Категорія: МЕК 62264

7. Збір даних

Пупена О.М.
Клименко О.М.
Міркевич Р.М.

Повернутись на початок

Попередня діяльність передбачає обмін даними в реальному часі з устаткованням з метою керування та контролю виконання на них завдання. Окрім цього, для задач аналізу в стандарті передбачається також збір даних основного виробництва (Production Data Collection) – набір діяльностей, що займаються збором, архівуванням, упорядкуванням та керуванням виробничими даними для конкретних робочих процесів або конкретних виробничих запитів. Виробничі системи керування, як правило, оперують:

  • даними про процес, таким як кількість (вага, штуки тощо), властивість (швидкість, температура тощо);
  • інформацією про устатковання, такими як стан контролера, датчика, пускача, тощо.

Дані можуть включати показання датчиків, стан устатковання, дані про події, введені оператором значення, дані про транзакції, дії оператора, повідомлення, результати розрахунків за моделями та інші дані, важливі для виготовлення продукції.

Збір даних може відбуватися за часом або за подією. При цьому до даних додаються відмітку про час або подію, щоб надати контексту зібраній інформації. Подієво-орієнтовані дані між підсистемами MOM можуть передаватися через робочі сповіщення (Work alert) – повідомлення про подію рівня MOM, яке не потребує підтвердження.

На рисунку 35 показані деякі інтерфейси між збором даних основного виробництва та іншими діяльностями рівня MOM.

Рисунок 35 – Інтерфейси моделі збору даних основного виробництва

Завдання збору даних основного виробництва можуть включати:

  • збір, вилучення та архівування інформації, що стосується виконання виробничих запитів (робочі сповіщення, означення роботи), використання устатковання, включаючи інформацію, що вводиться виробничим персоналом; наприклад: дані процесу, дані статусу устатковання; набір даних про розміщення та кількість партії матеріалу; записи журналу операторів;
  • надання інтерфейсів до:
    • систем керування технологічним процесом або виробничої лінії;
    • систем керування лабораторною інформацією (LIMS);
    • систем керування основним виробництвом;
  • надання звітів за даними основного виробництва;
  • забезпечення інформацією для локального аналізу процесів та виробництва та для звітування перед логістичними системами вищого рівня;
  • забезпечення інформацією для стеження за продукцією для подальшої можливості простежування; наприклад, простежування продуктів для конкретних партій матеріалів, устатковання та/або операторів;
  • забезпечення моніторингу відповідності (якості) та функцій тривожної сигналізації (реєстрація ведення журналу подій);
  • надання зібраної інформації про якість продукції для порівняння зі специфікаціями.

Збір даних може бути реалізований через формування таблиць в реляційних базах даних. У Momentum, наприклад, за цю діяльність відповідає окремий сервер DMS (Data Mining Server). При конфігуруванні означуються пакети (Package), які будуть відповідати однойменним таблицям в базі даних (рис.36). Для кожного пакету конфігуруються поля, які відповідають полям записів в таблиці бази даних.    

Рисунок 36 – Приклад налаштування пакетів даних

Далі в сервері даних (див.рис.37) конфігурується параметри збирання для вказаних пакетів (Loggins). Тут налаштовується періодичність або події, при яких відбувається запис. Потім для кожного поля пакети означується джерело даних, звідки будуть братися значення.  

Рисунок 37 – Приклад налаштування збору даних для пакетів

Інформація про роботу робочих центрів також фіксується в DMS. Ця діяльність конфігурується безпосередньо в налаштуваннях робочих центрів (див. рис.38). Тут достатньо активувати та налаштувати наперед визначені пакети для даних прогресу (кількість якісної і бракованої продукції), стани робочого центру (працює, зупинений), дії персоналу. Також там активуються пакети для автоматичного розрахунку KPI.   

Рисунок 38 – Приклад налаштування збору даних для робочих центрів

8. Аналіз ефективності.

Аналіз ефективності основного виробництва повинен означуватися як набір діяльностей, які проводять аналіз виробничих процесів та передачі показників ефективності бізнес-системам з метою покращення. Це включає аналіз інформації про час циклу виробництва партій продукції, використання ресурсів, використання устатковання, ефективність устатковання, ефективність процедури та змін основного виробництва.

Взаємозв’язки між різними аналітичними показниками можуть бути використані для формування KPI-звітів. Ця інформація може бути задіяна для оптимізації виробництва та використання ресурсів. Звіти можуть надаватись за розкладом, наприкінці виробничих циклів або партій, а також на вимогу.

Процес аналізу ефективності основного виробництва має неперервний характер. Тобто після визначення та усунення вузьких місць можуть виникнути інші системні обмеження. Крім того, зміна кон’юнктури ринку та рецептів може змінити критерії оптимізації та системні обмеження. В умовах постійних змін проведення аналізу ефективності основного виробництва також регулярно переглядаються.

На рис. 39 показана взаємодія з іншими діяльностями керування основним виробництвом.

Рисунок 39 – Інтерфейси моделі діяльності аналізу ефективності основного виробництва

Аналіз ефективності основного виробництва може включати кілька етапів:

  • підготовку звітів про результати діяльності та вартість;
  • оцінку обмежень на потужність та якість;
  • проведення випробувань на працездатність, де це необхідно для визначення потужності;
  • порівняння різних виробничих ліній та створення середніх або цільових показників виробничих циклів;
  • порівняння та протиставлення показників виробничих циклів;
  • порівняння виробничих циклів для виявлення “золотих”;
  • визначення того, чому “золоті” виробничі цикли є винятковими;
  • порівняння виробничих циклів із визначеними «золотими»;
  • надання змін до процесу та процедур на основі результатів аналізу для подальшого вдосконалення процесу;
  • прогнозування результатів виробничого циклу на основі поточних та минулих показників; це може включати генерацію виробничих показників;
  • співвіднесення вимог в сегментах продукту з дійсними умовами проходження процесу на момент виробництва.

Як видно з наведеного вище переліку діяльності по аналізу ефективності можуть передбачати як прості так і складні алгоритми та розрахунки, різноманітні практики, методи та засоби, які не обмежуються стандартом.

KPI. Типовими і найпростішими способами аналізу є формування показників ефективності,  відображення їх на консолях керування з ціллю оцінки оператором. На додаток до формально означеної моделі даних про ефективність, означеної в IEC 62264-2, є додаткова інформація про операції, що надає підсумки ефективності в минулому, вказівки на майбутнє виконання або показники можливих майбутніх проблем. У сукупності ця інформація визначається як KPI (КПЕ, ключові показники ефективності). Для формування таких показників необхідна інформація про виробничі цикли, статуси устаткування, дані про використання ресурсів, які надаються з функції збору даних (див.рис.39). Крім того, для розрахунку KPI потребуються їх означення, які можуть бути закладені як в ресурсах так і в означенні продукту. Нагадаємо, що перелік рекомендованих KPI затверджено в стандартах ISO 22400, який також прийнято в Україні методом підтвердження. З деякими деталями ви можете ознайомитися на сайті www.tk185.appau.org.ua            

Одним із напрямів діяльності в рамках аналізу продуктивності виробництва є створення KPI. Ця інформація може використовуватися всередині виробничих операцій для вдосконалення та оптимізації і може бути відправлена в бізнес-процеси вищого рівня для подальшого аналізу та прийняття рішень.

Керування ефективністю повинно означуватись як набір діяльностей, які систематично фіксують, керують та представляють інформацію про результати діяльності в послідовних рамках. Сюди входить використання коригуючих дій для впливу на поліпшення операцій. Є цінність бізнесу для приведення у відповідність виробничих показників нижчого рівня до основних цілей бізнесу. Деякі типові функції рішень для керування ефективністю є наступними:

  • моніторинг для забезпечення видимості KPI;
  • вміння використовувати інформацію KPI у моделі;
  • аналіз причин;
  • прогнозування майбутніх значень KPI;
  • можливість приймати контроль на основі значень KPI.

Одним з основних напрямків діяльності щодо керування ефективністю є перетворення великого обсягу необроблених даних у діючу інформацію. Для аналізу даних про ефективність у виробництві зазвичай використовується ієрархічна модель, яка може узгоджуватися з моделлю устатковання. Показники ефективності, яких не видно, значно знижують значення керування ефективністю. Це можна порівняти зі звітами, які мають тисячі значень на одній сторінці. Можливо, необхідна класифікація KPI, коли ті, що мають більший вплив на підприємство, мають більшу видимість.

Керування продуктивністю має аспекти, які пронизуються протягом всієї моделі діяльності. Керування основним виробництвом, технічним обслуговуванням, якістю та керування запасами має критичні показники, які важливі не тільки для цієї функції, але й використовуються в інших функціях.

На прикладі Momentum розглянемо, як може проводитися процес формування та виведення показників ефективності для робочого центру. Перш за все, в сервері DMS для конкретного робочого центру створюються пакети, що використовуються для KPI, зокрема (див.рис.38):

  • Availability Package;
  • Performance Package;
  • Quality Package;
  • Golden Runs Package

Ці пакети забезпечують розрахунок та збереження даних за відповідними показниками. Ця інформація доступна як за запитом з іншої підсистеми Momentum, так і з панелі  оператору, на якому OEE доступні з вбудованих Dashboard і містять наступну інформацію (рис. 40):

  • Availability (Доступність), продуктивність (Performance), якість (Quality) і OEE
  • Total operation duration (Загальна тривалість операції)
  • Active period (Активний період)
  • Speedloss (Втрата швидкості)
  • Downtime (Простої)
  • Час початку і закінчення періоду
  • Loss reasons (причини втрати)

Дивлячись на ці показники в реальному часі, або після завершення виконання виробничої операції, можна оцінити її ефективність.

Рисунок 40 – Приклад відображення OEE в Momentum

Для аналізу причин поганої ефективності можна використати інше вікно робочого центру – Performance (рис.41). На таких графіках можна побачити як в часі змінювалася продуктивність операції. Ця діаграма складається з 2 ліній:

  • миттєве значення продуктивності (Instant performance) показує значення, розраховане з моменту останньої реєстрації (поточне значення, поділене на час, що минув з попередньої реєстрації);
  • середнього значення продуктивності (Average performance) показує продуктивність, розраховану для кількох реєстрацій; розмір буферу впливає на те, наскільки гладкою буде ця лінія в порівнянні з лінією миттєвої продуктивності.

Ця діаграма може мати кілька горизонтальних прямих ліній:

  • Max rate – представляє максимальну продуктивність робочого центру;
  • Scheduled rate – показує заплановані (очікувані) показники; він розраховується як кількість операцій, поділена на планову кількість;
  • Speed ​​loss – коли середня продуктивність падає нижче цього рівня, цей період вважається періодом втрати швидкості;
  • Downtime – коли середня продуктивність падає нижче цього рівня, цей період вважається періодом простою;
Рисунок 41 – Приклад аналізу ефективності в Momentum

Окрім аналізу наведених вище ключових показників ефективності основного виробництва, можуть проводитися і інші аналізи, деякі з них наведені нижче.  

Аналіз простежуваності ресурсів означується як сукупність діяльностей, що відслідковують історію всіх ресурсів (матеріалів, устатковання та персоналу) з точки зору дії процесу та подій, які стосуються ресурсів на виробництві. Він може включати аналіз:

  • матеріалів, що виробляються, споживаються, зберігаються та переміщуються;
  • устатковання, яке використовується у виробництві, перевірці та зберіганні;
  • персонал, який бере участь у виробництві, зберіганні матеріалу та експлуатації устатковання.

Простежуваність ресурсів має два компоненти – стеження та простежування.

  1. Стеження – це процес відстеження та запису руху, а також зміни ресурсів
    і запис усіх входів на ресурс через усі етапи та агенти.
  2. Простежування – це процес, який визначає історію використання ресурсу з будь-якої точки, вперед або назад, використовуючи інформацію стеження.

Тестування якості продукції – одна з видів виробничих операцій. Тестування може бути лінійним, он-лайн або офлайн. Аналіз продукту також включає офлайн-аналіз, який зазвичай проводять у лабораторіях, та керування процедурами контролю якості.

Діяльність щодо аналізу продукції (забезпечення якості) включає відображення інформації в процесі роботи, наприклад статистичного контролю процесів (SPC) або статистичного контролю якості (SQC). Керування якістю обробляє процедури тестування якості та часто підтримує результати тестування якості.

Аналіз процесів забезпечує зворотній зв’язок щодо конкретних виробничих процесів у кількох виробничих циклах або партіях. Ця інформація використовується для оптимізації або модифікації конкретних виробничих процесів. Діяльність включає аналіз поганих виробничих циклів для визначення першопричини та аналіз виробничих циклів виняткової якості для визначення оптимальних умов експлуатації. Аналіз процесів часто включає SPC/SQC аналіз та моделювання процесів і використовує інформацію, зібрану з декількох видів діяльності, які вимірюють робочі параметри.

Імітаційне моделювання часто використовується для моделювання того, як матеріал протікає через завод і для оцінки того, як процес реагує на зміни. Можна моделювати зміни в процесі, зміни в маршрутизації виробництва або зміни в процедурах виготовлення. Він також може бути використаний для прогнозування властивостей матеріалу на основі поточних умов експлуатаційного процесу. Імітаційне моделювання може використовуватися протягом життєвого циклу установки для відстеження ефективності, відстеження наслідків змін та для навчання операторів.

6. Диспетчерування та керування виконанням

Пупена О.М.
Клименко О.М.
Міркевич Р.М.

Повернутись на початок

Діяльності календарного детального планування не включають в себе роботи по керуванню ресурсами, вони тільки передбачають їх використання в певні моменти часу. Для виконання запланованих завдань необхідно їх направити на робочі центри, в яких виділити необхідні ресурси та забезпечити запуск та завершення усіх робіт, передбачених і не передбачених в означенні роботи. Згідно стандарту IEC 62264-3 це включає дві взаємопов’язані діяльності: диспетчерування та керування виконанням.      

Диспетчерування виробництва (координація, Production dispatching) означується як сукупність видів діяльностей, що керують виробничим потоком шляхом координування устатковання та персоналу для виробництва. Така координація конкретно визначає хто, що і коли робить, з ким і як взаємодіє і в якому порядку.

Ця діяльність як правило включає відправлення завдань до робочих центрів або/та видачу завдань на виконання ручних операцій (наприклад налаштування машини, ручна мийка, переключення). Хоч диспетчерування не запускає і не забезпечує виконання завдань, вона передбачає контроль їх статусу (наприклад, схвалено, виправлено, обробляється або скасовується). Крім того, після детального календарного планування ще до його виконання необхідно передбачити контроль дотримання технологічних обмежень, які можуть бути не означені в плані.

Слід зазначити, що деякі системи керування робочими центрами можуть мати власні системи календарного планування. Тому диспетчерування також може включати наступні діяльності:     

  • календарне планування запуску партій в системі керування порційним виробництвом (робочий центр порційного типу виробництва);
  • календарне планування запусків виготовлення у виробничій лінії (робочий центр дискретного типу виробництва);
  • відправка завдання стандартних умов функціонування для виробничого вузлу (робочий центр неперервного типу);

Завдання диспетчерування основного виробництва можуть включати назначення необхідних місцевих ресурсів, якщо вони не були передбачені в календарному плані. Наприклад, може бути задіяння додаткового устаткування чи персоналу при певній нештатній ситуації.

При необхідності переключення виконання одного завдання на інше на певному ресурсі (наприклад робочому центрі) необхідне його звільнення. Наприклад, надання устатковання, що було на мийці, для виконання іншого завдання, та відповідна зміна завдання для персоналу.

Диспетчерування виробництва передбачає інформування діяльності детального календарного планування виробництва про  неможливості виконати вимоги плану, коли до цього призводять непередбачені події. Це у свою чергу повинно запустити процес перепланування. З іншого боку, диспетчерування може враховувати  непередбачені умови щодо якості матеріалів, майбутню відсутність матеріалів, отримавши інформацію від відповідних підсистем. Воно також включає координування з операціями по технічному обслуговуванню, керування якістю, керування запасами та/або операції з керування виробничими ресурсами.

Диспетчерування виробництвом взаємодіє з іншими діяльностями через різні інтерфейси (див.рис.30).

Рисунок 30 – Інтерфейси моделі діяльності диспетчеризації виробництва

Як видно з рис.30 диспетчерування передбачає відправлення виробництву на виконання списку завдань (Job List). Завдання визначають конкретні елементи роботи, які слід виконувати в робочих центрах та робочих вузлах. Кожен пункт списку завдань повинен включати час або подію для початку діяльності.

Список завдань може приймати різні форми, зокрема списки партій (Batch List, для порційного виробництва), настанови експлуатації (для неперервного виробництва), календарні плани для ліній (для дискретного виробництва), часи налаштування (для обслуговування) або специфікації технологічного процесу (для керування якістю). Список завдань співвідносить устатковання з детальними виробничими елементами та робить цю інформацію доступною для діяльностей збору виробничих даних та стеження за виробництвом.

На рисунку 31 показаний приклад календарного плану робіт та списку завдань, представлених у форматі діаграми Ганта. Список завдань тут показаний у вигляді набору завдань для цеху у певний відрізок часу. У той же час список завдань може бути означений для певної групи ресурсів на певний відрізок часу, наприклад на рис.30 показаний у вигляді детального календарного плану робочого центру.

Рисунок 31 – Зразок списку завдань

Диспетчерування може налаштовувати роботу в змішаному об’єкті з безперервним, порційним та дискретним виробничими сегментами. На рис.32 показаний приклад, у якому списки завдань специфікують налаштування для неперервної операції попереднього змішування, послідовність виробництва партій для порційного виробництва, та настройка системи пакування (дискретне виробництво).

Рисунок 32 – Диспетчерування роботи засобів виробництва змішаного типу

У той час як диспетчерування передбачає тільки формування в конкретний момент часу списку завдань для робочих центрів та виділення необхідних ресурсів для цього, керування їх виконанням відповідно до OEC 62264 виконують інші діяльності. Керування виконанням виробництва (Production execution management) означується як сукупність видів діяльностей, що спрямовують на виконання роботи, що вказані в списку завдань. Це включає вибір, запуск цих робіт та переміщення (наприклад, партій матеріалу, підпартій матеріалу або партій) за допомогою відповідної послідовності дій з метою фізичного виготовлення продукту. Фактичне виконання роботи (ручне або автоматичне) є частиною функцій рівня 2.

Виконання виробництва – це транзакція окремих одиниць роботи від однієї операції або етапу до другого, збирання та облік таких речей, як фактично витрачені матеріали, витрачені години праці та брак на кожному етапі чи операції. Це забезпечує видимість стану та місця розташування кожної партії чи одиниці роботи чи виробничого замовлення в будь-який момент на заводі та пропонує спосіб для забезпечення зовнішнім клієнтам видимості стану замовлення на заводі.

На рисунку 33 показані як керування виконанням виробництва взаємодіє з іншими підсистемами.

Рисунок 33 – Інтерфейси моделі керування виконанням виробництва

Діяльності з керування виробництвом включає координацію ручних та автоматизованих процесів на виробничому майданчику, цеху або робочому центрі. Тому для цього  потрібно означити зв’язок з системою АСКТП. Це може відбуватися в різні способи, зокрема через стандартизовані інтерфейси типу OPC, OPC UA, або інші.

Завдання керування виробництвом включають в себе керування та контроль виконанням робіт та ініціювання діяльності рівня 2 (АСКТП) відповідно до означеного завдання. Зокрема це передбачає створення настанов для роботи на основі шаблонів означення робіт, що є частиною завдання, та координування виконання.

Для прикладу, у системі Momentum для кожного робочого центру передбачене вікно керування (рис. 34). Воно дає змогу запускати, зупиняти і завершувати операції на конкретному робочому центрі, переглядати прогрес та проводити контроль якості. Оператор робочого центру отримує список завдань у послідовності, відповідно до їх часу виконання. Він запускає одну з них на виконання і контролює кількість виробленого матеріалу. За необхідності можна зробити ручну реєстрацію продукту. Отримуючи завдання, оператор через вікно інформації може отримати усі необхідні деталі його виконання, необхідне устатковання та ресурси. У випадку порційного виробництва, оператор запускає керівний рецепт на виготовлення партії продукту, що у свою чергу вміщує усю послідовність етапів, яка також контролюється через вікно даного робочого центру.         

Рисунок 34 – Вікно керування робочими центрами

Читати далі

5. Детальне календарне планування.

Пупена О.М.
Клименко О.М.
Міркевич Р.М.

Повернутись на початок

Слід розрізняти поняття «Планування» (Planning) та «Календарне планування» (Scheduling). Планування означується як діяльність з уточнення дій або операцій для досягнення поставленої мети та резервування достатньої кількості ресурсних потужностей для досягнення мінімальних цілей. Календарне планування означується як діяльність з розподілу дій та операцій на конкретні ресурси в конкретний час з урахуванням різних фактичних обмежень та оптимізації декількох параметрів оцінки.

Рисунок 16 ілюструє, що з точки зору ієрархії, планування знаходиться вище за календарне планування, оскільки календарне планування складається на основі результатів планування. Планування означує цілі для календарного планування. Результати календарного планування показують, чи є результат планування досяжним та ефективним. Якщо ні, планування зазвичай дає інші цілі для календарного планування. Доцільність та ефективність календарного планування – це види обмежень для планування.

Рисунок 16 – Схематичне співвідношення планування та календарного планування

Відмінності між плануванням (об’ємним) та календарним плануванням у видах результатів, які пов’язані з різними аспектами концепцій часу. При плануванні (Planning) основними результатами будуть цільові кількості, які застосовуються протягом певного періоду часу. Результати планування представлені в дискретному масштабі часу як періоди. Прикладами результатів планування можуть бути “50 000 одиниць товару цього місяця”, “продажі на $480 000 наступного місяця”, “підсумок понаднормових годин на наступний тиждень” тощо. Результати календарного планування (Scheduling) представляють конкретні строки дій, наприклад, час початку та час завершення операції, час видачі запасів, час доставки тощо. Результати інформації про послідовність операцій представлені у безперервній шкалі відносного або абсолютного часу. Прикладами результатів календарного планування можуть бути “9:00 понеділка виконання робочого замовлення 2345”, “9:00 в середу виконуйте профілактичне обслуговування на E887e”.

У результаті календарного планування на 4-му рівні (ERP) формується виробничий календарний план (Operations schedule) для конкретного виробничого майданчику (див.рис.17). Цей план складається з виробничих замовлень (Operation request) на певний продукт чи інші операції (може включати кілька операцій різної категорії, наприклад обслуговування).

Виробничі замовлення  можуть включати:

  • запланований час початку операції, зазвичай використовується, якщо план керується системою календарного планування;
  • запланований час завершення операції, зазвичай використовується, якщо MOM контролює дотримання термінів виконання;
  • пріоритет замовлення, зазвичай використовується, якщо точна почерговість виробництва не запланована ззовні.
Рисунок 17 – Календарний план на виробничий майданчик

Виробничий календарний план може включати змішані типи операцій. Виробниче замовлення у виробничому календарному плані та вимога до сегменту можуть бути спеціалізованими або змішаними:

  • “змішаний” виробничий календарний план може містити змішані або спеціалізовані виробничі замовлення,
  • “змішане” виробниче замовлення може містити змішані або спеціалізовані вимоги до сегмента,
  • “змішані” вимоги до сегмента можуть обробляти декілька специфікацій ресурсів, які зазвичай з’являються в спеціалізованому сегменті.

На рисунку 18 показані вимоги до сегмента:

  • рухи матеріалу, необхідні для виконання відповідної операції (категорія операцій з виробничими запасами);
  • ресурси для основного виробництва; інформація про матеріал повинна містити відпущений матеріал та інші матеріали, перенесення яких не потрібно було б уточнювати (рідина, наявна у нерухомих трубах);
  • ресурси, пов’язані з якістю, які залучаються під час або в кінці виробничої операції.
Рисунок 18 – Приклад виробничих замовлень на змішані операції

У системі Momentum, виробничі замовлення (називаються Customer Order) можна отримати з системи ERP або добавляти вручну. При цьому вибирається кінцевий продукт,  необхідна його кількість, очікуваний та максимальний час завершення виготовлення (рис.19).

Рисунок 19 – Приклад виробничого замовлення в Momentum

Згідно стандарту, кожне виробниче замовлення відправляються у вигляді набору робочих замовлень (Work request) на певний цех (див. рис.20).

Робочі замовлення  можуть включати:

  • запланований час початку роботи, зазвичай використовується, якщо план керується системою календарного планування;
  • запланований час завершення роботи, зазвичай використовується, якщо MOM контролює дотримання термінів виконання;
  • пріоритет замовлення, зазвичай використовується, якщо точна почерговість виробництва не запланована ззовні.

Робочі замовлення складаються з завдань на виконання (job order), кожне з яких реалізується на конкретному робочому центрі. Кожне завдання пов’язане шаблоном означення роботи, яке задається в означенні продукту, що розглянуто в попередньому розділі. Календарний план робіт означує розподіл ресурсів під виробничі завдання більш детально, ніж сегменти процесу, які орієнтовані на бізнес-процеси.

За розподіл робочих замовлень і відповідно завдань у часі відповідає календарний план виконання робіт (Work schedule), що може означуватись для будь-якої діяльності або для їх комбінації.

Рисунок 20 – Приклад створення календарного плану виконання робіт на цех

Таким чином, календарний план робіт для основного виробництва означується як набір завдань на виробництво та їх послідовності, що беруть участь у виробництві одного чи декількох виробів (в об’ємах робочих замовлень), на рівні деталізації, необхідної для виготовлення.

Завдання націлені на конкретний робочий центр. Якщо цей робочий центр є порційного типу (технологічна комірка), то завдання відповідає конкретній партії продукту (Batch), як це означено в IEC 61512 [8].  

Календарний план робіт пов’язує фізичну та/або хімічну обробку (процеси) з конкретним виробничим устаткованням або класами виробничого устатковання, з конкретними стартами або початковими подіями. Зазвичай цей зв’язок виконується через завдання (job order). Календарний план робіт може посилатися на конкретний персонал або класи персоналу. Завдання має наступні атрибути:

Ідентифікатор та версію шаблонного означення роботи Ідентифікує пов’язане шаблонне означення роботи для використання, якщо воно застосовується.
Час запуску запланований час початку роботи
Час завершення запланований час завершення роботи
Пріоритетність Пріоритетність замовлення, якщо застосовується.
Межі ієрархії

 Ідентифікує, де застосовується обмінювана інформація в межах ієрархії устатковання на основі ролей.
Команда Визначає які дії має виконати діяльність керування виконанням над завданням, наприклад: Запустити, Утримувати, Скасувати, Перервати, Зупинити
Статус диспетчеризації Визначає статус запису з точки зору діяльності диспетчерування. Цей статус схожий на те, що планувальники писали б на своїх дошках для стеження за завданням. Наприклад: Відправлено на виконання, Очікує на розгляд, Утримано, Скасовано, Відкладено, Завершено
Командна інструкція Інструкція для діяльності керування виконанням, що визначає умови для виконання команд. Наприклад: Устатковання чисте, Після завершення замовлення WED89

Для прикладу, в Momentum, при плануванні, виробничі замовлення спочатку діляться на робочі замовлення (Work Order) відповідно до сегментів продуктів. Це процес відбувається автоматично. Далі робочі замовлення плануються на певні робочі центри, відповідно до процесів, які вони можуть виконувати (рис.21). Це може відбуватися як автоматично так і вручну. Примітка: у попередній версії стандарту IEC 62264 «Job Order» мало назву «Work Order».

Рисунок 21. Приклад календарного плану виконання робіт

Кожне робоче замовлення має певний стан, розміщення на робочому центрі, заплановані часи початку, виконання та завершення (рис.22). У системі Momentum робочі замовлення, що вже заплановані на робочих центрах,  називаються операціями. 

Рисунок 22. Стани робочих замовлень

Детальне календарне планування виробництва – це сукупність видів діяльностей, що по отриманому календарному плану основного виробництва визначають оптимальне використання місцевих ресурсів для задоволення потреб. На рисунку 23 наведені інтерфейси моделі діяльності. Оптимальне використання місцевих ресурсів може включати в себе замовлення запитів на мінімальне число запусків чи очищення устатковання, об’єднання запитів на оптимальне використання устатковання та розбиття запитів, коли це потрібно через розміри партії або обмежені виробничі норми.

Системи планування на рівні підприємств часто не мають детальної інформації, необхідної для календарного планування конкретних робочих центрів, робочих підрозділів або персоналу. Детальне календарне планування виробництва враховує місцеві ситуації та наявність ресурсів.

Рисунок 23 – Інтерфейси моделі діяльності детального календарного планування виробництва

Задачі детального календарного планування виробництва можуть включати:

  • створення та ведення календарного планування роботи;
  • порівняння фактичного виробництва з плановим;
  • визначення планової потужності кожного ресурсу для використання функцією керування виробничими ресурсами;
  • отримання інформації з керування операціями технічного обслуговування, керування операціями контролю якості та контролю виробничих запасів;
  • моделювання виконання «що-якщо». Це завдання може включати в себе такі дії:
  •  обчислення часу виробництва або остаточного часу завершення для кожного запиту виробництва, передбаченого функціями рівня 4;
  • визначення ресурсів вузьких місць для кожного періоду;
  • забезпечення часу доступності майбутнього виробництва для конкретного продукту.

Календарний план виконання робіт ґрунтується на вимогах, означених у календарному плані рівня 4, означенні продукту та продуктивності ресурсу. Він враховує обмеження та доступність та використовує інформацію від діяльності стеження за виробництом для обліку фактичної незавершеної роботи. Він може надаватися або на вимогу, або за визначеним графіком. Також може перероблятись на основі непередбачених подій, таких як відключення устатковання, зміна робочої сили та / або зміна доступності сировини. Він може надаватися людям, додаткам або іншим видам діяльностей.

Детальне календарне планування виробництва може застосовувати стратегію планування, таку як вибір вперед (forward) або назад (backward), призначення пріоритету для кожного завдання, застосування конкретних обмежень для заводу, розподіл буфера часу на ресурсі вузького місця та інше.

Детальне календарне планування виробництва може мати форму планування виробничих потужностей. Планування виробничих потужностей – методологія планування, яка передбачає розроблення календарних планів роботи виробничого технологічного устатковання таким чином, щоб жодна з вимог до потужності виробничого технологічного устатковання не перевищувала його доступну потужність. Для цього планування необхідна інформація про поточні та майбутні продуктивності та потужність ресурсів, означені в частині 1 IEC 62264. Вона надається в рамках діяльності керування виробничими ресурсами.

Підсистема календарного планування одна з найскладніших, оскільки може використовувати різні обчислювальні алгоритми та нерідко включають методи «ноу-хау». Сьогодні ряд компаній використовують методи APS-планування, які передбачають багаторівневе календарне планування на усіх рівнях керування з перерахунком. Така підсистема присутня також в вітчизняній ERP/MES ITenterprise, яка успішно використовується на багатьох підприємствах.

У системі Momentum автоматичне планування створює робочі замовлення і розподіляє їх по робочих центрам (називаються операціями). Коли розрахунок замовлення йде автоматично  відкривається вікно Schedule automatically, де ви можете переглядати робочі завдання і маніпулювати критеріями планування (рис.24). Автоматичне планування дозволяє встановити критерії оптимізації і угруповування. Планувальник оптимізує рішення на основі обраних критеріїв і їх важливості.

Рисунок 24 – Приклад вікна вибору критеріїв автоматичного планування

Процес планування виглядає наступним чином:

  • вибирається один або кілька виробничих замовлень для планування, вибирається автоматичне планування;
  • вказується за необхідності обмеження на робочі центри;
  • встановлюються опції та налаштування планування, запускається алгоритм;
  • через певний час знаходиться перше рішення, після чого можна вибрати «Запланувати зараз», або спочатку почекати додатковий час для пошуку найкращого рішення;
  • після того, як користувач натисне кнопку «Запланувати зараз», почнеться процес створення операцій, який буде також включати дії:
    • планування переміщення матеріалів (якщо вони повинні бути створені відповідно до конфігурації),
    • планування дій по обслуговуванню між операціями (якщо дії по обслуговуванню сконфігуровані в матриці),
    • планування операцій для розподілу рухомого устатковання (в разі, якщо рухоме устатковання налаштоване),
    • виконувати існуючий програмний скрипт (якщо є скрипти, які виконуються при оновленні стану дії операції),
    • розміщувати операції на діаграмі Ганта.

Поточний крок планування і всі інші кроки можна побачити в файлі журналу під час проведення  планування (рис.25).

Рисунок 25 – Приклад вікна відображення статусу розрахунку календарного плану для вибраного виробничого замовлення

Календарний план виробництва може бути поділений або об’єднаний для відправлення на диспетчерування. Ліва частина рисунку 26 ілюструє, як один календарний план поділяється на декілька, а права – як кілька календарних планів виробництва з різних джерел можуть бути об’єднані в один. Як приклад, декілька денних календарних планів робіт можна отримати з календарного плану на тиждень. Так само можливе об’єднання декількох  календарних планів для зменшення кількості запусків чи очищення устатковання.

Рисунок 26 – Поділ та об’єднання календарних планів виробництва до календарних планів робіт

Рисунок 27 показує приклад календарного плану робіт устатковання, представленого у форматі діаграми Ганта. Така форма є досить зручною для представлення календарного плану і використовується у більшості MES/MOM, зокрема в Momentum (див.рис.21). У даному випадку на рис.27 кожен прямокутник (завдання) на рисунку має певне забарвлення, відповідно до робочого замовлення, в якому воно приймає участь.

Рисунок 27 – Календарний план робіт

Слід чітко означити взаємозв’язки між детальним календарним плануванням виробництва, виробничих запасів, технічного обслуговування та керування якістю. Для взаємодії з виробництвом слід визначити наступні три взаємодії, як показано на рисунку 28.

Рисунок 28 – Взаємодія детального календарного планування

Взаємодія між детальним календарним плануванням виробництва та детальним календарним плануванням виробничих запасів означується як узгодження інформації про початок або завершення виробництва, кількість матеріалів та їх переміщення. Однак планування переміщення може бути означено або в детальному плануванні виробництва, або в детальному плануванні виробничих запасів. Наприклад, планування початку виробництва не відбувається до планування передачі відповідних матеріалів. Іншим прикладом може бути ситуація, коли завершення запланованого виробництва запускає заплановану операцію з керування виробничими запасами.

Взаємодія між детальним календарним плануванням виробництва та детальним календарним плануванням технічного обслуговування означується як узгодження інформації про устатковання, яке забезпечує виробництво та потребує резервування для обслуговування. Таким чином не можна одночасно планувати ремонт та виробництво на одному і тому ж устаткованні. Планування технічного обслуговування відбувається на основі планового використання устатковання для виробництва.

Взаємодія між детальним календарним плануванням виробництва та детальним календарним плануванням контролю якості означується як узгодження інформації про якість виготовлених та споживаних матеріалів, які необхідно перевірити залежно від вимог до якості та останніх показників виробництва.

З точки зору діяльності детального календарного планування, ресурси, такі  як персонал, устатковання та/або матеріал, можна розділити на дві різні групи:

  • витратні ресурси, що зазвичай відповідають відпрацьованим годинам персоналу, матеріалам (включаючи енергію);
  • невитратні ресурси, що зазвичай відповідають навичкам персоналу та використанню  устатковання.

Витратні ресурси та невитратні ресурси, як правило, по-різному обробляються в діяльності календарного планування. Витратний ресурс виробляється або споживається виробничими процесами. Цей тип ресурсів зазвичай включає сировину (включно з енергію), кінцеву продукцію інвентаризації WIP, а також може включати відпрацьовані години персоналу або час напрацювання устатковання. Кількість ресурсу вимірюється до або після виробництва і зазвичай змінюється в процесі. Кількість використаного ресурсу – це пряма витрата на процеси виробництва продукції. Невитратний ресурс не вичерпується виробничими процесами, а планується на основі продуктивності. Кількість ресурсу зазвичай не змінюється до чи після виробництва.

Читати далі

4. Означення продукту

Клименко О.М.
Пупена О.М.
Міркевич Р.М.

Повернутись на початок

Керування означенням продукту – це набір діяльностей, які керують інформацією рівня 3, що потребується для виготовлення продукту, включаючи виробничі інструкції. Вона повинна бути відомою як на рівні 4 для потреб планування так і на рівні 3 для детального календарного планування, диспетчерування та керування виконанням (рис.10).

Рисунок 10 – Інтерфейси моделі керування означенням продукту

Завдання керування означеннями продукту можуть включати:

  • керування документами, такими як шаблонне означення роботи, виробнича інструкція, рецепт, структурні діаграми продукту та інших;
  • керування новими означеннями продуктів;
  • керування змінами у означеннях продукту;
  • надання виробничої інструкції персоналу чи іншим видам діяльності;
  • підтримання можливих детальних виробничих маршрутів для продукції;
  • забезпечення маршруту до виробничих операцій на рівні деталізації, що вимагається
    виробничими операціями;
  • керування обміном інформацією про означення продукту з функціями рівня 4;
  • оптимізація правил виробництва продукції на основі аналізу технологічних процесів та результатів виробництва;
  • створення та підтримання правил місцевого виробництва пов’язаних з продукцією, таких як очищення, пуск та відключення;
  • керування означеннями ключових показників ефективності (KPI), пов’язаних з продукцією та виробництвом.

Існує три основні області інформації, необхідні для виробництва конкретного продукту, які мають кілька точок перетину (див. рис.11). Виробнича інструкція для продукту (Product production rules) – це інформація, яка містить вказівки на те, яким чином виготовити продукт. Прикладами виробничої інструкції є загальний, місцевий або майстер рецепт (означені в МЕК 61512-1), дані про продукт ПП (прикладний протокол), означений в ISO 10303-1, стандартна операційна процедура (SOP), стандартні умови експлуатації (SOC), маршрутизація або складання кроків на основі виробничої стратегії. Відомість матеріалів (Bill of material) – це список усіх матеріальних ресурсів, необхідних для виготовлення продукту із зазначенням кількості. До списку можуть входити сировина, проміжні матеріали, вузли, деталі та витратні матеріали. У відомості матеріалів не вказується місце та час використання матеріалів, проте цей документ може бути організований ієрархічно, що відображає деякі етапи виготовлення продукту. До складу відомості матеріалів часто входить матеріал, який не пов’язаний з виробництвом продукту, наприклад, допоміжні матеріали для відвантаження або включена документація. Відомість матеріалів – це частина відомості ресурсів. Виробнича відомість – це підмножина відомості матеріалів, яка пов’язана з виробництвом. Відомість ресурсів (Bill of resources) – це перелік усіх ресурсів, необхідних для виробництва продукту. До ресурсів можуть входити матеріальні ресурси, персонал, технологічне устатковання, енергетичні ресурси та витратні матеріали. Відомість ресурсів не містить конкретних етапів виробництва, проте цей документ також може бути організований ієрархічно, що відображає деякі етапи виробництва.

Рисунок 11 – Означення інформації про основне виробництво

Сегмент продукту (Product Segment) – це інформація, яка відображає точки перетину між виробничою інструкцією продукту та відомістю ресурсів. Сегмент продукту описує завдання та задачі, що складаються з одного або декількох робочих елементів, які зазвичай виконуються в одному місці. Сегмент продукту – це найбільш детальний вигляд процесу керування матеріальними ресурсами, трудовими ресурсами, використанням ресурсів, затратами та якістю з метою керування виробництвом з точки зору бізнес систем. Сегмент продукту ідентифікує, посилається або відповідає сегменту процесу. Цей взаємозв’язок проілюстрований на рисунку 12.

Рисунок 12 Відношення сегмента продукту до сегмента процесу

Сегмент продукту пов’язаний з конкретним продуктом, тоді як сегмент процесу не залежить від продукту. Сегмент процесу включає в себе певну сукупність взаємопов’язаних ресурсів (персонал, устатковання, матеріали). Сегменти продукту і процесу відображають виробничі процеси з точки зору бізнесу і не призначені для подання детального огляду, необхідного для керування виробничими операціями в межах Рівня 3.

Сегменти продукту можуть відповідати:

  • стадіям технологічного процесу МЕК 61512-1, технологічні операції, процедури апарата або операції з виробництва партії;
  • виробничим операціям для неперервного виробництва;
  • етапам збірки та дій збірки для дискретного виробництва;
  • іншим типам ідентифікованих часових інтервалів для інших видів виробництва.

Сегменти продукту можуть включати в себе інші сегменти, як це показано на рис.13. Кожен прямокутник відповідає окремому сегменту продукту.

рис.13. Вкладеність сегментів продуктів

Набір сегментів продукту складає упорядковану послідовність сегментів, необхідних для виготовлення продукту, достатньо детальну для можливості планування та календарного планування виробництва. Сегмент продукту може містити значення необхідних параметрів (наприклад уставок) для відповідного сегменту процесу. Сегмент продукту за необхідності більшої деталізації може також мати посилання на виробничу інструкцію, яка відповідає правилам, необхідним для його реалізації на нижніх рівнях керування.

Таким чином, сегменти продукту формують означення ланцюга послідовностей сегментів процесу для створення конкретного продукту. Ці сегменти процесу можуть, наприклад, включати в себе  робочі центри, в яких буде вироблятися продукт, задіяний персонал та матеріали. У свою чергу, сегменти продуктів посилаються на шаблони означення роботи (Work master) та за необхідності на виробничу інструкцію, необхідну для реалізації.     Для прикладу, у середовищі Momentum сегменти продуктів діляться на типи, в залежності від їх особливостей (див.рис.14). Так, сегмент типу Consumer Unit (споживча одиниця) потребує матеріали, що виробляються в сегменті типу Intermediate (напівпродукт) та матеріли з сегменту Packaging material.

Рисунок 14 – Типи та зв’язки сегментів продукту

Кожен сегмент продукту має велику кількість параметрів, які вказують на правила та ресурси його створення (рис.15), зокрема:

  • Recipe – сегменти продукту і відповідно матеріали, які необхідні для виробництва відповідного продукту, тобто інгредієнти.
  • Inventory – зони зберігання, де зберігається продукт і всі партії матеріалу цього продукту для обраної зони зберігання.
  • <Process Name> – крок процесу, з яким пов’язано означення продукту. Тут ви визначаєте, які робочі центри використовуються і які параметри застосовуються для визначення продукту.
  • Equipment requirements – нижньорівневе устатковання, необхідне для виробництва цієї версії.
Рисунок 15 – Приклад сегмента продукту в Momentum

Для кожного сегменту продукту (див. рис. 10) отримуються шаблонні означення роботи (як майстер-рецепти для порційного виробництва), що стосується конкретного робочого центра. Вони використовуються для створення керівного означення роботи (керівного рецепту) в діяльності керування виконанням виробництва.

Керування означенням продукту може також включати керування іншою інформацією про продукт спільно з виробничою інформацією:

  • вимоги замовника, дизайн продукту та технічні характеристики;
  • проектування та моделювання процесу;
  • технічні публікації та сервісні матеріали;
  • інформація про вимоги щодо подання заявок.

Читати далі

3. Означення устатковання

Клименко О.М.
Пупена О.М.
Міркевич Р.М.

Повернутись на початок

Наведені вище діяльності виконуються з прив’язкою до різних виробничих ресурсів. Для основного виробництва потрібні матеріали (з чого і що виготовляється), устатковання (на чому відбувається виробництво) та персонал. Для стандартів IEC 61512 та IEC 62264 спільним є представлення моделі рольової ієрархії устатковання (рис.3). Відповідно до цієї ієрархії кожне устатковання (equipment, обладнання) виконує певну роль у процесі виготовлення продукції. Ієрархія устатковання є однією із наскрізних моделей для інтегрування усіх рівнів керування. Вона дає можливість зробити декомпозицію (розбивку на менші елементи) усіх діяльностей, та зосереджуватися на них при реалізації. У цьому розділі зосередимося на цьому типі ресурсів.

Рисунок 3. Рольова ієрархія устатковання підприємства

Термін «рольова» застосовується до моделі устатковання з метою позначення того, що ієрархія означена з точки зору функцій та діяльностей, які можуть виконувати ці об’єкти. Якщо на місце одного устатковання ставиться інший екземпляр, але при цьому воно виконує ту саму роль, то в цій моделі це вважатиметься тим самим устаткованням. Якщо ж це устатковання розглядається з точки зору конкретного активу з певним ідентифікаційним номером (з метою технічного обслуговування), то для нього використовується інша модель – ієрархія фізичних активів (Asset).

Принципи виділення устатковання для нижніх рівнів описано у роботі [8]. Функції рівня MOM оперують, як правило на рівнях від робочих вузлів до цехів, або виробничих майданчиків. У той же час діяльність 4-го рівня керування (ERP) зосереджена навколо підприємства та виробничих майданчиків. Підприємство (Enterprise) займає найвищий рівень в ієрархії устатковання, функції якого зосереджені на організаційних та фінансових питаннях. Виробниче підприємство також відповідає за означення повного переліку того, які продукти, як і на яких виробничих майданчиках можуть і будуть виготовлятися. Виробничий майданчик (Site) – це фізичне, географічне або логічне об’єднання виробничих потужностей в межах одного підприємства. Підприємство може мати кілька виробничих майданчиків, які можуть знаходитися в різних локаціях, що об’єднані територіально і організаційно. Як правило, об’ємне ERP-планування проводиться для завантаження виробничих майданчиків, або цехів. Але на рівні 4 може відбуватися також оперативне календарне планування з використанням устатковання нижчого рівня. Тобто, як правило, календарний графік-план виконання операцій (наприклад, виготовлення конкретної продукції) рівня ERP спускається на виконання для виробничого майданчика.               

Цех (Area) – є частиною виробничого майданчику, який може виготовляти певний набір продуктів, напівпродуктів або серівісів. Цеха, як правило, мають чітко означені виробничі потужності, які використовуються для оперативно-календарного планування рівня 3 (MOM) та рівня 4 (ERP). Операції виробничого майданчика при детальному плануванні формують робочі замовлення, які виконуються в конкретних цехах.      

Робочі центри (Work Centers) – це елементи ієрархії технологічного устатковання в межах цеху, які роблять або зберігають певний напівпродукт. Робочі центри мають чітко означені продуктивності та потужності, і вони використовуються для функцій рівня 3. Потужність та продуктивність робочих центрів також часто використовуються як вхід для бізнес-процесів рівня 4. Саме в робочих центрах проводяться необхідні заплановані завдання, для яких означуються роботи, які треба проводити. У свою чергу, робочі центри мають устатковання для виконання завдань, які називають робочими вузлами (Work Unit). Планування та виконання операцій повинно враховувати тип виробництва, яке використовується в конкретному робочому центрі. Стандарт передбачає використання конкретних термінів для робочих центрів та робочих вузлів, які застосовуються до порційного, неперервного чи дискретного виробництва, а також для зберігання та переміщення матеріалів. Загальні терміни «робочий центр» та «робочий вузол» використовуються в стандарті лише в тих випадках, коли його тип для цілі обговорення не має значення.

У стандарті передбачені наступні типи робочих центрів і робочих вузлів (див.рис.3):

  • Виробничий вузол (Production Unit) і технологічний вузол (Unit) для неперервного виробництва;
  • Виробнича лінія (Production Line) та робоча комірка (Work Cell) для операцій дискретного виробництва;
  • Технологічна комірка (Process Cell) та технологічний вузол (Unit) для операцій порційного виробництва;
  • Зона зберігання (Storage Zone) та вузол зберігання (Storage Unit) для операцій збереження та переміщення матеріалів.

Виробничий вузол, як правило, включає все технологічне устатковання, що необхідне для сегменту неперервного виробництва, яке працює відносно автономно. Він, як правило, перетворює, відокремлює або реагує на один або кілька вхідних матеріалів для виготовлення проміжних або кінцевих продуктів. Виробничий вузол часто виділяють за основним технологічним процесом або сімейством напівпродуктів, що виготовлюються на ньому. Приклад налаштування виробничого вузла для MOM Momentum (BrightEye) показаний на рис.4. Для нього вказуються технологічні процеси, які можуть виконуватися, виробнича продуктивність (задається двома параметрами Capacity та Time period), buffer Duration, що вказує на додаткове ємнісне запізнення між подачею матеріалу на вхід та формування виходу. Ці параметри враховуються при детальному календарному плануванні. Зокрема технологічний процес дає можливість вибрати робочий центр, який забезпечує його проходження на певному етапі виготовлення конкретного продукту, а часові налаштування  – максимальну продуктивність та затримки.

Рисунок 4. Приклад налаштування робочого центру типу Виробничий вузол (Production unit)

Виробничі лінії та робочі комірки використовуються для дискретних виробничих процесів. Робочі комірки зазвичай виділяються лише тоді, коли є гнучкість у маршрутизації матеріальних потоків всередині виробничої лінії. Виробничу лінію часто виділяють за ознакою основного технологічного процесу. Виробнича лінія та робочі комірки мають чітко означені виробничі продуктивності та пропускну спроможність, і вони використовуються для функцій рівня 3. Приклад налаштувань виробничої лінії для дискретних процесів фасування показаний на рис.5

Рисунок 5. Приклад налаштування робочого центру типу Виробнича лінія (Production line)

Технологічні комірки та технологічні вузли використовуються для проведення технологічних процесів порційного виробництва. Якщо існує достатня гнучкість для маршрутизації продукту в межах технологічної комірки, тоді для рівня MOM також означуються і технологічні вузли. Означення технологічних комірок та технологічних вузлів наводяться в МЕК-61512-1. Технологічну комірку часто виділяють за основним технологічним процесом або сімейством напівпродуктів, що виготовлюються на ньому. Технологічні комірки та технологічні вузли мають чітко означені виробничі продуктивності та потужності порційного виробництва, які використовуються функціями Рівня 3. На рис.6 показаний приклад налаштування технологічної комірки, для якої означуються мінімальні і максимальні розміри партій та тривалість партії (Batch Time). Ці налаштування використовуються при детальному календарному плануванні для розрахунку необхідного часу для виробництва партії, і кількість необхідних партій.

Рисунок 6. Приклад налаштування робочого центру типу Технологічна комірка (Process Cell)

Зони зберігання та вузли зберігання належать до технологічного устаткування найнижчого рівня, що відповідає за зберігання та рух матеріалів. Зона зберігання зазвичай забезпечує отримання, зберігання, повернення, рух та відвантаження матеріалів. Функції зони зберігання можуть включати рух матеріалів від одного робочого центру до іншого в межах одного підприємства або між підприємствами. Вузли зберігання, як правило, знаходяться на більш низькому рівні ієрархії, ніж зона зберігання. Фізичне розташування вузла зберігання може змінюватися з часом; наприклад, у зв’язку з переміщенням продукції. Вузли зберігання можуть бути прив’язні до певного матеріалу, групи матеріалів або способу зберігання.

Таблиця 1 – Приклади зони зберігання та вузла зберігання

Зона зберігання Вузол зберігання
Склад Стійка/стелаж /слот
Парк причепів Причіп, контейнер
Група танків Танк, секція труби, колектор, буфер
Група силосів Силос, секція труби, колектор, буфер
Причал, пристань Корабель, корабельний трюм, контейнер, бочка, танк
грузова станція, депо Залізничний вагон
Зона тимчасового зберігання Піддон, бочка

На рис.7 наведений приклад налаштування зони та вузла зберігання. Для вузла зберігання вказується місткість а також правила зберігання (фіксації руху речовини): Storage Rule = FIFO/LIFO/Proportional. Це дасть змогу правильно проводити планування та фіксацію переміщення речовини.

Рисунок 7. Приклад налаштування зони зберігання (Storage zone) та вузлу зберігання (Storage Unit)

Стандарт передбачає можливість розширення, тобто наявності в ієрархії устатковання інших типів робочих центрів, наприклад  лабораторія (використовується в операціях з контролю якості), парк мобільного технологічного устатковання, склад невикористаного технологічного устатковання (використовується в операціях з технічного обслуговування), транспортний центр. Коли додається новий тип, він повинен підтримувати ті ж зв’язки в ієрархії, що і означені типи робочих центрів (у межах цеху та містять робочі вузли). Набір взаємопов’язаного устатковання в рольовій ієрархії покажемо на прикладі молочного підприємства «Happy Milk», який виготовляє різноманітну молочну продукцію. Виробнича частина підприємства складається з різних виробничих і обслуговуючих виробництво цехів (рис.8). Бордовим кольором виділені назви процесів, що проробляються з матеріалами, чорним – використовуване устатковання.

Рисунок 8. Спрощена схема матеріальних потоків виробничих потужностей “Happy Milk”.

Сировина (сире молоко з ферм) надходить на підприємство в молоковозах на RECEPTION. Перед відвантаженням сировина перевіряється в лабораторіях, після чого надходить на пост відвантаження в танки сирого молока RAW Tank1 і RAW Tank2, які є вузлами зберігання. Молоко як сировина використовується для різних типів молочної продукції. В цеху RECEPTION & STORAGE проводиться його попередня очистка, термізація (виробничий вузол PAST), нормалізація і обробка для тимчасового зберігання в танках. Оброблене молоко різної жирності зберігається в танках зберігання (holding tanks), які є вузлами зберігання, звідки подається в інші цехи заводу. Цех включає в себе станцію CIP (технологічна комірка) для очищення устатковання цеху а також молоковозів. Цех MILKPROD призначений для виробництва продуктів з незбираного молока: молока і йогуртів різної жирності. Продукція розфасовується в різні види упаковок (у робочих комірках – фасувальних автоматах), після чого укладається в коробки (у робочих комірках – палетайзери), які передаються на склад. Крім цього цеху на підприємстві є і інші виробничі цехи, наприклад з виробництва сиру, масла, сухого молока. У зоні зберігання SHIPMENT (склад) упакована продукція вантажиться на палети і зберігається до моменту відвантаження. На рис.9 показаний фрагмент ієрархії устатковання з наведеного прикладу, реалізований у MOM-системі Momentum. Верхні три рівні (від підприємства до цеху) використовуються в основному для навігації, означення місцезнаходження, календарів та робочих годин. Інші рівні обмежуються в Momentum як правило робочими центрами та нижньорівневим устаткованням. Останні використовуються для зв’язку робочих центрів з рівнем АСКТП (на рис.9 «EQ_PAST1»). Параметри устатковання можуть мати за джерело даних змінні з Серверів OPC UA (на рис.9 FIQ1).

Рисунок 9. Приклад ієрархії устатковання “Happy Milk”

Продовження…

Принципи функціонування систем керування основним виробництвом через призму стандарту IEC-62264

Пупена О.М.
Клименко О.М.
Міркевич Р.М.

Вступ

Аналіз українського ринку [1] показав, що автоматизація виробничих операцій на вітчизняних підприємствах в найкращому випадку досягає 50%. При цьому більшість з цих операцій  автоматизовані за принципом дописування функцій на рівні АСКТП, в системах ERP (в кращому випадку) чи бухгалтерських системах типу «1С» (у гіршому). Інші реалізації, що зроблені в програмних продуктах класів MES, EAM/ТОіР, LIMS, важко інтегруються з іншими підсистемами, оскільки у більшості випадків одна з сторін не підтримує стандарт IEC-62264.

Така картина виглядає досить дивною, враховуючи що стандарти IEC-62264 вже з 2000-го року використовуються у всьому світі як єдиний каркас для цифрового підприємства. Ряд експертів вважають [1] ,що не зважаючи на дійсну необхідність і цінність стандартів IEC-62264, їх впровадження лежить у більшій мірі в області компетенцій постачальників інструментального програмного забезпечення класів MOM/ERP аніж інтеграторів. Тоді виникає питання, чи наразі потрібен IEC-62264? Ми вважаємо, що навіть за таких обставин стандарт може принаймні використовуватися для наступних цілей:

1. Враховуючи, що функції MOM можуть бути реалізовані в різних системах керування, зокрема в кінцевих засобах автоматизації (відповідно до ідеології розподіленості в Індустрії 4.0), IEC-62264 наряду з IEC-61512 вказує на правила їх функціональної організації. Це значить, що розробники сучасних I4.0 систем повинні будувати свої системи зі знаннями стандартів, які входять в базові (наприклад, відповідно до RAMI4 [1]).  Таким чином, стандарт IEC-62264 можна розглядати не тільки в якості уніфікації обміну між рівнями ERP та MOM/MES, а ще як правила побудови підсистем MOM взагалі.

2. Велика частина виробничників не розуміє призначення систем MOM до їх впровадження. Стандарт дає структуроване бачення функцій MOM, і може слугувати в якості путівника при ознайомленні з ними. 

З першого вересня 2019 з подання технічного комітету ТК-185 «Промислова автоматизація» ці стандарти діють на території України [2]-[6]. Вони прийняті методом підтвердження, тобто в англомовному варіанті. Практика прийняття методом підтвердження прискорює використання стандарту з юридичної точки зору, але його дійсне впровадження вимагає розуміння суті розробниками систем. Завдяки проекту aCampus членами ТК-185 перша частина стандарту була перекладена українською мовою, чорнова версія перекладу доступна за посиланням [7].  Представлення функціонування MOM зсередини наведено третій та четвертій частинах цього стандарту, переклад якої ще не зроблений. У даному посібнику функції MOM, які прийнято відносити до MES розглянуті саме через призму цих частин стандартів, що дасть змогу людям, які не обізнані в MES, зрозуміти призначення та організацію її діяльності.  

1. Функціональна структура MOM

Виробництво (Manufacturing) – це не тільки процес виготовлення продукції (Production). До виробничих діяльностей також відносяться операції по:

  • технічному обслуговуванню устатковання (Maintenance), зокрема ремонти, діагностування і т.п.;
  • керуванню якістю (Quality), зокрема проведення аналізів матеріалів, перевірка відповідності стандартам і т.п ;
  • керуванню запасами (Inventory), зокрема постачання сировини, логістика і т.п.;
  • та інші.  

Цими операціями на підприємстві як правило займаються різні служби (підрозділи) і для їх автоматизації часто використовуються різні програмні продукти. Але ці операції взаємопов’язані через спільні ресурси та завдання. Згідно стандарту IEC 62264 для кожної з наведених вище категорій виробничих операцій означена модель діяльностей (функцій). Це означає, що керування кожною з операцій зводиться до виконання наступних взаємопов’язаних діяльностей (рис.1):

  • керування означенням проведення операції;
  • контроль ресурсів;
  • детальний план-графік;
  • диспетчерування;
  • керування виконанням операції;
  • збір даних про операцію;
  • стеження за виконанням операції;
  • аналіз ефективності оепарції.

Лінії зі стрілками на рис.1 вказують на інформаційні потоки між діяльностями.

Рисунок 1 – Загальна модель діяльностей керування виробничими операціями

Узагальнена модель керування операціями використовується як шаблон для означення аналогічної моделі для керування основним виробництвом (Production), технічним обслуговуванням (Maintenance), контролем якості (Quality) та виробничими запасами (Inventory). Однак цей самий шаблон може бути використаний для інших можливих категорій виробничих операцій або для інших областей діяльності підприємства. Наприклад, такою операцією може бути керування мийкою відокремлено від основного виробництва, за умови що вони керуються окремими службами. Іншим прикладом може бути розділення керування виробничими запасами на логістичні операції для зовнішніх постачань та відправлення, та внутрішньої логістики.

Цикл керування операцією відбувається у наступній послідовності:

  • формування інформації про доступні ресурси для виконання операцій за запитом з 4-го рівня;
  • отримання з 4-го рівня виробничого замовлення;
  • проведення детального планування відповідно до виробничого замовлення, означення операції та доступних ресурсів;
  • диспетчеризація робіт відповідно до детального план-графіку;    
  • керування виконанням робіт;
  • збір даних про виконання робіт;
  • формування звітності про виконання операції.

Виконання послідовності супроводжується наступними діяльностями:

  • аналізом виконаної роботи з метою покращення або виправлення;
  • керуванням ресурсами, що використовуються для виконання робіт;
  • керуванням означеннями виконуваної роботи.

Показана на рис.1 модель діяльностей, а також деталізація цієї моделі, що означені в частинах 3 та 4 стандарту IEC 62264 не призначені для реального впровадження виробничої інформаційної системи. Вони більше використовуються в якості каркасу для таких систем.

Інформація про ресурси (матеріали, персонал, устатковання та фізичні засоби) може оброблятися в межах будь-якої з чотирьох моделей діяльності виробничих операцій (основне виробництво, технічне обслуговування, контроль якості чи виробничі запаси), представлених у стандарті. Дані для різних ресурсів можуть знаходитись в різних моделях, і у стандарті передбачені структури для обміну цими даними. Таким чином з будь-якої моделі діяльності може бути отримана необхідна інформація про персонал, устатковання,  витратні матеріали. Наприклад, інформація про запаси витратних матеріалів, включаючи готову продукцію та сировину, може бути отримана з моделі керування виробничими запасами. У той же час, операції з переміщення матеріалів можуть керуватися діяльністю у моделях основного виробництва, технічного обслуговування, контролю якості та виробничих запасів. Але при цьому, конкретний екземпляр запису про рух витратних матеріалів існує лише в межах однієї моделі діяльності в будь-який момент часу.

Для кращого розуміння діяльностей на рівні MOM в даному посібнику зосередимося тільки на одній категорії виробничих операцій – керування основним виробництвом.

2. Модель керування операціями основного виробництва

На рис.2 показана модель керування операціями основного виробництва. Як зазначено вище, керування операціями основного виробництва – це категорія, що складається з видів діяльностей, безпосередньо пов’язаних з виготовленням продукції. Пояснимо керівні діяльності для цієї категорії операції. IEC 62264-3 означує вісім діяльностей в межах операцій основного виробництва:

  • Керування означенням  продукту;
  • Контроль виробничих ресурсів;
  • Детальний план-графік основного виробництва;
  • Диспетчерування виробництва;
  • Керування виконанням основного виробництва;
  • Збір даних основного виробництва;
  • Стеження за виробництвом;
  • Аналіз ефективності основного виробництва.

Керування означенням  продукту. Природно, що для виготовлення продукту потрібна інформація про нього, зокрема: виробнича інструкція, відомості матеріалів та ресурсів. Вона тут більш конкретизована, ніж у бізнес-системі. Виробнича інструкція (Production Rules) застосовується для інструктажу виробничої операції щодо способу виготовлення продукту. У залежності від способу виробництва, це можуть бути, наприклад, майстер рецепти або складальні етапи. При необхідності, ця інформація передається діяльностям нижчого рівня (АСКТП) або персоналу. Тут також проводяться зміни, які необхідні для забезпечення виконання правил місцевого виробництва, наприклад вимоги до пуску та вимкнення.

Контроль ресурсів. Ця діяльність передбачає визначення та надання інформації про плинний та майбутній стан ресурсів, таких як машини, робоча сила, матеріал та енергія. Це потрібно для задач планування та диспетчерування. Контроль ресурсів не передбачає керування ними.

Детальне календарне планування. Бізнес-система (ERP) надає календарний план виробництва, але він має бути адаптований та конкретизований до місцевих умов. Тому для виконання загального плану проводиться детальне календарне планування. Воно використовує конкретні ресурси місцевого рівня (наприклад виробничого майданчику, цеху), враховуючи місцеві потужності. Ця адаптація до місцевих умов необхідна на рівні 3, оскільки системи планування рівня 4 для всього підприємства не має детальної інформації, необхідної для керування виробництвом на необхідному рівні точності. При детальному календарному плануванні також існує можливість порівняння планів з фактичними результатами, які рідко проводяться на рівні 4. Ця діяльність також може об’єднувати або розділяти замовлення, щоб краще відповідати місцевим потужностям.

Диспетчерування основного виробництва. Тут відбувається керування фактичними виробничими потоками, шляхом задіяння конкретного персоналу та устатковання. Це може включати видачу завдань і, залежно від способу виробництва, планування початку партій, виробничих циклів тощо, як зазначено у детальному план-графіку основного виробництва. Тут також можна враховувати умови та задіювати ресурси, які не були заплановані у детальному план-графіку основного виробництва. У цій діяльності також зберігаються статус завдань і можливі непередбачувані умови.

Керування виконанням основного виробництва. Ця діяльність спрямовує завдання на рівень 2 (АСКТП), керує та контролює його виконання шляхом відправлення команд та отримання стану. Також тут доступна інформація з попередніх запусків, яка може використовуватися для локальної оптимізації виробництва.

Збір даних основного виробництва. У цій діяльності збираються дані про технологічні  процеси та виробничі запити. Зібрані дані можуть містити показаннями датчиків, статуси приводів, стани подій тощо. Тобто дані, що дозволяють підприємству відстежувати як було виконано виробництво та отримувати відповідну статистику по виробництву у вигляді звітів.

Стеження за основним виробництвом. Інформація про те, як минуло виробництво, повинна бути передана на рівень 4, щоб бізнес-системи змогли оновити календарні плани для відповідності поточній ситуації. Підготовка цієї відповіді від основного виробництва проводиться в процесі стеження. Тут формується узагальнена інформація про фактичне використання персоналу, устатковання та матеріалів у виробництві, а також про фактично вироблений продукт. Ця інформація в формі, означеній першою та другою частинами стандарту. Дані, наведені тут, також використовуються для вдосконалення детального план-графіку основного виробництва.

Аналіз ефективності основного виробництва. Тут здійснюють аналіз результатів діяльності основного виробництва з використанням ключових показників ефективності (KPI). Ці показники можна використовувати для ефективного керування в реальному часі та після-виробничого аналізу.   

Детальніше ці діяльності розглядаються у наступних розділах посібника на прикладі однієї з платформ MOM.  

Читати далі…

Стан обізнаності ринку про IEC 62264 за результатами опитування

Технічним комітетом 185 «Промислова автоматизація» разом з партнерами проведено опитування стосовно стану обізнаності зі стандартами ISA-95/IEC-62264, щодо використання систем керування виробництвом рівня MOM/MES, а також проведено оцінку важливості різних бізнес-драйверів. Незважаючи на малу кількість респондентів (8 осіб), що у свою чергу характеризує низьку зацікавленість ринку до стандарту, ми наводимо основні результати (див. таблиці 1-14) для поверхневої оцінки стану. З огляду на те, що не всі особи залишили свої контактні дані (останнє питання), це дещо зменшує довіру до їх відповідей, тому таблиці розбиті на дві частини. До опитування також долучився представник білоруської молочної компанії «Савушкін продукт», який є передовим підприємством харчової промисловості в Білорусі. Їх відповіді позначені літерою «Б».

Перша частина опитування стосувалася оцінки важливості бізнес-драйверів для підприємств. Бізнес-драйвери надають користувачам стандарту основу розуміння, яким чином виходячи з конкретних потреб промисловості та інформаційної системи можна використовувати даний стандарт (див. розділ 2). Саме бізнес-драйвери повинні стимулювати підприємства використовувати стандарт, тому важливо було проаналізувати, які з них найбільш вагомі для українського виробника. Оцінювання проводилось по п’ятибальній системі, де 5 – найважливіший, 0 – неважливий.

На думку опитуваних, найбільш вагомими бізнес-драйверами є якість та простежуваність, а також швидке та оптимальне планування.  Якість та простежуваність – відповідність нормативним вимогам, визначення затрат на обслуговування для покращення продукту, безпечність для клієнтів та відстеження впливу небезпечних предметів на персонал (біля 90-100% опитуваних вважають показник важливим, оцінка 4-5 в діапазоні 0..5). Вдосконалене планування є ключовим бізнес-драйвером для компаній з дорогими запасами, трудомістким виробництвом, але швидкими змінами клієнтів та змінним попитом (біля 90-100%).

Трохи менш пріоритетними респонденти виділили швидке прогнозоване виконання замовлення та ефективність активів.  Автоматизована доступність прогнозування – швидко реагувати на замовлення  відповідно до стану виробництва (60-70%). Ефективність активів – орієнтація на максимізацію ефективного та економічного використання активів у виробництві продукції (60-70%)

Іншим бізнес-драйверам надали високі пріоритети від 40%-50% респондентів.

Скорочений час циклу  – час, який необхідний для виготовлення продукту з моменту розміщення замовлення (біля 50%). Оптимізація ланцюжка постачань – ведення бізнесу кожним учасником ланцюжку з використанням останньої і якісної інформації від інших учасників, щоб якнайкраще збалансувати попит і пропозицію (біля 50%). Гнучке виробництво – можливість змінювати налаштування виробничих активів для швидкого задоволення попиту на ринку (біля 40%).

Ці результати хоча і дають якісь уявлення про пріоритетність  бізнес-драйверів (важливість якості та простежуваності, особливо для виробництв орієнтованих на Європу), проте  не є узагальнюючими для ринку через специфічність деяких з них (гнучкість може цікавити дискретні чи порційні багатоасортиментні виробництва, але практично не цікавить неперервні). Тим не менше варто відмітити, що усі бізнес-драйвери є важливими для більшості респондентів. Це у свою чергу говорить про правильне акцентування саме на них в стандарті.

В рамках опитування нас цікавила наявність різних систем керування виробництвом рівня MOM/MES на підприємствах респондентів. Серед опитаних найбільшої популярності досягли самописні модулі керування виробництвом (наприклад для «1С Предприятие»), які наявні на підприємствах у (75-100%) опитаних (див. таблицю 8). Розмова з представниками багатьох підприємств дає ту саму картину, що підтверджує реальність даних цифр. На нашу думку це пов’язано насамперед з двома пов’язаними причинами: тотальне впровадження 1С на рівні керування бізнес-процесами та наявністю програмістів в штаті, які й супроводжують і відповідно можуть доробити додатковий функціонал.      

У близько половини (40-60%) є системи автоматизації основного виробництва (MES), системи керування лабораторною інформацією (LIMS) та модулі виробничої аналітики. Слід відмітити, що в опитуванні приймали участь представники достатньо потужних підприємств, а отже ці дані є значно завищеними, ніж в середньому по всім українським підприємствам.   

Наше здивування викликали результати, що говорять про відсутність на підприємствах систем керування технологічним обслуговуванням та ремонтом (CMMS, ТОіР). Це суперечить нашим власним спостереженням, які показують, що на великих підприємствах принаймні елементи таких систем присутні. Можливо така розбіжність пов’язана з тим, що ці функції реалізовані в інших системах керування, наприклад в тому ж 1С.    

За результатами опитування системи керування складом (WMS) практично відсутні на українських підприємствах.

Очевидне відставання Українських виробництв у порівнянні з передовим підприємством харчової промисловості в Білорусі, де наявні усі з перелічених систем.

Більшість опитуваних (біля 60%) вказали, що їх підприємства частково автоматизовані на рівні АСКТП, усі інші зазначили що повністю автоматизовані. Такий розподіл співпадає також з нашими власними спостереженнями. Наявність навіть частково автоматизованих АСКТП говорить про технічну готовність цього рівня до інтегрування.

Серед програмних засобів автоматизації підприємств (ERP-рівня) зазначали такі як SAP, 1C, Парус та власні розробки. Підтримку стандартів IEC цими засобами назвали біля 50% респондентів (MES або ERP). Відповіді сильно  розподілені, однак принаймні 50% кажуть про відсутність підтримки на всіх рівнях керування. Нам здається ця кількість дещо занижена.

Приблизно така сама ситуація в оцінці ступені інтегрування рівня MES та ERP. Системи «частково інтегровані» та «зовсім незалежні» приблизно поділилися 50% на 50%. Тільки один респондент (який не залишив своїх координат) відповів про повну інтеграцію з використанням власних стандартів.

Серед проблем інтегрування зазначалось, що у кожному разі необхідна окрема проробка рішення по інтеграції, а також складність адаптації та реалізації стандартів.

Розподіл відповідей респондентів про обізнаність стандартів дуже нерівномірний. Усі про нього чули, враховуючи що опитування йде в рамках впровадження даного стандарту в Україні, це не дивно.

Необхідність стандартизації відчувають біля 60% респондентів.

Хоч респондентів достатньо мало і нічого не можна сказати про репрезентативність вибірки, спробуємо зробити хоча б аналіз того, що маємо. Найбільш вагомими бізнес-драйверами, що можуть слугувати аргументом на користь використання інтегрування L4 та L3 взагалі, та з використанням IEC 62264, є контроль якості та простежуваність і швидке оптимальне планування. При цьому для реалізації функцій MOM лідирує спосіб «дописати модуль власними силами». На рівні АСКТП українські підприємства принаймні частково автоматизовані. Принаймні 50% говорять про відсутність інтегрування на всіх рівнях, і більше половини – про необхідність стандартизації. Зрештою, ми маємо і так відому картину – інтегрування потребується і стандарти в цьому можуть допомогти.         

Стандарт IEC 62264 як джерело знань: досвід впровадження в навчальний процес та на тренінгових курсах

Окрім своїх прямих цілей – забезпечення інтегрування рівнів MOM та ERP, стандарт IEC 62264 також може бути використаний для навчальних цілей. У даній статті розповідається про власний досвід авторів використання стандарту в навчальному процесі кафедри АКТСУ в Національному університеті харчових технологій та курсах підвищення кваліфікації.  

Ще з 2000-х років кафедра АКТСУ (тоді АКІТ) зробила багато дій щодо впровадження дисциплін, присвячених системам MES в навчальний процес. Свій важливий внесок в це у різні часи зробили «Індасофт-Україна»,  IT-Enterprise та інші організації, надавши промислові програмні пакети та допомагаючи навчальними матеріалами. Однак для кращого розуміння основ MES необхідний узагальнений матеріал, який би не залежав від постачальника рішень. Матеріали MESA на той час були сильно узагальненими, тому зрештою ми вийшли на стандарт ISA-95, який означував моделі представлення виробничого підприємства. Перше ознайомлення зі стандартом було невдале, він був малозрозумілим. Причин на те було декілька:

  • ми зосереджувалися на першій та другій частині першої версії, в якій було багато складних для розуміння додатків (чого варта тільки модель Perdue)
  • здебільшого уважно вичитували саме російську перекладену версію аналогічного стандарту IEC; радимо Вам не робити цього, так як переклад на нашу думку дуже не вдалий; звичайно що наш переклад може здатися Вам також не вдалим, але принаймні термінологію всередині стандарту ми узгоджували, щоб уникнути плутанини;
  • ми були недостатньо підготовлені у виробничих процесах, які відбуваються на підприємстві;
  • у нас не було досвіду впровадження модулів MES/MOM;
  • стандарт написаний не мовою автоматників, а мовою IT та виробничників;

Тим не менше, отримавши усі необхідні копії оригінальних версій стандартів ми поступово почали їх освоювати. Відкриттям стала третя та четверті частини стандарту. Якщо перші дві частини націлені на інтегрування рівня ERP та MES/MOM, то третя та четверта частина показують на функціонування MOM зсередини та дають необхідну інформацію для розуміння цих процесів. Це стало передумовою використання стандарту в якості прототипу посібника.

Цього року бельгійська фірма Brighteye залучила кількох викладачів кафедри до створення навчального контенту для підготовки інтеграторів MOM на ПЗ Momentum (в минулому, MESControl). Особливістю даного курсу було навчання саме інтеграторів АСКТП. Тобто необхідно було розробити повний курс з лекційним та лабораторним матеріалом, який би варто прослухати розробникам самим 🙂 . Складність цього завдання була в тому, що навчального матеріалу на той момент практично не було, але є довідникова система, яка, як виявилося, закриває необхідний матеріал відсотків на 80, що достатньо для його вивчення. У випадку проблемних питань спеціалісти Brighteye  надавали необхідну допомогу. Тим не менше, при досить слабкій на той момент підготовці викладачів в MES/MOM, це стало серйозним викликом. Головним висновком з точки зору навчальної діяльності став той факт, що розуміння функцій MOM приходило тільки при читанні відповідних розділів стандартів і визначення та перевірка їх відповідників у конкретному програмному забезпеченні. Відсутність одного з компонентів (стандарту або ПЗ) не мало б такого ефекту. Це можна вважати формулою навчання MOM. Слід відмітити, що Momentum  розроблений з урахуванням стандарту ISA-95 (IEC 62264). Там є певні розбіжності, зокрема в термінології, але зробивши певний mapping, все більш-менш почало співпадати зі стандартом. Таким чином, усі розділи теоретичних частин курсу починалися з означення частини стандарту. Так, наприклад, модулі Momentum розповідалися  у контексті виробничих операцій (рис.1).

Рис 1. Відображення (mapping) модулів Momentum на керування виробничими операціями

У такому саме контексті показувалися функції Momentum через модель діяльностей (рис.2).

Рис 2. Відображення (mapping) функцій Momentum на модель діяльностей MOM

Таким чином, теорія бралася зі стандарту і реалізувалася в конкретному екземплярі. З точки зору навчання – це найкращий варіант для отримання загального розуміння функціонування MOM.

Паралельно розроблений лабораторний курс почав впроваджуватися на кафедрі АКТСУ НУХТ при практично тому самому лекційному матеріалі, що був минулого року. 

При розробці практичного курсу вперше прийшло розуміння наступних моделей та діяльностей:

  • поняття сегментів продукту;
  • як відбувається простежуваність продукту (внутрішня) на рівні підприємства та поза його межами (зовнішня);
  • за якими принципами відбувається налаштування планування;
  • як фізично відбувається розрахунок  КПЕ (ключових показників ефективності, KPI); стандартний OEE (ISO 22400) та відповідні вкладені КПЕ в Momentum реалізований простим конфігуруванням, інші КПЕ реалізуються також досить легко без необхідності програмування;
  • як працює керування операціями контролю якості;
  • як функціонально (не інформаційно) зв’язуються рівні MOM та ERP через передачу замовлень та звітів;
  • як зв’язуються рівні MOM та АСКТП.

Враховуючи, що курс призначений для автоматників, які на початку не усвідомлені в поняттях MOM та не володіють багатьма термінами IT, було вирішено навчальний процес будувати також на наступних принципах:

  • навчання починати від знайомих функцій: у даному випадку для автоматників це значить рухатися знизу MOM, тобто з рівня АСКТП; 
  • перший день є швидким стартом, який дає можливість оглянути усі основні діяльності MOM і може проводитися як незалежний міні-курс;
  • п’ятиденний курс повинен закрити усі діяльності, щоб почати розробляти систему MOM з типовими функціями;
  • під курс повинно бути розроблене віртуальне виробництво, з якого можна збирати дані і відправляти команди та параметри;
  • мінімальне використання кодування.

Окрім додаткових знань, отриманих від створення та викладання курсу, можна відмітити ще ряд додаткових висновків:

  • функціональність MOM можна зрозуміти за 5-дневний курс як інтеграторам так і керівному виробничому персоналу;
  • MOM можна впроваджувати і на невеликих підприємствах;
  • використання принципів ISA-88 (IEC-61512) значно спрощує інтеграцію АСКТП з MOM; зокрема дуже доречним є використання автоматів станів та процедур.       

Розроблені курси були адаптовані та проведені для кількох груп слухачів представників інтеграторів. Проводив курси Максим Романов, консультант Brighteye. Його оцінка «формули» курсу: «Подача материала в соответствии со структурой стандарта во первых отсекает некомпетентную критичность, во-вторых даёт уверенность в правильной структуре курса и материала, в комплексном охвате темы». У найближчому планується розробка курсу по IEC 62264, з елементами практики на одному із програмних продуктів класу MOM. Практика показала,  що саме такий підхід дасть можливість найкраще зрозуміти функції MOM та їх взаємодію з усіма рівнями керування. Обраний програмний пакет не обов’язково має бути Brighteye. Зрештою, курс повинен бути достатньо гнучким, щоб підлаштуватися під будь-які програмні засоби, що відповідають IEC 62264.  Слідкуйте за новинами на www.i4u.in.ua

Олександр Пупена

Стандарт IEC 62264 як основа концепції Industrie 4.0

Сьогодні класична пірамідальна методологія побудови систем керування все більше витісняється сучасними підходами прямої взаємодії між компонентами M2M, як це бачиться наприклад в RAMI4.0 або в IIC (IIoT). Тому може скластися враження, що ієрархічні моделі, що викладені в стандарті ISA-95/IEC-62264, наприклад устатковання та функції вже не можуть працювати в таких системах. Однак це не так. Нові концепції в дійсності будуються на вже існуючих технологіях, які затверджені в стандартах. Так, наприклад, ідеї, закладені в ISA-95/IEC-62264 у свою чергу базуються на  концепціях ISA-88/IEC-61512. Усі моделі, викладені в цих стандартах є нічим іншим як цифровими моделями виробництва з описом обов’язкових полів та зв’язків між об’єктами. Ці моделі вдосконалюються з кожною версією стандарту, вони можуть доповнюватися і видозмінюватися в залежності від потреб, але вони не залежать від способів організації систем керування. Більше того, ці стандарти стали основою моделі RAMI4.0 на якій базується Industrie 4.0.   

Німецька ініціатива Industrie 4.0 передбачає застосування комплексного підходу до імплементації бізнес цілей. Однією з основних особливостей такої парадигми є злиття двох світів, світу інформаційно-комунікаційних технологій (ICT) та світу операційних технологій (ОТ), тобто технологій автоматизації промислових процесів та виробництв. Останні означуються стандартами, що застосовуються в машинобудуванні, електроніці, електротехніці, автоматизації в цілому. Крім Німеччини інші країни також долучилися до здійснення четвертої промислової революції у себе. Проте, саме концепція Industrie 4.0, яка представлена моделлю Reference Architecture Model Industrie 4.0 (RAMI 4.0), сформована на основі майстерного об’єднання кращих світових практик. З метою формування швидкої відповіді на потреби ринку модель RAMI 4.0 описана німецьким інститутом стандартизації DIN та затверджена шляхом спеціальної нової процедури стандартизації, як DIN SPEC 91345:2016-04. Ця модель сформована з міцних цеглин світового досвіду – найбільш важливих стандартів для виробництва.

Автоматизоване виробництво в концепції Industrie 4.0 бачиться як взаємодія кіберфізичних компонентів I4.0, який включає в себе актив (Asset) та його віртуальну сутність (цифровий двійник). Поняття фізичного активу присутнє як в стандарті IEC-62264 так і RAMI 4.0, що робить можливим супроводжувати усі сутності, задіяні у виробництві по їх життєвому циклу. У RAMI4.0 поняття активу значно розширене (включає персонал, стандарти, софт, поширюється і на продукт), тим не менше в загальному розумінні вони з IEC-62264 мають одну основу.          Згідно моделі RAMI 4.0 компонент I4.0 представляється тривимірною моделлю (рис.21), яка відображає основні аспекти його діяльності протягом усього життєвого циклу. Перевагою використання такого підходу є чітке та наочне розуміння функції кожного рівня.  Визначальною особливістю німецької концепції є організація виробничої діяльності за рахунок об’єднання всіх активів підприємства в єдину I4.0-сумісну мережу, яка не має конкретних меж та може мати урегульований доступ для встановлення з’єднання та здійснення автоматичного обміну інформацією з іншими активами, навіть за межами підприємства. Кожен актив – це певна цінність для організації, тому до активів належать не тільки матеріальні об’єкти, але й нематеріальні, такі як програмне забезпечення та навіть ідеї. Концепція Industrie 4.0 означує процес створення правил цифрового опису активів, який доповнюється та змінюється протягом усього його життєвого циклу. Мета цієї моделі – представити актив та всі аспекти, що мають відношення до нього, від його розробки, виробництва та використання аж до його утилізації та забезпечити його взаємодію з іншими активами.

рис.21 Еталонна модель архітектури Industrie 4.0

Шість архітектурних рівнів, які лежать на вертикальній вісі еталонної моделі архітектури Industrie 4.0 означують структуру представлення компонента Industrie 4.0 (елемента єдиної мережі), тобто яким чином і якими засобами активи підприємства взаємодіють між собою в мережі та як вони в ній представленні. Модель RAMI 4.0 передбачає застосування сервісно-орієнтованої архітектури (SOA), де компоненти I4.0 надають послуги іншим компонентам через протоколи зв’язку по мережі. Огляд цієї осі виходить за рамки даної книги. 

Підхід Industrie 4.0 передбачає можливість розробки та вдосконалення продуктів, машин, заводів/фабрик і т.д. протягом всього їх життєвого циклу. Тому ліва горизонтальна вісь моделі використовується для представлення життєвого циклу систем або продуктів («Life cycle & value stream») у вигляді пов’язаних стадій «типу» («Type») та «екземпляру» («Instance»). За рахунок постійного збору даних це дає можливість простежувати стан продукту в будь-який момент часу його існування: від ідеї до експлуатації та утилізації. Розгляд активів з точки зору їх життєвого циклу спирається на стандарт IEC-62890 «Life Cycle Management». Права вісь моделі RAMI 4.0 – «Ієрархічні рівні» («Hierarchy levels») – забезпечує відображення активу на  конкретну роль у виробництві. Ієрархічні рівні RAMI 4.0 в рамках одного підприємства базуються на ієрархії технологічного устатковання на основі ролей, означених стандартом IEC-62264 та відповідно фізичній моделі технологічного устатковання, означеної в IEC-61512  (див. рис. 22). Але ця модель в деякій мірі є розширеною, що, до речі, дозволяється цими стандартами.

рис.22 Ієрархічні рівні еталонної моделі архітектури Industrie 4.0

Виділені зеленим кольором елементи на рисунку 22 присутні серед ієрархічних рівнів RAMI 4.0. Поняття «Підприємства» та «Робочих центрів» (за деякими джерелами «Робочі вузли») відображені в тому ж функціональному сенсі, що й в IEC-62264. З метою застосування концепції Industrie 4.0 на більшій кількості виробничих секторів «модулі технологічного устатковання» та «модулі керування» були замінені поняттями «Станція» та «Пристрій керування», які використовуються в ISA-TR88.00.02-2015 «Machine and Unit States – An implementation example ISA88». Можливо використання саме такої ієрархії зумовлено розвитком на території Німеччини дискретного виробництва, а саме машинобудування.

У концепції Industrie 4.0 також виділяється ще кілька нових функціональних ієрархічних рівнів, які не представленні в класичній рольовій ієрархії устатковання IEC-62264/IEC-61512. До таких рівнів належать «Польовий пристрій» («Field device») та «Продукт» («Product») в нижній частині ієрархії, а також «Зовнішній світ» у верхній частині. Польовий пристрій може представляти собою інтелектуальний датчик або виконавчий механізм та самостійно приймати рішення в реальному часі. Нам наразі невідомі принципи розділення польових пристроїв від пристроїв керування.   

Нижче польового пристрою додано рівень «Продукту» («Product»), на який варто звернути особливу увагу. Наявність рівня продукту передбачає його функціонування як повноцінного компонента I4.0, тобто він відіграє таку ж важливу роль під час свого виробництва, як і устатковання, що бере участь у його виготовленні. По-перше, продукт в машинобудуванні це також актив (Asset), який після його виготовлення на іншому виробництві може стати на місце виробничого устатковання. По-друге, етапи виготовлення продукту є частиною його життєвого циклу, яким передують процеси його проектування, поставки на виробництво та інші кроки виготовлення. Це дає змогу взаємодіяти між виробничим устаткованням та компонентом продукту безпосередньо, оскільки вся необхідна інформація знаходиться в цифровому двійнику активу та накопичується на ньому ж. Таким чином, роль продукту забезпечує самодостатність усіх компонентів для прямої взаємодії між «речами» на виробництві, що і є однією з фундаментальних основ Індустрії 4.0.       Розглянемо це більш детально через призму різних етапів життєвого циклу продукту.

Відповідно до лівої горизонтальної вісі моделі, виділяються поняття типа та екземпляра. Існування продукту за концепцією Industrie 4.0 розпочинається із виникнення ідеї виготовлення продукту. З цього ж моменту виникає тип «продукту». З часом накопичується інформація, яка стосується розроблення продукту. Як тільки продукт переходить на стадію виробництва, то він стає конкретним екземпляром, тому що тип набуває конкретного фізичного відображення у реальному світі. Виділення продукту як окремого функціонального рівня полягає в тому, що «продукт» має здатність до взаємодії з іншими пристроями. Така функція може бути реалізована, наприклад, за допомогою використання QR-коду для ідентифікації продукту на будь-якій стадії його виробництва. Ідентифікувавши продукт, інші пристрої можуть отримати інформацію, яка стосується продукту або напівпродукту. Ця інформація може стосуватися або стадії виробництва, або ж надавати конкретні вказівки щодо того, що ж робити з напівпродуктом, наприклад,  яким кольором повинен бути зафарбований напівпродукт. Тобто, під час виробництва продукт може надавати дані іншим пристроям, а інші пристрої відповідно записувати дані у цифровий двійник продукту. Реалізація рівнів вертикальної осі може бути різноманітною. Наприклад, інтеграційний рівень для конкретного продукту може бути реалізований тільки засобами ідентифікації, а комунікаційний рівень – здатністю інших пристроїв, які взаємодіють з продуктом, до комунікації. Якщо продукт зрештою стає частиною устатковання у якійсь виробничій установці конкретного підприємства, він стає на інше місце у ієрархії рольової моделі, і його функції можуть відповідати, наприклад, рівню «Станції».

Той самий актив з точки зору різних зацікавлених сторін (стейхолдерів) займає різну позицію. Припустимо на виробництві використовується транспортер, який в рольовій ієрархії устатковання знаходиться на рівні «польового пристрою». Інформацією про життєвий цикл кожного екземпляра оперує постачальник транспортерів (наприклад, інформація про виробництво транспортера), оператор виробничої комірки (наприклад, споживання енергії та рух транспортера) та постачальник сервісів обробки та аналізу даних (наприклад, прогнозований ступінь забруднення).

Але кожен із зацікавлених сторін у ланцюжку вартості використовує різні типи моделей транспортера (рис. 23):

  • постачальник перевізника оперує документами про розробку;
  • системний інтегратор програмує транспортну систему;
  • оператор повинен мати можливість змінювати порядок запуску транспортерів;
  • постачальник сервісів обробки та аналізу даних аналізує рівень забруднення.
рис.23 Розгляд транспортера з точки зору життєвого циклу та ієрархічного рівня

Таким чином польовий пристрій представлений на різних підприємствах і має різне наповнення своїх цифрових двійників. Обмін інформацією між різними підприємствами може реалізовуватися за рахунок використання ще одного нового для класичної піраміди рівня – «Зовнішній світ» («Сonnected world»). Cтандарт IEC-62264 означує ієрархію технологічного устатковання лише в межах підприємства, тому на вищому рівні ієрархії RAMI 4.0 був доданий «Зовнішній світ» («Сonnected world»), який розширює межі окремого заводу/фабрики та передбачає обмін інформацією за межами конкретного підприємства.

Взагалі ця вісь RAMI 4.0 не передбачає побудову ієрархічних систем, в яких функціональні компоненти підпорядковуються компонентам, які знаходяться безпосередньо над ними. Вона означує конкретний функціонал для кожного компоненту системи, які можуть взаємодіяти безпосередньо, навіть якщо знаходяться на не суміжних рольових рівнях, якщо цього вимагає логіка керування. Здатність всіх компонентів до зв’язку передбачає можливість простого налаштування, за рахунок використання І4.0-сумісного зв’язку, який повинен бути стандартним та передбаченим у всіх компонентах системи.

Таким чином, IEC-62264 відіграє істотну роль у формуванні передових поглядів на високотехнологічне виробництво. Обізнаність про цей стандарт, досвід його впровадження значно сприятиме переходу від Індустрії 3.0 до гнучкого, високоефективного, орієнтованого на задоволення потреб клієнта світу Індустрії 4.0. На такому підприємстві обладнання, сировина і готові продукти спілкуються між собою і спільно керують виробництвом. Заготовки самостійно знаходять свій шлях на всіх етапах виробничого процесу, а невеликі фабрики зможуть самостійно об’єднуватися в єдину промислову систему для виконання конкретного замовлення.

Тому може виникнути питання на скільки результати цих нових ініціатив чи то Німеччини, США, Китаю можна назвати Новими? Чи це просто дуже влучне об’єднання кращих світових напрацювань? Залишається також багато питань щодо самої RAMI4.0, зокрема:

  • яке місце в RAMI4.0 займають модель персоналу, матеріалу чи сегментів, означених в IEC 62264?
  • як матеріал перетворюється в продукт, і взагалі в актив?
  • як передбачається робити планування виготовлення продукції?

Питань набагато більше і вони потребують дослідження, і нам наразі невідомо, чи є відповіді на ці питання у самих розробників RAMI4.0. У свою чергу, закликаємо колег до об’єднання зусиль щодо розробки дорожніх карт і можливо своїх реферативних моделей компонентів І4.0, які б були адаптовані під теперішні реалії української промисловості.    

Деякі деталі RAMI4.0 Ви можете дізнатися подивившись вебінар за цим посиланням.  

Основні положення стандарту МЕК 62264

Багато з непосвячених в стандарт людей вважають що стандарт покликаний для забезпечення прозорості інформаційного обміну між застосунками на протокольному рівні, як це наприклад зроблено в OPC для інтегрування технічних та програмних засобів. Такого роду задачі вирішуються іншими стандартами та специфікаціями, і це не є сьогодні проблемою. Стандарт МЕК 62264 розроблений для інтегрування систем керування підприємством та виробництвом на функціональному рівні. Тобто задача стандарту не в забезпеченні передачі даних, а у означенні сутностей (що саме) і набору їх атрибутів (як саме). Для виділення цих сутностей (об’єктів) та їх опису в стандарті проводять послідовну процедуру розбивання (декомпозиції) системи керування підприємством на частини (див.рис.2).

Перш за все необхідно визначитися з тим, а взагалі, яку саме необхідно надавати інформацію і кому вона потрібна. Для цього стандарт  МЕК 62264 виділяє дві області керування: домен підприємства а також домен керування виробничими операціями та технологічними процесами (MO&C Manufacturing Operations and Control).  Принципи, за якими відбуваються це розділення наведені в п.5 першої частини стандарту. Умовно, все що стосується зовнішньо-економічної діяльності підприємства, стратегічного та довгострокового планування ресурсами, тощо, відносяться до домену підприємства, а виробничі операції – до MO&C. Далі, в межах кожного домену виділяються взаємопов’язані функції, частина з яких представляють інтерес в іншому домені. Так, наприклад, функція керування та контролю за ресурсами основного виробництва MO&C може бути використана в функції прогнозування випуску продукції на рівні ERP. Ці функції взаємопов’язані інформаційними потоками, які і є складовою тих даних, якими обмінюються рівні. Цю інформацію категоризують і описують у вигляді об’єктних моделей.

Таким чином, МЕК 62264 надає моделі та інформацію на різних рівнях деталізації та абстрагування. Кожна модель та схема збільшують рівень деталізації, представлений у попередній моделі.

Рисунок 2 – Структура моделей у стандарті

Згідно МЕК 62264 усе підприємство з точки зору функціонування включає кілька рівнів (рис. 3): бізнес-планування та логістики (L4), керування виробничими операціями (L3), керування порційним, неперервним або дискретним виробництвом (L2-L1), а також безпосередньо саме виробництво (L0). Рівні забезпечують різні функції та працюють у різних часових рамках.

Перша частина МЕК 62264 зосереджена саме на обміні інформацією між рівнем 4 та рівнем 3 функціональної ієрархічної моделі. Наприклад, з рівня 4 може надходити замовлення на рівень 3, а рівень 3 може надсилати інформацію про фактичну кількість виробленої продукції назад на рівень 4. Частина 1 МЕК 62264 визначає зміст таких та багатьох інших інформаційних потоків між діяльностями рівня керування виробничими операціями та підприємства. Стандартом означенні діяльності, що відповідають Рівню 4 та Рівню 3 функціональної ієрархії.

Рисунок 3 – Функціональна ієрархія виробничого підприємства

Перші дві частини стандарту МЕК 62264 означують обмін між L4 та L3, частини 3 та 4 описують внутрішню архітектуру MOM та призначені для стандартизації обміну підсистем рівня L3 між собою. 5-та частина показує один із способів реалізації таких обмінів. Слід відмітити що між L2 та L3 також є потреба в функціональній інтеграції, але стандартом МЕК 62264 ця взаємодія не описується. Тим не менше, є ряд стандартів, в область яких входить питання інтеграції MOM та АСКТП, зокрема в області порційного виробництва (ISA-88/IEC 61512), дискретного (PackML) та неперервного ( ISA-106). Наведені стандарти є «генетично» сумісні, так як мають спільні витоки та призначені для інтегрування усіх рівнів керування.

У загальному, усю діяльність підприємства можна звести в кількох груп функцій (рис.4). Частина функцій цих груп, що виділені на рисунку сірим в жовтому контурі, відносяться до домена виробництва.  «Виробництво» (Manufacturing) – це не тільки операції по виготовленню продукції (Production), які в українських стандартах відносяться до «основного виробництва». До виробничих входять також операції з запасами (Inventory), операції з контролю якості (Quality) та технічне обслуговування (Maintenance). Цими діяльностями традиційно займаються різні виробничі підрозділи і часто автоматизовані з використанням різних типів програмних засобів (EAM/ТОіР, LIMS, MES і т.п.). Стандарт об’єднав ці діяльності під один спільний знаменник  «виробничі операції», які користуються спільними моделями ресурсів, що дає змогу розглядати одні і ті самі сутності підприємства з різних точок зору. Тому він на концептуальному рівні легко поєднує скажімо устатковання з точки зору виробничників і обслуговуючого персоналу. Це дає змогу інтегрувати системи не тільки на різних рівнях ієрархії, але і на одному і тому ж рівні MOM.  Стандарт також дозволяє розширювати ці типи діяльностей.       

Рисунок 4 – Функціональна модель

Не дивлячись на такі абстрактні на перший погляд описи, стандарт містить дуже конкретні моделі. Під словом «модель» треба розуміти опис об’єктів та їх взаємозв’язки. По суті, інформація, яка слугує інтегруванню, включає в себе опис конкретних сутностей. Самими простими для розуміння сутностями є виробничі ресурси. Підприємство з точки зору ресурсів представляє собою взаємопов’язану сукупність (систему):

  • устатковання (equipment), яке виконує певну роль у виготовленні продукції
  • матеріали (materials) з яких виготовляється продукт і який представляє готовий продукт
  • персонал (personnel), який також приймає участь у виробництві
  • активи (asset) – устатковання з точки зору балансу підприємства

Правильне означення усіх моделей є дуже важливим при керуванні. На рис.5 показаний приклад ієрархії устатковання. Цеха включають в себе робочі центри, що виконують роль виготовлення напівпродукту за вказаними операціями, які вони можуть виконувати з вказаної сировини у вказаний період часу. Саме робочі центри, як правило, є одиницями оперативного планування. При плануванні проявляється особливість типу виробництва (неперервне, дискретне і порційне). Робочі вузли є «робочими конячками» процесу виконання операцій. Ці три рівні устатковання складають основу виробництва і описуються в термінах продуктивності і потреб в ресурсах. Устатковання на вищих рівнях цікавить діяльності L4, на нижчих – L2. Для стандартів ISA-88/IEC 61512, PackML та  ISA-106 – модель устатковання є єдиною, що робить її застосовною для інтеграції між цими рівнями.

Рисунок 5 – Модель устатковання

Слід відмітити, що з точки зору виробничників на підприємстві використовується устатковання (рольова ієрархія), а з точки зору обслуговуючого персоналу (електрики, механіки, КВПіА) – це є активами, які на певний час знаходяться в ролі певного устатковання (рис.6).

Рисунок 6 – Приклад ієрархії фізичних активів пов’язаної з ієрархією технологічного устатковання на основі ролей

Для операцій рівня L4 більш цікавими є не моделі ресурсів, а їх об’єднання з точки зору виконання певної операції. Тому окрім базових ресурсів в стандарті є «сегменти», які по суті об’єднують об’єкти різного типу для означення можливостей (сегмент процесу) або потреб (сегмент продукту) (рис.7).

Рисунок 7 – Відношення сегмента продукту до сегмента процесу

 Усі наведені вище ресурси формують інформаційний обмін між виробничими операціями та бізнес-рівнем. Існує чотири категорії інформації про виробничі операції, які відносяться до чотирьох категорій діяльностей керування виробничими операціями (див. рис. 8).

  1. Інформація про календарне планування – інформація про запити на виконання робіт у межах однієї або декількох категорій діяльностей.
  2. Інформація про результати діяльностей (показники виробництва) – Інформація про роботу, виконану в межах однієї або декількох категорій діяльностей.
  3. Інформація про продуктивність – інформація про можливості виконувати роботу в межах однієї або декількох категорій діяльностей.
  4. Інформація про означення – Інформація про означення роботи, яка може бути виконана в межах однієї або декількох категорій діяльностей.
Рисунок 8 – Інформація про виробничі операції

Друга частина стандарту описує усі об’єкти у вигляді моделей UML та таблиць, що робить цей стандарт достатньо конкретним, щоб програмні засоби, що повністю відповідають йому могли інтегруватися без додаткових затрат на реалізацію потрібних інтерфейсів.  

Третя та четверта частини стандарту зосереджені на взаємодії між функціями керування на рівні MOM (рис.9). Кожний потік описаний у вигляді моделей UML та таблиць, що дає змогу інтегрувати функції програмних засобів рівня MOM.

Рисунок 9 – Модель діяльностей MOM

Детально з перекладом стандарту українською мовою, ви можете ознайомитися, перейшовши за посиланням.