ISA95第一部分标准大纲中文理解.pdf
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1、ISA95 第一部分标准大纲中文理解 S95 的不同部分对不同的层次的功能分别定义,第一层 企业级的控制域定义在 S95的第一部分, 第二层次信息交换 方面,4 种信息流交换的分类和对象模型也定义在第一部分, 而底层的生产制造和控制层的域也定义在第一部分。 对象模型的属性定义在第二部分。 S95 的第三部分则对相应的生产活动做出定义。S95 的 第三部分定义了企业生产质量、生产和维护方面的常规活 动,从高度上指出了各活动之间的数据流,同时定义了8 种 基本生产活动:定义管理,资源管理,生产详细计划,生产 部署,生产执行,跟踪,分析和数据采集。 第一章 标准的主要内容和作用 第二章 参照标准 第
2、三章 标准中应用的29 个定义 3.4 物料清单: 所有组件、零件或用于产品制造的物料列表,包括用于 产品制造的每一种材料需求量。 3.5 资源清单: 所有在产品生产过程中需要的人力、物力列表,既是产 品制造过程中需要的关键资源列表 。资源清单通常用于预测 资源供应变化对生产计划排产的影响。 3.8 消耗: 消耗通常是指在特定的生产要求条件下,不包含在物料 清单中或不单独核算的资源。 3.9 控制域: 在第一部分标准中,控制域就是制造执行领域和控制领 域。 3.15 制造过程与控制域(MO&C domain) : 这个域包括 L3 层的 所有活动 和 L3 与其他各层之间的信 息流。 3.16
3、 材料分类: productioncentre中的 Class 用来描述以方便调度和规划为目的,将具有类似特点的 材料进行分组的一种手段。 3.17 材料批号: productioncentre中的 Lot 跟踪 一批材料的唯一识别码。材料批号主要描述了材料的实 际数量或者可用数量,当前状态以及具体属性值。 3.23 生产线: 用于具体数量产品生产的设备和人员 的组合。 3.25 生产单元: 一整套的 生产设备 ,这些设备将一种或多种原料通过物 理化学变化转换为半成品或成品。 3.26 产品段: 用于特定生产的资源规划和生产规则之间的共享信息 。 这是用于实现生产环节的人力资源、设备资源和材料
4、规格的 一个逻辑分组。 Product segments: the shared information between a plan-of-resources and a production-rule for a specific product. It is a logical grouping of personnel resources, equipment resources, and material specifications required to carry out the production step. 3.29 工作单元: 工作单元是指不同机器的组合,这些机器用于生
5、产具有 类似制造要求 的系列组件。 第四章 1、对以下章节内容的概括 图一 目的:描述模型和信息的层次结构 内容:域定义在第五章,域功能在五六章,效益 功能和效益信息流在第六章,信息分类和信息定义在第七章 图一标准中模型概述 域定义域功能效益功能 信息定义信息分类效益信息流 2、对纳入此标准中的功能和信息流范围的界定 图二 以数据流模型为例,对控制功能和非控制功能之 间的企业控制系统接口进行了描述 控制域以外的功能 (如:生产调度) 控制域内部的功能 (设备监测) 企业控制系 统的边界 效益的信息流 (如:生产计划或生产结果) 详细功能 概要功能 详细数据流 粗略数据流 图二企业控制系统接口
6、图 2 以数据流模型为例,对控制功能和非控制功能之间的企 业/ 控制系统接口进行了描述。【Figure 2 illustrates the enterprise-control system interface, as depicted in the data flow model, between control and noncontrol functions】灰色圆圈代表信息交换功能,并且在数据流模 型中进行描述。 白色圆圈代表的功能和虚线表示的数据流不 在本标准定义范围内。 第五章层次模型 1 功能层次模型图三 业务规划和物流 工厂生产计划、经营管理等 制造执行 - 控制 生产调度、详
7、细生产计划、可靠性保证等 离散控制连续控制批量控制 第4层 第2、1、0 层 第3层 第一部分标准 中接口位置 图三 功能层次模型 功能层次模型 第四层:业务 规划和物流 第三层: 制造执行-控制 0、1、2层:批量、 持续或离散控制 第四层活动 活动 功能 资源配置和监控 生产调度 数据采集 质量管理 过程管理 生产计划和跟踪 性能分析 作业计划和排产 文档控制 劳务管理 维护管理 5.1.1 第 4 层活动: 第 4 层活动包括: a) 收集 和维持 原材料及零部件的使用情况和现有库存, 并提供 用于购买 原材料和零部件的数据。 b) 收集和维持现有的整体能源使 用和库存数据, 并提供 购
8、买能源的数据。 c) 收集和维护 整个生产过程和货物清单文件。 d) 收集和维护与客户需求相关的质量控制文件 。 e) 收集和维护机械设备与设备使用和运行历史的文件, 需要预防和预测维护规划。 f) 收集和维护人力资源的使用数据,用于人员和会计的 使用。 g) 建立基本 的工厂 生产计划 。 h) 对已收订单中基础生产调度的修改应建立在资源供 应的改变,可利用能源,电力需求水平以及维护要求的基础 之上。 i) 发展最佳预防性维护和设备更新的时间表,用以配合 工厂的基本生产计划。 j) 在各个贮藏点, 确定原材料,能源,零部件和在生产 过程中的物品的最佳库存水平。这些功能也包括物料需求计 划和备
9、件的采购。 k) 在任何情况下重大生产发生中断时,都必须修改工厂 的基础生产计划。 l) 基于上述要求,制定生产能力规划。 5.1.2 第 3 层活动: 第三层活动包括: a) 汇报区域生产 ,包括可变制造成本。 b) 收集和维护 在生产,库存,人力,原材料,零部件和 能源消耗方面的数据 。 c) 执行数据的收集和工程功能需要的离线分析能力。 d) 必需人员功能的实现,例如: 工作时间统计, 假期安 排,劳动力调度, 工会线进程和内部培训以及人员资格认证。 e) 为自己的区域建立及时地详细生产计划 ,包括维护, 运输和其他与生产有关的需求。 f) 局部优化 其个别生产领域的成本 , 同时进行生
10、产计划 来建立第四层功能。 g) 修改生产计划 , 以弥补可能在其责任范围内发生的工 厂生产中断。 5.2 设备的层次结构模型图四 企业 生产厂 生产区域 生产单元 设备单元工作单元 过程单元生产线 包括一个或多个 包括一个或多个 包括一个或多个 包括一个或多个 包括一个或多个 包括一个或多个包括一个或多个 处理此处 对象的第 4层活动 处理此处 对象的第 3层活动 由第3层 或第4层 调度的最 底层设 备 用于批操作的较 低层设备 用于连续操 作的较低层 设备 用于重复或 离散操作的 较低层设 备 图四 设备层次模型 过程单元设备单元批量生产 ERP层包括企业、生产厂和生产区域? MES 放
11、在哪个位置? 企业可能包括生产厂和生产区域;生产厂可能包括生产 区域、生产线、过程单元以及生产单元。 生产单元是由 第 3 和第 4 层功能为连续型制造过程有代 表性地安排的最底层设备,指一整套的生产设备,这些设备 将一种或多种原料通过物理化学变化转换为半成品或成品。 (概念 3.25) 连续生产方式(流程式)如:化工、石油、冶金、食品、 造纸。 生产线是指用于具体数量产品生产的设备和人员的组 合。 (概念 3.23) 【狭义的生产线是按对象原则组织起来的, 完成产品工艺过程的一种生产组织形式,即按产品专业化原 则,配备生产某种产品(零、部件)所需要的各种设备和各 工种的工人,负责完成某种产品
12、(零、部件)的全部制造工 作,对相同的劳动对象进行不同工艺的加工。】 离散生产方式(加工装配型生产):如电子、机械 生产线构成简图 【物理模型 在 S88 中必须定义的最高层是过程单元,然后下层是 设 备单元 ,而 S95 的物理模型则包含更全面的内容:从最上层 的企业开始, 到下一层的生产厂生产区域 制造线 工作 设备 1设备 2 设备 3 电 自 监 仪 优 过 单元,其中的制造线对应于S88 中的过程单元,工作单元或 称生产单元对应于S88 中的设备单元Unit,而在此之下, 双 方均根据不同的流程特点定义相应的设备对象(摘自生产线 文档)】 第六章功能数据流模型 主要内容:图五 a)与
13、制造业有关的企业的职能 b)企业控制接口间传递的信息流 生产调度 (2.0) 生产成本账单 (8.0) 产品运输管理 (9.0) 生产库存控制 (7.0) 订单处理 (1.0) 材料和能源控制 (4.0) 维护管理 10.0 采购 (5.0) 质保(6.0) 生产控制 (3.0) 研究开发和设计 市场营销和销售 计划 生产 来料 与能 源接 收 产 品 订 单 可 达 到 长期 材料 和能 源需 求 材料 和能 源订 单需 求 进入 订单 确认 维护购买 订单需求 产品和加工需求 标准和顾客需求 质保结 果 装 载 确 认 装 载 释 放 成品库存 计划满载 生产能力 进度 短期材料和能源需求
14、 材料和能源库存 加工数 据 放弃加 工需求 标准 和顾 客需 求 产品 和加 工方 法 产品 和加 工技 术反 馈 产品 和加 工信 息需 求 方 法 和 标 准 的 维 护 需 求 的 维 护答 复 维 护 技 术 维 护 图五 企业-控制功能性模型 加工 数据 质量 保证 请求 标准中的 MES 11 个功能与图中功能不对应:生产库存控制 订单处理 企业-控制(生 产组织内)功能 订单处理( 1.0) 生产调度( 2.0) 生产控制( 3.0) 材料与能源控制单元(4.0) 采购( 5.0) 质量保证( 6.0) 产品库存控制( 7.0) 产品成本会计( 8.0) 产品航运管理( 9.0
15、) 维护管理( 10.0) 研究、开发和设计 市场营销和销售 (注释:与接口 有关的企业与 MES的功能) 文中对这些功能做了详细介绍。如: 6.1.1 订单处理( 1.0) 订单处理的一般功能包括: a)客户订单处理、接受和确认 b)销售收入预测 c)放弃与保留处理 d)毛利率报告 e)确定生产订单 订单处理和制造控制之间一般没有直接接口。 第七章对象模型 1 信息分类 生产能力信息 产品定义信息 生产信息 图六三个主要领域的信息模型与其它业务系统之间的信息 重叠 业务规划和物流信息 工厂生产计划、经营管理等 生产运营和控制信息 (区域监督,生产,调度,可靠性,保证等) 生产能力信息 (可达
16、到) 产品定义信息 (怎样开展生产) 生产信息 (过程和结果) 图六信息交换区域 图七生产能力信息 (通过信息交换说明需要的和可获得的 生产资源的容量和能力引自培训) 生产设备状态 可用生产设备 的调度 预防/预测性维护信息 生产能力 维护信息 生产能力 信息 生产能力调度信息 生产能力信息包括当前状态下可用的资源【生 产能力模型图 15】 维护信息 包括维护记录和生产能力模型以外的 其他信息。【生产能力模型图 15】 Capability scheduling information(生产能 力调度信息) 包括可用于生产单元,过程单元或生产线的 过程段。 生产设备状态 包括设备的定义,设备的
17、现状, 以及设备的使用历史。 【设备的容量和能力模型,维护模型】 生产能力 包括对能力的定义,以及人员,设备 和材料的状态。 【生产能力模型、能力调度模型共享此信息】 Scheduled production equipment availability (用于调度的生产设备的可用性)【生产能力信息、维护信 息、生产能力调度信息动态的交互(dynamic interaction) 】 预防 / 预测性维护信息 7.1.2 产品定义信息 图八产品定义信息 (通过交换产品的全周期管理信息描述 如何制造一个产品引自培训) 产品生产规则 资源清单 原料清单 特定生产的产品 信息与详细需求 产品段 特定
18、产品的材料信息,包括 与 产品无关的信息 (例如,装运材料) 特定产品的调度信息,包括产 品无关的信息 (例如,材料订单交付周期) 产品段 特定产品调度信息 产品生产规则用来指导制造 业如何生产一种产品的信息 原料清单生产产品所需的所有原料的清单, 该清单显示了每种原料所需的数量。原料清单是资源清单的 子集。 资源清单生产产品所需的所有资源列表。 产品段产品生产规则和资源清单之间的信息 重叠 图九 产品段的例子 时间轴 单元 #5 填充工序单元 单元 #5 混合工序单元 单元#5 混合工序单元 工作单元 #20 指令封盖 工作单元 #15 指令装载 产品段 过程单元 #1 预混合工序 生产线
19、#3 步骤 A23 图 9 的例子说明了以时间为横轴的Gantt 型图 的产品段, ( The example in Figure 9 illustrates product segments in a -type chart with time on the horizontal axis) 每 个方块对应于一个不同的产品段。 Production routing 是产品生产规则信息和原料信息清 单以外的资源信息清单之间的信息重叠。它代表了生产中所 有的非原料部分, 例如设备,人员和能源。 Production routing 包括产品段的有序序列。 Material routing 是生产
20、规则信息和原料清单信息的信 息重叠。 它代表了生产原料的输入以及它们用于产品段的哪 个部分。 图十 可能的信息重叠 资源清单 资源清单 产品生产 规则 产品生产规则 该图的左侧显示了一个示例,其中的制造系统保持某种产品 所需要的大部分信息。该图的右侧显示了一个例子:在业务 系统维护的大部分信息。 The left side of the figure shows an example where the manufacturing systems maintain most of the information required for a product. The right side of
21、 the figure shows an example where the business systems maintain most of the information. 7.1.3 生产信息 图十一 生产信息 (在第三部分标准中分为生产计划信息和生 产性能信息 。 ) 【生产计划信息 :通过信息交换说明何时何地生产何物以及 需要何种资源。生产性能信息 :通过信息交换说明生产 了什么,消耗了什么资源,也包括了所有商业系统所需要 的生产产品的反馈信息。引自培训】 生产材料信息 全部材料和设 备的库存信息 生 产调度和生产性能 生产段信息 生产调度信息 产品实际生产的 历史信息 产品库存信
22、息 生产中的调度信息 生产历 史信息 【 生产信息S95 广泛定义了以下4 个方面的内容: 生产性 能的信息 ; 产品和资源跟踪, 跟踪生产的产品和消耗的资源, 分析成本和生产性能,材料移动和产品谱系跟踪;产品和过 程分析 ,包括生产约束分析,生产关键指标分析,SPC/SQC 以及质量测试; 数据采集 ,包括对所有生产相关的数据的搜 集和存储。(摘自生产线文档)】 生产历史信息是关于产品生产的所有信息 的记录。可能有多种命名,例如批量日志,产品日志或旅行 者。 生产库存信息是关于库存原料的所有的信 息,包括原料的当前状态。通常情况下所有已经消耗的原料 和生产出的原料在生产库存信息中进行维护,有
23、时需要进行 财务评价的半成品也会在生产库存信息中进行维护。在一些 工厂生产库存信息可能包括能源信息。 生产调度信息调度模型包括关于调度生 产运行中的执行的所有信息。 生产段信息 是生产历史信息的一部分,这 部分生产历史信息包括生产的段信息并被用于调度。 (The production segment information is the part of the production history information that contains information on the segments of production and is used for scheduling.) 生产
24、原料信息是生产历史信息的一部分, 其中生产历史信息包括用于库存生产的材料信息。 生产调度和性能信息是生产信息,库存信 息和调度信息之间的共享信息。包括已消耗原材料,生产出 的产品和报废材料的定义。它还包括定义实际参加生产环节 的时间和生产多少材料和具体的生产环节消耗。这个信息通 常根据生产请求对实际生产进行跟踪并将信息反馈给调度 周期。 7.1.4 过程段 图十二 过程段信息 手工操作环节,例如, 重新包装 所有可用人员 能力 全自动过程段 材料能力 设备能力 可用于生产的材 料总量 人员能力 所有可用设备能力 零材料消耗段,例如,设 备安装 半自动过程段 图十三过程段之间的关系 B AE C
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