетические данные; или

2)    обработанные энергетические данные (например, усредненные значения, зависящие от конкретного оборудования. KPI-показатели и т. п ).

Примечание — Интерфейсы типа «человек-машина» (HMI) способны обрабатывать большие обьемы фактических энергетических данных и. как правило, передавать их в форме, приемлемой для проведения дальнейших работ по хранению данных в архивной базе данных (или же в форме отчетов). Доступ к фактическим энергетическим данным, доступным для HMI-интерфейсов, будет ограниченным, пока для доставки данных не будут написаны специализированные программы

d)    вариант 4: на Уровне 3 содержатся фактические энергетические данные с МО&С-, МОМ-кон-текстами и контекстом управления предприятием, с меньшей степенью детализации и точностью, чем в вариантах 2 и 3. Уровень 3 может давать дополнительную МОМ-контекстную информацию и контекстную информацию по управлению ресурсами предприятия, поскольку Уровень 3 — это уровень, который обеспечивает обмен данными с Уровнем 4. как правило, в форме, совместимой с информационными моделями МЭК 62430. Хотя эти модели являются универсальными и связывают энергетические данные с эксплуатационными и управленческими данными, фактические данные, связанные с этими информационными моделями теряют степень своей детализации и точность.

5.3.6 Фактические данные о материалах

Расход материалов относительно легче контролировать, чем потребление энергии. Инвентаризация позволяет с достаточной точностью устанавливать наличие или отсутствие материалов. Фактические данные о материалах обычно связывают с контекстной информацией, которая, как правило, хранится на Уровне 3. т. е. со свойствами материалов и присущими им воздействиями на состояние окружающей среды на протяжении всего жизненного цикла этих материалов (до и после этапов производства продукции). Таким образом, информационные модели, содержащие фактические данные о материалах, обычно доступны на Уровнях 3 и 4.

В 6.3 подробно рассмотрены свойства и данные характеристик окружающей среды (ECD) материалов. которые могут оказаться полезными для ЕРЕ-оценок при автоматизированном производстве. Как показано в разделе А.2 настоящего стандарта, в таких работах на Уровне 4, как планирование потребностей в материалах и закупка запасных частей можно использовать информационные модели, описанные в МЭК 62264-2. и предназначенные для определения оптимальных уровней запасов сырья, запасных частей и товаров в каждом пункте хранения (storage point).

11

Учет материалов в процессе производства можно описывать с помощью фактических данных о материалах, которые включают в себя:

-    возможность добавлять или удалять производственные декларации (production declarations) или декларации о потреблении материалов (consumption declarations);

-    отслеживание и изменение наиболее важных материальных объектов или действий с ними;

-    отслеживание всего движения материалов (партий и их частей) между пунктами хранения;

-    контроль потребления материальных запасов с учетом технологического заказа, варианта рецептуры и объема партии продукции;

-    информацию, необходимую для полного описания происхождения продукции, включая данные о поставщиках партии и результаты управления производством.

В ИСО 20140-2 представлен неполный перечень категорий материалов, предназначенный для оценки того, характеризуют ли фактические данные прямое или косвенное воздействие материалов на окружающую среду:

-    сырье;

-    расходные материалы;

-    покупные комплектующие изделия;

-    тара/улаковка (получаемая);

-    материалы, используемые в оборудовании на этапе технического обслуживания и ремонта;

-    конечная продукция;

-    отходы;

-    материалы многоразового использования;

-    опасные материалы (например, аккумуляторы)

Степень детализации и точность расчетов воздействия материалов на состояние окружающей среды будет зависеть от совокупности средств и методов, используемых на производственном предприятии для управления материалами, среди которых обычно применяют следующие:

-    планирование ресурсов предприятия (ERP);

-    планирование производственных ресурсов (MRP);

-    модели данных и объектов (см. А.1);

-    информационные модели, описанные в МЗК 62264-2 (см. А.2):

-    автоматизация предприятия.

Материалы и материальные потоки, которые включают в себя различные виды энергии:

-    вода;

-    древесина;

-    сжатый воздух;

-    топливо (как запасенный материал, еще не сожженный, но после сгорания вырабатывающий энергию);

-    материалы (вещества), которые содержат энергию, но не используют ее для целей энергетики (см. определение 3.1.3 для связанной энергии в ИСО/МЭК 13273);

-    материалы (вещества), которые становятся источниками или поглотителями тепла, когда материал подвергается каким-либо изменениям (за счет тепла, выделяемого в процессе резки металла или при экзотермической/эндотермической реакции).

Само по себе перемещение материалов по производственному предприятию также может сопровождаться потреблением энергии.

Информационные модели для материалов, описанные в МЭК 62246. также охватывают информацию, относящуюся к качеству продукции и ее отбраковке. Данный тип фактических данных можно использовать для статистического анализа и определения возможных корреляционных связей между качеством продукции, ее отбраковкой и мерами по снижению воздействия материалов на состояние окружающей среды.

5.3.7 Производственные операции и обработка фактических данных

Фактические данные на Уровне 2 могут содержать данные о производственных операциях и данные производственных процессов с такой же высокой степенью детализации, как и контекстная информация. тип которой можно использовать на Уровне 3:

-    для дальнейшей обработки и отображения (мэппинга) фактических данных в информационных моделях, описанных в МЭК 62264-2. которыми обмениваются между Уровнями 3 и 4. а также на Уровне 4;

Примечание 1 — В МЭК 62264 подробно описаны производственные операции и данные производственных процессов Примеры информационных моделей, в которых используются производственные операции и данные производственных процессов, приведены в А 2

12

ПНСТ 178—2016

Содержание

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

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

3    Термины и определения................................................................................................................................

4    Источники данных для оценки экологической эффективности................................................................

4.1    Контекстная информация в данных по оценке экологической эффективности...............................

4.2    Классификация данных по времени их получения и источникам информации...............................

4.3    Детализированная классификация данных.........................................................................................

5    Фактические данные.....................................................................................................................................

5.1    Общие сведения...................................................................................................................................5

5.2    Источники фактических данных..........................................................................................................5

5.3    Фактические данные, получаемые на этапе функционирования.....................................................7

5.4    Фактические данные, получаемые    на    CRR-этапе...........................................................................13

6    Внешние данные........................................................................................................................................13

6.1    Общие сведения.................................................................................................................................13

6.2    Предшествующие данные..................................................................................................................13

6.3    Данные характеристик окружающей среды......................................................................................15

6.4    Обмениваемые CRR-данные об остаточных воздействиях............................................................15

7    Справочные данные..................................................................................................................................16

7.1    Общие сведения.................................................................................................................................16

7.2    CRR-данные об остаточных воздействиях.......................................................................................16

7.3    Данные управления производством..................................................................................................17

7.4    Данные производственной системы.................................................................................................17

7.5    Данные производственного планирования.......................................................................................17

8    Отображение данных    об оценке экологической эффективности..........................................................18

8.1    Общие сведения.................................................................................................................................18

8.2    Классификация данных, относящихся к энергетическому менеджменту......................................19

8.3    Различия между фактическими данными Уровней 2 и 3 и Уровней 3 и 4......................................19

Приложение А (справочное) Отображение данных об оценке экологической эффективности..............21

Приложение В (справочное) Общая объектная модель МЭК 62264-2......................................................35

Приложение С (справочное) Структура записи KPI-показателей в соответствии с ИСО 22400-2..........38

Приложение D (справочное) Пример использования: измерение детализированного и общего

фактического энергопотребления......................................................................................41

Приложение Е (справочное) Предварительно предоставляемые данные о веществах (материалах) —

Региональные нормативы и международные стандарты.................................................43

Приложение F (справочное) Выбросы парниковых газов, происходящие на протяжении всего

жизненного цикла использования различных источников энергии..................................46

Приложение G (справочное) Атрибуты, обычно используемые в моделях энергетических данных......47

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов

национальным стандартам Российской Федерации.......................................................49

Библиография................................................................................................................................................50

Введение

ИСО 20140 определяет методы оценки экологической эффективности (ЕРЕ-методы) в части энергетической эффективности производственных систем и прочих факторов, например энергопотребление, утилизация и сброс отходов и т. д., что может оказывать серьезное воздействие на окружающую среду Рассматриваемый метод оценки позволяет подсчитать затраты энергии производственной системы и степень ее воздействия на окружающую среду. ИСО 20140 устанавливает систематическую оценку экологической эффективности путем анализа производственных возможностей производственных систем.

ИСО 20140 предназначен для производственных систем с дискретным производством (например, формование, механическая обработка, покраска, сборка, испытания) и производственных процессов, используемых при производстве самолетов, автомобилей, электрических приборов, механических инструментов и их компонентов и прочей аналогичной продукции.

Рассматриваемая область применения настоящего стандарта — производственная система, имеющая иерархическую структуру, созданная на базе характерного производственного оборудования, то есть рабочей единицы, рабочего центра, рабочей области или промышленного предприятия. ИСО 20140 определяет метод оценки экологичесхой эффективности, учитывающий различные конфигурации производственных систем, усовершенствования системы управления производством и отдельные операции производственного оборудования.

Приведенный ЕРЕ-метод оценки и базовая концепция ИСО 20140 также могут быть использованы как основа для оценки экологической эффективности при непрерывном и серийном производстве.

ИСО 20140 может быть использован в целях:

-    сравнительного анализа (бенчмаркинга) воздействия на окружающую среду базовых производственных систем или различных производственных систем, выпускающих одинаковую продукцию:

-    альтернативного изучения аспектов экологической эффективности для совершенствования существующего производственного процесса, реконфигурирования (реконструкции) существующей производственной системы/оборудования и разработки новых производственных систем;

-    задания целей высокого уровня для совершенствования условий окружающей среды и предотвращения аварий систем, рабочих единиц и характерного производственного оборудования;

-    улучшения производственных операций путем визуализации фактического статуса воздействия на окружающую среду.

Пользователями настоящего стандарта являются:

a)    менеджеры по состоянию окружающей среды на промышленных объектах, в регионах, на предприятиях;

b)    инженеры по планированию процесса производства продукции;

c)    планировщики и разработчики производственных систем;

d)    инженеры и руководители производственных систем.

В ИСО 20140-1 содержится общий обзор и общие принципы метода оценки экологической эффективности производственных систем.

IV

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Системы промышленной автоматизации и интеграция ОЦЕНКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ПРОЧИХ ФАКТОРОВ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ, ВОЗДЕЙСТВУЮЩИХ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Часть 5 Данные оценки экологической эффективности

Automation systems and integration Evaluating energy efficiency and other factors of manufactunng systems that influence the environment Part 5 Environmental performance evaluation data

Срок действия предстандарта — с 2017—06—01

до 2019—06—01

1    Область применения

В настоящем стандарте определены типы ЕРЕ-данных и их атрибуты, используемые для оценки экологической эффективности производственных систем и основанные на общих принципах, установленных в ИСО 20140-1. Кроме того, в нем содержатся рекомендации по отображению (мэппингу) данных по оценке экологической эффективности на информационные модели производственных систем, определенные в комплексе стандартов МЭК 62264.

Настоящий стандарт может применяться к процессам дискретного, непрерывного и серийного производства.

Настоящий стандарт может применяться на всех типах производственных предприятий и их частях (производственное оборудование, сконфигурированное на основе рабочей единицы, рабочего центра. рабочей области или промышленного предприятия).

В область применения настоящего стандарта не входит:

-    оценка жизненного цикла продукции:

-    результаты ЕРЕ-оценок, которые специфичны для той или иной отрасли промышленности, производителя или оборудования:

-    аспекты сбора данных;

-    аспекты передачи данных.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:

ISO 20140-1:2013. Automation systems and integration — Evaluating energy efficiency and other factors of manufacturing systems that influence the environment — Pari 1: Overview and general principles (Системы промышленной автоматизации и интеграция. Оценка энергетической эффективности и прочих факторов производственных систем, воздействующих на окружающую среду. Часть 1. Обзор и общие принципы)

Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку

3    Термины и определения

В настоящем стандарте использованы следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 фактические данные (actual data): Данные, полученные расчетным путем или измеренные в производственной системе в процессе производства продукции.

Примечание 1 — «Фактические данные» включают в себя архивные фактические данные, но не содержат запланированные данные (planned data)

Издание официальное

Примечание 2 — Термин «фактические данные» в большей мере относится к структурам данных, которые содержат измеренные значения

3.2    данные (data): Совокупность измеренных или полученных значений характеристик для объектов, таких как факты, процессы или события, прежде чем они будут интерпретироваться как информация (см. 3.6) в формализованном виде, пригодном для интерпретации, обработки и передачи.

Примечание — Для упрощения применения в настоящем стандарте термин «данные» будет использоваться (если не оговорено иное) в значении «данные для ЕРЕ-оценок» или «ЕРЕ-данные»

3.3    домен предприятия (enterprise domain): Область, которая содержит все работы на Уровне 4. а также информацию, которая поступает на Уровень 3 и передается с него.

(МЭК 62264-1:2013, статья 3.1.11)

3.4    внешние данные (external data): ЕРЕ-данные. поступающие в производственную систему извне.

Примечание — Внешние данные включают в себя (но не ограничиваются) Предшествующие данные и данные характеристик окружающей среды (ECD)

3.5    информация (information): Сочетание данных (см. 3.2), относящихся к объектам, таких как факты, процессы или события, в форме, которая позволяет интерпретировать их в конкретном смысле и в определенном контексте.

Примечание 1 — Как данные (см 3 2), так и информация являются совокупностью элементов В контексте настоящего стандарта данные становятся информацией в тех случаях, когда структура данных, модель или объект содержат справочные (эталонные) элементы (см раздел 4 и 3.18)

Примечание 2 — Для упрощения применения в настоящем стандарте термин «информация» будет использоваться (если не оговорено иное) в значении «информация для оценки экологической эффективности».

3.6    данные оценки экологической эффективности, ЕРЕ-данные (environmental performance evaluation data. ЕРЕ data): Данные, которые используют для оценки экологической эффективности предприятия.

3.7    ключевой показатель эффективности (key performance indicator; KPI): Показатель эффективности конкретной системы или ее части, выраженный в терминах целей и задач предприятия.

Примечание — KPI-показатели выбираются организацией на основе конкретных критериев, которые определяются поставленными задачами, планом работ и процедурами непрерывного совершенствования производства

3.8    уровень 0 (Level 0): Функции, связанные с реальным физическим процессом.

Примечание — Данный термин используют в контексте функциональной иерархии в системах управления предприятием

(МЭК 62264-1:2013, статья 3.1.19)

3.9    уровень 1 (Level 1): Функции, связанные с измерением и воздействием на физический процесс.

Примечание — Данный термин используют в контексте функциональной иерархии в системах управления предприятием

3.10    уровень 2 (Level 2): Функции, связанные с непрерывным контролем и управлением физическим процессом.

Примечание — Данный термин используют в контексте функциональной иерархии в системах управления предприятием

3.11    уровень 3 (Level 3): Функции, входящие в управление рабочими потоками для получения требуемой конечной продукции.

Примечание — Данный термин используют в контексте функциональной иерархии в системах управления предприятием

3.12    уровень 4 (Level 4): Функции, входящие в работы, связанные с деловой активностью и необходимые для управления промышленной организацией.

Примечание — Данный термин используют в контексте функциональной иерархии в системах управления предприятием

3.13    домен производственных процессов и управления, МСЖС-домен (manufacturing operations and control domain; MO&C domain): Домен, который включает в себя все виды деятельности и информацию, поступающую на Уровни 3, 2 и 1, а также информацию, которая поступает на Уровень 4 и передается с Уровня 4.

2

ПНСТ 178—2016

Примечание — Традиционное использование термина «домен управления» (control domain) связано с деятельностью, определенной в настоящем стандарте как «домен производственных операций и управления».

3.14    домен управления производственными процессами, МОМ-домен (manufacturing operations management domain; MOM domain); Домен, который включает в себя все виды деятельности на Уровне 2 и информацию, поступающую на Уровни 1.2 и получаемую с этих уровней.

Примечание 1 — Домен управления производственными процессами (МОМ-домен) является поддоменом домена производственных процессов и управления (МО&С-домена).

Примечание 2 — Информация в данном определении также означает данные (в контексте настоящего стандарта).

3.15    производственный процесс (manufacturing process): Набор процессов, используемых для изготовления продуктов и включающих предоставление и/или обработку материалов, информации, энергии, системы управления и любых других элементов, находящихся на производственной площадке.

(ИСО 18435-1:2009)

3.16    производственная система (manufacturing system): Система, координируемая особой информационной моделью, обеспечивающей поддержку выполнения технологических процессов и управление этими процессами, с использованием потока информации, материалов и энергии на пред-приятии-изготовителе.

[ИСО 16100-1:2009)

3.17    справочные данные (reference data): Данные, относящиеся к различным аспектам работы производственной системы (см. 3.17) и производственного процесса (см. 3.16), которые используют в процессе объединения воздействий различных факторов на состояние окружающей среды (в иерархии производственной системы).

Примечание — Существует и альтернативное определение справочных данных, т е данные, которые формируются или управляются в рамках производственной системы (за исключением фактических данных)

3.18    предшествующие данные (upstream data): Данные, связанные с ресурсами, проходящими через границы единичного процесса.

4 Источники данных для оценки экологической эффективности

4.1 Контекстная информация в данных по оценке экологической эффективности

Значения ЕРЕ-данных (т. е. значения, получаемые путем измерений, выполняемых на Уровне 1) редко оказываются доступными в одной и той же форме (например, значение текущей температуры пива в ферментационном чане, мгновенная мощность, потребляемая насосоми т. п ). Получаемые значения фактических данных в их структурированных моделях обычно контекстно связывают с данными для конкретного оборудования и технологии, которые затем обрабатывают и объединяют в информационные модели, содержащие также контекстные данные об управлении технологическими процессами, производственных системах и планировании производства.

В 5.2 показано, что одно и то же фактическое значение данных может содержаться в нескольких моделях данных и информационных моделях, находящихся на любом из функциональных Уровней 2. 3 и 4 производственной системы.

Примечание — Значение фактических данных можно вводить в различные структурированные данные и информационные модели (в зависимости от цели, на которую была рассчитана данная модель, например, для применения в области энергетического менеджмента, операционного управления и т п )

Единственный аспект, общий для структурированных данных и информационных моделей — это то. что ими можно обмениваться в рамках различных видов деятельности, находящихся на разных уровнях функциональной иерархии, тогда как контекстная информация будет последовательно вводиться в структуру моделей.

Модель ЕРЕ-данных может содержать один или более атрибутов. Атрибуты модели могут содержать контекстную информацию, включая:

-    информацию о том, когда данные были получены;

-    информацию о методе, который использовался для получения данных;

-    информацию о том. как данные были обработаны;

• информацию о назначении данных (в качестве ответа на информационный запрос, в целях управления, для подготовки отчетности, для проведения ЕРЕ-оценки. для оценки значений ключевых показателей эффективности).

3

ПНСТ 178—2016

4.2 Классификация данных по времени их получения и источникам информации

Данные о воздействии различных факторов на окружающую среду следует классифицировать по источникам и времени их получения на:

-    фактически полученные данные;

-    внешние данные;

-    справочные данные.

Рисунок 1 иллюстрирует фактические данные, получаемые на промышленном предприятии в ходе производственного процесса. Справочные данные также формируются на этом же предприятии, однако, в другое время (не в ходе выполнения производственного процесса).

Отдельная категория ЕРЕ-данных представлена внешними данными, которые поступают извне производственной системы либо в ходе выполнения производственного процесса (например, метеорологические данные), либо из другого временного периода (например, обмененные CRR-данные об остаточных воздействиях (см. 6.4)).

Данные, сформированные

СГ

Категории фактических, внешних и справочных данные дополняют друг друга и. как показано на рисунке 1. все эти три категории вместе содержат тот объем данных, который необходим для ЕРЕ-оценок.

Высокоуровневая классификация данных по времени их получения и источникам указывает на необходимость присвоения данным следующих двух описательных атрибутов:

a)    атрибута, указывающего на источник получения данных;

b)    атрибута, указывающего на время получения данных (время, когда эти данные формируются по отношению к времени выполнения производственного процесса).

Указанные атрибуты данных будут однозначно определять, являются ли ЕРЕ-данные фактическими. внешними или справочными.

4.3 Детализированная классификация данных

Рисунок 2 иллюстрирует детализированную (по отношению к показанной на рисунке 1) классификацию данных. в которой классы фактических, внешних и справочных данных будут содержать следующие типы данных;

-    фактические данные:

-    фактические данные на этапе функционирования;

-    фактические данные на CRR-этапе;

-    другое.

-    внешние данные:

• Предшествующие данные;

-    данные характеристик окружающей среды (ECD-данные);

-    остаточные CRR-данные;

-    другое.

ПНСТ 178—2016

- справочные данные:

-    данные контроля/управления производственными процессами;

-    данные производственной системы;

-    данные производственного планирования;

-    другое.

Рисунок 2 — Детализированная классификация данных для оценки экологической эффективности 5 Фактические данные

5.1    Общие сведения

Физические и химические системы обладают измеримыми свойствами, значения которых описывают состояние этих систем. Подобные измерения позволяют получать значения параметров, например, температуры, расстояний, напряжений, расхода, уровня и т. д.; эти измерения обычно выполняют с помощью различных датчиков, расположенных на Уровне 1.

Фактические данные, получаемые на Уровне 1. редко оказываются доступными для Уровней 3 и 4 в форме единственного значения, измеренного с помощью датчика (например, мгновенного значения температуры или напряжения). Для создания структурированных данных и информационных моделей в рамках автоматизированной системы можно фактические данные, полученные на Уровне 1, связать и объединить на Уровне 2 или 3 с контекстными данными об оборудовании и его эксплуатации. Соответственно, в настоящем стандарте термин «фактические данные» должен относиться к структуре данных, которая содержит значения фактических данных.

5.2    Источники фактических данных

5.2.1 Общие сведения

Рисунок 3 иллюстрирует, как одно и то же значение фактических данных может содержаться в структурированных моделях данных и информационных моделях, иметь различную контекстную информацию и находиться на нескольких Уровнях.

МО&С- и МОМ домены содержат только перечень работ и потоки информации, но не фактические данные. В настоящем стандарте определены данные, необходимые для оценки воздействий на состояние окружающей среды, однако не описаны работы по получению фактических данных (например, по их сбору), или способы передачи информации между различными видами и Уровнями работ. Графические формы на рисунке 3, иллюстрирующие информационные потоки и работы, выделены серым цветом с целью акцентирования внимания на вопросы, которые выходят за рамки настоящего стандарта.

5

5.2.2    Фактические данные на Уровне 2

Уровень 2 получает и сохраняет фактические данные, передаваемые с Уровня 1 (этот процесс передачи на рисунке 3 не показан, поскольку его рассмотрение выходит за рамки настоящего стандарта).

Фактические данные с Уровня 1 могут содержать (или не содержать) контекстную информацию, имеющуюся на Уровне 0.1 или 2. а также могут содержать (или не содержать) структурированные данные или формат представления информации.

В МО&С-домене выполняется передача фактических данных и контекстной информации между различными Уровнями, например, передача фактических данных с Уровня 2 на Уровень 3 с целью их сохранения.

Фактические данные с Уровня 1. расположенные на Уровне 2. можно выбирать для обработки и передачи с помощью МО&С-домена без последующей обработки на Уровне 2. В другом варианте, контекстную информацию можно добавлять на Уровень 2 к фактическим данным с Уровня 1 либо в том же виде структурированных данных, либо в виде той же информационной модели, что и получаемых с Уровня 1 или в качестве новых данных или информационной модели.

Уровень 2 также содержит фактические данные, полученные по результатам деятельности, выполняемой в рамках МО&С-домена на Уровне 2. В рамках МО&С-домена могут обрабатываться фактические данные с Уровня 1.2 и 3 (например, расчет потребления электроэнергии путем перемножения значений потребляемого тока, измеренного на Уровне 1. и значений линейного напряжения, ранее измеренного на Уровне 1. с последующим сохранением полученного результата перемножения на Уровне 3).

5.2.3    Фактические данные на Уровне 3

Фактические данные на Уровне 2 могут потребоваться для их последующей обработки в ходе выполнения работ на Уровне 3.

Примечание — Общая особенность всех производственных систем - это наличие лишь ограниченного числа измерителей мощности, которые предназначены для учета потребления энергии отдельными единицами оборудования, поэтому обычно потребление электроэнергии единицей оборудования учитывают в части потребления энергии в магистрали передачи электроэнергии (чье значение сохраняют на Уровне 3). а измеренное значение потребления энергии другими единицами оборудования, запитанных от той же магистрали как источника энергии регистрируют как фактические данные, находящиеся на Уровне 2

Работы в рамках МО&С-домена позволяют сохранять выбранные фактические данные с Уровня 2 на Уровне 3 (например, в архивной базе данных) и в дальнейшем использовать их для выполнения ЕРЕ-оценок производственной системы.

Уровень 3 связывает фактические данные с Уровня 2 с различной контекстной информацией, получаемой на Уровнях 0, 1, 2. 3 и 4 в структурированную документацию, получаемую по результатам выполнения работ в рамках МО&С-домена (например, в виде производственных отчетов, протоколов испытаний и т. п ). Эта документация (в печатном или электронном виде) представляет собой возможный источник фактических данных, доступных на Уровне 3.

Архивная база данных и отчеты, находящиеся на Уровне 3. также содержат контекстную информацию. которая может входить в структурированные данные и информационные модели на Уровнях 2 и 4

KPI-показатели. представленные или рассчитанные на Уровне 3. в его структуре модели также могут содержать фактические данные (см. приложение С).

5.2.4    Фактические данные на Уровне 4

Фактические данные, доступные для обработки на Уровне 4. содержатся в структурированных информационных моделях, которые обычно используют для планирования производственных ресурсов (ERP) или для планирования производственных ресурсов (MRP) (например, в информационных моделях, описанных в МЭК 62264). KPI-показатели, представленные или рассчитанные на Уровне 4, в его структуре модели также могут содержать фактические данные (см. приложение С).

5.2.5    Выбор источника фактических данных

Рисунок 3 иллюстрирует несколько вариантов, приемлемых для выбора источника фактических данных о воздействии различных факторов состояния окружающей среды. Значение измеренных данных может быть пригодно и доступно на нескольких Уровнях, в различных структурированных данных и в различных информационных моделях. Кроме того, конкретная модель структурированных данных, содержащая одни и те же фактические данные, также может находиться на нескольких Уровнях, имея при этом различный объем контекстной информации, введенной в модель.