ГОСТ Р МЭК 62264-1-2014 Интеграция систем управления предприятием. Часть 1. Модели и терминология.

    ГОСТ Р МЭК 62264-1-2014

 

      

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

 

 ИНТЕГРАЦИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ

 

 Часть 1

 

 Модели и терминология

 

 Enterprise-control system integration. Part 1. Models and terminology

ОКС 25.040

         35.240.50

Дата введения 2016-01-01

 

      

 

      Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью "НИИ экономики связи и информатики "Интерэкомс" (ООО "НИИ "Интерэкомс") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

           

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

 

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 ноября 2014 г. N 1874-ст

 

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 62264-1:2013* "Интеграция систем управления предприятием. Часть 1. Модели и терминология" (IEC 62264-1:2003 "Enterprise-control system integration - Part 1: Models and terminology", IDT).

 

           

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

 

5 ВЗАМЕН ГОСТ Р МЭК 62264-1-2010

 

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2020 г.

 

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

 

 

 Введение

Настоящий стандарт содержит описание основных функций предприятия в сфере производства и контроля, а также общие сведения об информационном взаимодействии в данных сферах. Другие части комплекса стандартов МЭК 62264 устанавливают способы наиболее надежного, защищенного и экономически эффективного обмена информацией, обеспечивающие целостность всей системы. В рамках настоящего стандарта сфера производства и контроля включает в себя системы управления производственными процессами, системы управления производством и другие связанные с ними системы и оборудование, связанное с производством. Термины "предприятие", "управление", "технологический контроль" и "производство" используются в самом общем смысле и подходят для их применения к большому числу отраслей промышленности.

 

Комплекс стандартов МЭК 62264 состоит из нескольких частей и определяет интерфейсы между функциями предприятия и управляющими воздействиями. В настоящем стандарте приведены стандартные модели и терминология, необходимые для описания интерфейсов между производственными системами предприятия и системами управления технологическими процессами. Модели и терминология, представленные в настоящем стандарте, служат следующим целям:

 

a) отражают успешный практический опыт интеграции автоматизированных систем управления с управленческими системами предприятия на протяжении всего жизненного цикла систем;

 

b) могут быть использованы для расширения существующих возможностей интеграции управленческих и производственных систем предприятия;

 

c) могут быть применены независимо от исходной степени автоматизации предприятия.

 

В частности, в настоящем стандарте предложены стандартная терминология и непротиворечивое множество принципов и моделей для интегрирования систем управления с производственными системами, что должно улучшить возможности взаимодействия между всеми участниками процесса управления. Такая интеграция должна:

 

a) сократить временные затраты на достижение проектных объемов выпуска новых видов продукции;

 

b) создать поставщикам благоприятные условия для поставки соответствующих инструментальных средств интеграции систем управления с производственными системами предприятий;

 

c) позволить конечным пользователям лучше определять свои реальные потребности;

d) сократить затраты на автоматизацию технологических процессов;

 

e) оптимизировать цепочки поставок;

 

f) уменьшить затраты на проектные работы в течение жизненного цикла систем.

 

Настоящий стандарт предназначен для тех, кто:

 

a) принимает участие в проектировании, строительстве или эксплуатации промышленных предприятий;

 

b) отвечает за определение взаимодействия между системами управления производством и технологическими процессами и другими системами коммерческого предприятия;

 

c) принимает участие в разработке, создании, маркетинге и внедрении средств автоматизации, используемых для обеспечения взаимодействия производственных процессов и бизнес-систем;

 

d) принимает участие в определении, разработке и управлении созданием продукции, ее движении и хранении на промышленных предприятиях.

 

Настоящий стандарт не содержит:

 

- предложений по единственному способу интеграции систем управления с производственными системами предприятия;

 

- принуждения пользователей настоящего стандарта к отказу от применяемых ими методов интеграции, или

 

- ограничений на ведущиеся разработки в области интеграции систем управления с производственными системами предприятия.

 

В разделе 5 описаны иерархические модели видов деятельности, связанных с промышленными предприятиями, где в общих чертах рассмотрены те виды деятельности (работ), которые связаны с производственными процессами и управлением (контролем), а также существующие на уровне материально-технического обеспечения. В этом разделе описана иерархическая модель оборудования, связанного с производственными процессами и управлением. Раздел 5 также содержит определения формата моделей и терминологию.

 

В разделе 7 подробно представлена информация, которая содержится в информационных потоках, рассмотренных в разделе 6, с целью создания единой терминологии для обмениваемых информационных элементов. В разделе 7 содержатся формальные определения моделей и терминология, атрибуты и свойства которых формально не определены в данном разделе настоящего стандарта.

 

В разделе 8 приведено описание категорий информационных структур, которыми обмениваются между приложениями на уровнях 4 и 3, а также предоставлены информационные категории, которыми обмениваются между приложениями в пределах уровня 3.

В разделе 9 приведены заключения относительно совместимости реализаций, соответствия спецификациям (техническим требованиям), полноты этих спецификаций и реализаций согласно настоящему стандарту.

 

В приложении А рассмотрены взаимосвязи между комплексом стандартов МЭК 62264 и другими публикациями по стандартизации в сфере производства.

 

В приложении В предоставлен перечень стандартов, в целом связанных с интеграцией предприятия.

 

В приложении С описаны факторы развития бизнеса и ключевые показатели эффективности, которые являются причинами обмена информацией между бизнес-функциями и функциями управления.

 

В других частях комплекса стандартов МЭК 62264 рассмотрены способы наиболее надежного, защищенного и экономически эффективного обмена информацией, обеспечивающие целостность всей системы.

 

 

      1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на принципы организации интерфейсов между функциями управления технологическими процессами и другими функциями предприятия. В настоящем стандарте установлено описание домена управления производственными процессами (уровень 3) и их видов деятельности, а также интерфейс взаимодействия и связанные с ними операции уровня 3 и между уровнями 3 и 4. Подобное описание позволяет производить объединение доменов производственных процессов и управления (уровни 3, 2, 1) с доменом предприятия (уровень 4). Интерфейс взаимодействия между уровнями 3 и 2 рассмотрен достаточно кратко.

 

Целью настоящего стандарта является унификация и повышение терминологической совместимости, связанной с интерфейсом взаимодействия, снижением рисков, стоимости и ошибок. Настоящий стандарт можно использовать для облегчения реализации нового ассортимента продукции. Целью данного стандарта также является создание систем на уровне предприятия и систем управления, которые будут совместимыми между собой и легко интегрироваться.

 

Настоящий стандарт распространяется:

 

a) на наглядное представление совокупности производственных операций и границ системы управления;

 

b) рассмотрение структуры основных активов предприятия, вовлеченных в производственный процесс;

 

c) определение перечня функций, обеспечивающих сопряжение функциональной структуры управляющей системы с функциональной структурой предприятия;

 

d) описание информации, которую одновременно используют и в производственной системе предприятия, и в системе управления.

 

 

      2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).

IEC 61512-1:1997, Batch control - Part 1: Models and terminology (Управление периодическими (технологическими) процессами. Часть 1. Модели и терминология)

 

IEC 62264-2, Enterprise-control system integration - Part 2: Object and attributes for enterprise-control system integration (Интеграция системы управления предприятием. Часть 2. Объект и атрибуты для интеграции системы управления предприятием)

 

IEC 62264-3, Enterprise-control system integration - Part 3: Activity models of manufacturing operations management (Интеграция системы управления предприятием. Часть 3. Модели деятельности управления технологическими операциями)

 

IEC 62264-5, Enterprise-control system integration - Part 5: Business to manufacturing transactions (Интеграция систем управления предприятием. Часть 5. Операции "бизнес-производство")

 

ISO/IEC 19501:2005, Information technology - Open Distributed Processing - Unified Modeling Language (UML) Version 1.4.2 (Информационные технологии. Открытая распределительная обработка. Унифицированный язык моделирования (UML). Версия 1.4.2)

 

ISO 15704:2000
, Industrial automation systems - Requirements for enterprise-reference architectures and methodologies (Системы промышленной автоматизации. Требования к архитектуре эталонных предприятий и методологии)
 

________________

Заменен на ISO 15704:2019.
 

           

 

 

      3 Термины, определения и аббревиатуры

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

 

 

      3.1 Термины и определения

3.1.1 работа (деятельность), функция (activity, function): Совокупность заданий, которую можно классифицировать как обладающую единой целью.

3.1.2 производственный участок (area): Физическая, территориальная или логическая группа объектов, определяемая в рамках производственной площадки.

3.1.3 доступная мощность (available capacity): Производственная мощность, которая могла бы быть использована, но пока не доступна для выпуска текущей или будущей продукции.

3.1.4 ведомость материалов (bill of material): Полный перечень сборочных узлов, деталей или материалов, которые используют при выпуске промышленного изделия, с указанием необходимого количества по каждой позиции.

Примечание - Термин "изделие" может относиться как к конечной продукции, так и к полуфабрикатам.

 

3.1.5 номенклатура ресурсов (bill of resources): Полный перечень ресурсов, потребляемых при выпуске промышленного изделия, с указанием времени и места их использования в производственном процессе.

Примечание 1 - Этим перечнем также может быть список основных ресурсов, необходимых для изготовления изделия, привязанный к производственным участкам и часто используемый для прогнозирования влияния изменений календарного плана выпуска продукции на поставку ресурсов.

Примечание 2 - Номенклатура ресурсов обычно не содержит расходных материалов.

 

3.1.6 способность, возможность (capability): Способность к выполнению действий, характеризуемая определенной квалификацией и мерой производительности.

3.1.7 производительность (capacity): Мера способности к выполнению определенных функций, элемент оценки способностей.

Примечание - Более подробную информацию по этому термину см. в приложении F.

 

Пример - Меры производительности, расхода, массы или объема.

3.1.8 зафиксированная производительность (committed capacity): Используемый или запланированный к использованию показатель производительности.

3.1.9 расходные материалы (consumables): Ресурсы, которые обычно не включают в ведомости материалов и не учитывают отдельной строкой в конкретных производственных заявках.

3.1.10 предприятие (enterprise): Одна или несколько организаций, имеющих определенное назначение, общие цели и задачи по выпуску конкретной продукции или предоставлению определенных услуг.

3.1.11 область предприятия (enterprise domain): Область, которая содержит все работы на уровне 4, а также информацию, которая поступает на уровень 3 и передается с него.

3.1.12 завершенная в производстве продукция (finished goods): Готовые изделия, прошедшие все производственные операции обработки.

3.1.13 отказ от конечной продукции (finished goods waiver): Документы, разрешающие использование материалов и деталей, не полностью соответствующих требованиям технических условий.

3.1.14 оперативный запрос на отказ от продукции (in-process request waiver): Запрос относительно отклонений от стандартных технологических процедур.

Примечание - Отказ может быть обусловлен отклонениями в характеристиках материалов, оборудования или в параметрах качества [в тех случаях, когда могут обеспечиваться стандартные технические характеристики продукции (изделия)].

 

3.1.15 управление операциями с товарно-материальными запасами (inventory operations management): Работы в пределах уровня 3 на производственном предприятии, которые позволяют координировать, управлять и отслеживать товарно-материальные запасы и перемещение материалов между производственными операциями.

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

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

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

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

3.1.20 уровень 0 (level 0): Функции, связанные с реальным физическим процессом.

3.1.21 промышленное предприятие (manufacturing facility): Производственная площадка и/или участок внутри нее, включающие в себя ресурсы и все виды деятельности, связанные с использованием этих ресурсов.

3.1.22 управление производственным процессом (операциями) (manufacturing operations management, MOM): Все виды деятельности на уровне 2 на промышленном предприятии, которые обеспечивают координацию работ персонала, оборудования и использование материалов при производстве.

3.1.23 домен управления производственными процессами (manufacturing operations management domain, MOM domain): Домен, который включает в себя все виды деятельности на уровне 2 и информацию, поступающую на уровни 1, 2 и получаемую с этих уровней.

Примечание - Указанный домен является частью домена промышленных операций и управления.

 

3.1.24 управление процессом технического обслуживания (maintenance operations management): Все виды деятельности промышленного предприятия на уровне 2, которые позволяют координировать, направлять и отслеживать функции технического обслуживания оборудования, инструментов и связанных с ними активов и которые будут гарантировать их пригодность для производства, а также планирование реактивного, периодического, предупредительного и активного технического обслуживания.

3.1.25 рабочий сегмент (operations segment): Определение численности персонала, оборудования, реальных активов и материальных ресурсов, необходимых для завершения рабочего этапа производства и конкретного определения операции.

3.1.26 технологический сегмент (process segment): Не зависящее от конкретной продукции представление совокупности ресурсов, необходимых для участка производства, со степенью детализации, требуемой для поддержки бизнес-процессов, которые тоже могут не иметь привязки к конкретной продукции.

3.1.27 продукция, продукт (product): Желаемое конечное изделие или полуфабрикат, получаемые в ходе производственных процессов на предприятии.

Примечание - Продукцией может быть промежуточный продукт, конечная продукция или готовые товары для заинтересованной коммерческой стороны.

 

3.1.28 определение (характеристики) продукции (product definition): Определение персонала, оборудования, реальных активов, материальных ресурсов, регламента производства и планирования, необходимых для создания продукции, со ссылкой на спецификацию на материалы, регламент изготовления продукции и номенклатуру ресурсов.

3.1.29 сегменты производственного процесса (product segment): Информационные объекты, фигурирующие одновременно в спецификации ресурсов и в инструкции по изготовлению конкретного изделия.

3.1.30 производственные мощности (production capacity): Совокупность ресурсов, обеспечивающая возможность выпуска предприятием конкретной продукции.

Пример 1 - Эти мощности включают в себя рабочий коллектив, оборудование, материалы, а также возможности технологического сегмента.

Пример 2 - Эти мощности включают в себя полную сумму текущей заявленной мощности, свободной мощности и недостижимой мощности промышленного предприятия.

Пример 3 - Эти мощности включают в себя максимальную устойчивую производительность (объем выпуска), которую можно достигнуть при заданном ассортименте продукции, сырье, рабочей силе, производственном помещении и оборудовании.

3.1.31 управление производством (production control): Совокупность функций, обеспечивающая эффективную организацию производства в масштабах всего предприятия или производственного участка.

3.1.32 производственная линия (production line): Совокупность оборудования, специализированная на производство определенного количества изделий (или группы изделий).

Примечание - Технологическая линия является разновидностью рабочего места.

 

3.1.33 управление производственным процессом (операциями) (production operations management): Все виды деятельности на уровне 2 на промышленном предприятии, которые обеспечивают координацию, руководство, управление и отслеживание функций, использующих сырье, энергию, оборудование, персонал и информацию для производства продукции, с учетом требуемых затрат, объемов, качества, безопасности и временной протяженности.

3.1.34 инструкция по изготовлению изделия (production rules): Информация, используемая для определения операций по изготовлению конкретной продукции.

3.1.35 производственный блок (production unit): Совокупность производственных агрегатов, обеспечивающая преобразование или разделение одного либо нескольких исходных материалов для получения полуфабрикатов или готовой продукции.

Примечание - Производственная единица является разновидностью рабочего места.

 

3.1.36 материальный актив (physical asset): Реальный (физический) объект, который однозначно идентифицируется и отслеживается для выполнения технического обслуживания и/или по финансовым соображениям.

Примечание - Комплекс стандартов МЭК 62264 рассматривает материальные активы, используемые в качестве оборудования, хотя на предприятии может быть и множество других материальных активов.

 

3.1.37 менеджмент процессов контроля качества (quality operations management): Все виды деятельности на уровне 3 на промышленном предприятии, которые обеспечивают координацию, руководство и отслеживание функций измерения и отчетности по результатам контроля качества.

3.1.38 ресурс (resource): Объект хозяйственной деятельности, обеспечивающий использование некоторых или всех производственных возможностей, требуемых для осуществления функций предприятия или реализации бизнес-процессов (в контексте данного стандарта - это совокупность персонала, оборудования и исходных материалов).

3.1.39 производственная площадка (site): Определенная физическая, географическая и/или логическая группа компонентов промышленного предприятия.

3.1.40 блок хранения (storage unit): Выделенное физическое пространство и/или оборудование, специализированные на хранении материалов и/или оборудования в зоне хранения.

Примечание - Блок хранения является разновидностью рабочего блока.

 

3.1.41 зона хранения (storage zone): Выделенное физическое пространство и/или оборудование, специализированные на хранении материалов и/или оборудования.

Примечание - Зона хранения является разновидностью рабочего места.

3.1.42 недостижимая мощность (unattainable capacity): Часть производственной мощности предприятия, которая не может быть достигнута.

Примечание - Последнее обычно может быть обусловлено такими факторами, как неготовность оборудования, недостаточно оптимальное планирование или ограничение ресурсов.

 

3.1.43 рабочий модуль (work cell): Оборудование, сгруппированное для изготовления семейства деталей, отвечающих сходным производственным требованиям.

Примечание - Производственный модуль является разновидностью рабочего блока.

 

3.1.44 рабочее место (work center): Элемент оборудования (находящийся ниже производственного участка в ролевой иерархии оборудования), который обеспечивает производство, хранение, перемещение материалов или выполнение любых других плановых работ на уровне 3 или 4.

3.1.45 рабочий блок (work unit): Элемент оборудования (находящийся ниже рабочего места в ролевой иерархии оборудования), который обеспечивает производство, хранение, перемещение материалов или выполнение любых других видов работ на уровне 3 или 4.

 

 

      3.2 Аббревиатуры

В настоящем стандарте использованы следующие сокращения:

 

ВОМ - ведомость материалов;

 

CIM - компьютеризированная система управления производством;

 

MESA - ассоциация промышленных предприятий по решению проблем контроля и оптимизации производственных процессов;

 

МО&С - производственные операции и управление;

 

MOM - управление производственным процессом;

 

MRP - планирование потребностей в материалах;

 

PRM - базовая модель Пурдью (Purdue);

 

SPC - статистический контроль производственных процессов;

 

SQC - статистический контроль качества;

 

UML - универсальный язык моделирования (ИСО/МЭК 19501);

 

WIP - незавершенное производство.

 

 

      4 Обзор проблем интеграции систем управления предприятием

Для успешного рассмотрения проблем интеграции систем управления предприятием необходимо вначале определить границу между доменом предприятия и доменом управления производственными операциями (МО&С). Эта граница идентифицируется с помощью соответствующих моделей, которые отображают функции предприятия, физическое оборудование и информацию внутри домена МО&С, а также информационные потоки между двумя указанными доменами.

 

Существует множество различных моделей, представляющих функциональные структуры и интеграцию управленческой системы с производственной системой предприятия:

 

a) иерархические модели, которые описывают уровни функциональной структуры и связанные с ними домены управления в рамках промышленных предприятий, представлены в разделе 5. Они базируются на эталонной модели Университета Пурдью для автоматизированного предприятия, обозначаемой как PRM (Purdue Reference Model); на унифицированной функциональной модели MESA и на иерархической модели производственного оборудования, предложенной в МЭК 61512-1. Подробно модели видов деятельности в производственном процессе рассмотрены в МЭК 62264-3.

 

Примечание 1 - См. в Библиографии - под ред. WILLIAMS Т.J., Базовая модель компьютеризированной системы управления производством (CIM), Описание промышленной автоматизации с точки зрения базовой CIM-модели Пурдью.

 

Примечание 2 - См. в Библиографии - MESA International, Функциональные возможности MES и возможности передачи данных от MRP к MES - Белая книга N 2 со ссылкой на Белую книгу MESA, в которой определены функциональные возможности MES;

 

b) модель потоков данных, которая описывает функциональную структуру и информационные потоки внутри производственных предприятий, приведена в разделе 6; она тоже базируется на эталонной модели Университета Пурдью для автоматизированного предприятия;

 

c) объектная модель, описывающая информацию, которая может перетекать через границу между производственной и управленческой системами, представлена в разделе 7.

 

В настоящем стандарте предложены модели и описания информации с различными уровнями детализации и абстрагирования. Эти уровни показаны на рисунке 1, который служит своеобразной картой, облегчающей понимание дальнейших описаний, представленных в настоящем стандарте. Каждая последующая модель и диаграмма отличаются большей степенью детализации по сравнению с представлением в предыдущей модели.

 

 

 

 

 

 

Domain descriptions (Clause 5)

Описание доменов

Activities and functions in domains (Clause 5 and 6)

Функции в доменах

Functions of interest (Clause 6 and 7)

Рассматриваемые функции

Object models of information (IEC 62264-2)

Описание информации

Categories of information (Clause 8)

Категории информации

Information flows of interest (Subclause 6.5)

Рассматриваемые информационные потоки

 

     

Рисунок 1 - Обзор моделей, используемых в стандарте

           

Модели начинаются с описания домена систем управления и домена систем предприятия. Рассмотрение этих доменов приведено в разделе 5.

 

Функции внутри указанных доменов представлены в разделах 5 и 6. Рассматриваемые функции, имеющие отношение к настоящему стандарту, описаны более подробно в разделе 6. Информационные потоки между этими функциями приведены в 6.5.

 

Описание категорий информации приведено в разделе 8. Формальные объектные модели информации приведены в МЭК 62264-2.

 

Информационные потоки, циркулирующие между функциями и определяемые как относящиеся или не относящиеся к домену управления, описывают границу между предприятием и его управленческой системой. Информационный обмен между функциями внутри домена управления и информационный обмен между функциями вне этого домена настоящим стандартом не охвачены. На рисунке 2 показан интерфейс "предприятие - система управления" в том виде, в каком он отображен в модели потоков данных между управленческими и неуправленческими функциями; темные кружочки указывают на функции обмена информацией, которые описаны в модели потоков данных. Функции, обозначенные белыми кружочками, и потоки данных, показанные пунктирными линиями, рассмотрены как внешние по отношению к настоящему стандарту.

 

 

 

 

 

 

Functions outside the manufacturing operations and control domain (e.g. production scheduling)

Рассматриваемые информационные потоки (например, календарное планирование и результаты производства)

Information flows of interest (e.g. production schedule and production results)

Функции вне домена управления (например, календарное планирование производства)

Enterprise-control system boundary

Граница между предприятием и управленческой системой

Functions within the manufacturing operations and control domain (e.g. equipment monitoring)

Функции внутри домена управления (например, текущий контроль оборудования)

Functions detailed

Детализируемые функции

Functions not detailed

Не детализируемые функции

Information flows detailed

Детализируемые потоки данных

Information flows not detailed

Не детализируемые потоки данных

 

     

Рисунок 2 - Граница между предприятием и его управленческой системой

 

      

     

 

      5 Модели иерархических структур

 

 

      5.1 Вводные замечания

В разделе 5 представлены модели иерархических структур, относящиеся к системам управления производством и другим коммерческим системам.

 

Примечание - Помимо иерархии видов деятельности, существует также иерархия проектных решений и соответствующего планирования, входящие в интеграцию систем управления предприятием. Иерархия решений описана в ИСО 15704.

 

 

      5.2 Функциональная иерархия

5.2.1 Уровни иерархии

 

На рисунке 3 отображены различные уровни модели функциональной иерархии: планирование и материально-техническое обеспечение хозяйственной деятельности, управление производственными операциями и управление серийным, непрерывным или дискретным производством. Модель показывает иерархические уровни, на которых принимаются решения. В настоящем стандарте рассмотрена граница между уровнями 4 и 3 иерархической модели. Обычно это граничный слой между функциями календарного планирования и функциями оперативного управления и координации на цеховом уровне.

 

Примечание 1 - Обычно они связаны с взаимодействием между планированием производства на предприятии и оперативным управлением/координацией работ производственных цехов предприятия.

 

Рисунок 3 иллюстрирует и описывает уровни модели функциональной иерархии.

 

 

 

 

 

 

Business planning and logistics

Бизнес-планирование и логистика

Manufacturing operations management

Управления производством

Batch control

Проверка партии

Continuous control

Непрерывный контроль

Discrete control

Дискретное управление

Level 4

Уровень 4

Establishing the basic plant schedule for production, material use, delivery, shipping, determining inventory levels, operational management, etc.

Установление основных позиций графика производства, использования материала, перевозка, доставка, определение уровня запасов, оперативное управление и др.

Time Frame

Сроки

Months, weeks, days

Месяцы, недели, дни

Level 3

Уровень 3

Work flow/recipe control to produce the desired end products. Maintaining records and optimizing the production process, dispatching production, detailed production scheduling, reliability assurance, etc.

Рабочий поток/путь управления для получения желаемого конечного продукта. Ведение учета и оптимизация производства, диспетчеризация производства, детальное планирование производства, обеспечение надежности и др.

Time Frame

Сроки

Days, shifts, hours, minutes, seconds

Дни, смены, часы, минуты, секунды

Level 2

Уровень 2

Monitoring, supervisory control and automated control of the production process

Мониторинг диспетчерского контроля и автоматизированного управления производственным процессом

Time Frame

Сроки

Hours, minutes, seconds, subseconds

Часы, минуты, секунды, часть секунды

Level 1

Уровень 1

Sensing and manipulating the production process

Зондирование и управление производственным процессом

Level 0

Уровень 0

The actual production process

Процесс производства

 

     

Рисунок 3 - Функциональная иерархия

           

Уровень 0 определен для реальных физических процессов.

 

Уровень 1 определен для тех видов деятельности, которые связаны с измерением и воздействием на физические процессы и охватывают временные интервалы, длительностью не более чем несколько секунд.

 

Уровень 2 определен для тех видов деятельности, которые связаны с непрерывным контролем и управлением физическими процессами и охватывают временные интервалы, длительностью в несколько часов, минут, секунд и долей секунд.

 

Уровень 3 определен для тех видов деятельности, которые связаны рабочим потоком при производстве требуемой продукции, включая работы по ведению учета/координации процессов, и охватывают временные интервалы, длительностью в несколько дней, смен, часов, минут и секунд.

 

Уровень 4 определен для тех видов деятельности, которые связаны с бизнесом и необходимы для управления производством. Связанные с производством виды деятельности включают в себя утверждение основного плана работы предприятия (например, использование материалов, доставки и перевозок), определение уровня материальных запасов и получение гарантий того, что материалы для производства будут поставлены вовремя и в нужное место. Информация, получаемая на уровне 3, имеет решающее значение для работ, проводимых на уровне 4. Уровень 4 обычно охватывает временные интервалы, длительностью в несколько месяцев, недель и дней.

 

Примечание 2 - Существуют и иные, не связанные с производством виды бизнес-деятельности, которые могут относиться к уровням 1-4 (и даже к более высоким уровням, например меры по обеспечению безопасности), однако они не определены в МЭК 62264.

 

Примечание 3 - Термины "функция" и "вид деятельности (работа)" использованы как синонимы.

 

Уровни 2, 1 и 0 представляют функции диспетчерского управления производственными модулями или технологическими линиями, функции оперативного управления и функции управления технологическими процессами, они не охвачены настоящим стандартом. Выделение и разметка уровней основаны на установившейся практике и более подробно обсуждаются в приложении D. Уровень 0 отображает процесс - обычно технологический или производственный. Уровень 1 представляет ручной ввод данных, датчики и исполнительные механизмы, используемые для контроля и регулирования процесса. Уровень 2 показывает управляющие воздействия (осуществляемые вручную или с помощью автоматики), которые обеспечивают стабильность процесса и удерживают его под контролем. Для функций указанных уровней существует несколько различных моделей, основанных на конкретных стратегиях организации производства.

 

В настоящем стандарте термин MOM определен для видов деятельности на уровне 3 и информационных потоков, а термин МО&С - для видов деятельности на уровнях 1, 2 и 3 и информационных потоков. В МЭК 62264-1 предполагается, что все виды деятельности напрямую не представлены в МО&С, чтобы быть частью области предприятия.

 

5.2.2 Критерии отбора функций для включения в домен производственного управления

Критериями для определения видов деятельности, которые необходимо включать в уровень 3, 2 или 1, должны быть те виды деятельности, который вносят непосредственный вклад в производство, дают информацию о персонале, оборудовании или материале и отвечают любому из следующих условий:

 

a) деятельность имеет решающее значение для безопасности предприятия;

 

b) деятельность имеет решающее значение для надежности работы предприятия;

 

c) деятельность имеет решающее значение для эффективности работы предприятия.

 

Примечание 1 - Абсолютная эффективность предприятий может зависеть от факторов, которые неподконтрольны данному предприятию (графики MRP-планирования, ассортимент продукции и т.д.). Данные виды деятельности не входят в уровень 3, 2 или 1;

 

d) деятельность имеет решающее значение для качества продукции;

 

e) деятельность имеет решающее значение для поддержания совместимости с нормативными требованиями.

 

Пример - Поддержание совместимости с требованиями региональных, государственных и других организаций, связанных с продукцией и их производством.

Примечание 2 - Эта деятельность связана с учетом таких факторов, как безопасность, соответствие требованиям охраны окружающей среды и существующим принципам добросовестного производства.

 

Примечание 3 - Существуют и другие критерии, например связанные с политикой компании и ее организационной структурой или с характером операций, которые могли бы расширить область производственного управления (см. приложение А).

 

Примечание 4 - Такие мероприятия, как управление выплатой зарплаты и должностями персонала, могут стать важными для запуска промышленного предприятия, однако их нельзя считать частью управления производственным процессом.

 

5.2.3 Операции уровня 4

Операции уровня 4, как правило, включают в себя:

 

a) сбор/хранение сырья и использование запасных частей и доступных запасов, а также предоставление данных для закупки сырья и запасных частей;

 

b) сбор и хранение данных об общем потреблении энергии и доступных запасов, а также предоставление данных для приобретения источника энергии;

 

c) сбор и хранение данных об общих товарах в технологических и производственных инвентаризационных файлах;

 

d) сбор и хранение файлов контроля качества, поскольку они связаны с требованиями заказчика;

 

e) сбор и хранение данных об использовании механизмов и оборудования, а также файлов с их жизненным циклом, которые необходимы для планирования профилактического/предупредительного технического обслуживания;

 

f) сбор и хранение данных об использовании рабочей силы для их передачи для кадрового и бухгалтерского учета;

 

g) формирование основного графика производства на предприятии;

 

h) изменение основного графика производства для полученных заказов в зависимости от наличия ресурсов, доступных источников энергии, уровня потребления электроэнергии, а также требований к техническому обслуживанию;

 

i) разработка оптимального регламента профилактического обслуживания и графиков обновления оборудования в координации с основным графиком производства на предприятии;

 

j) определение в процессе оптимальных уровней запасов сырья, источников энергии, запасных частей и товаров в каждом пункте хранения. Эти функции также включают MRP и закупки запасных частей;

 

k) изменение основного графика производства по мере необходимости при прерывании основного производства;

 

I) планирование производственных мощностей на основе всех вышеуказанных видов деятельности.

 

5.2.4 Операции уровня 3

 

5.2.4.1 Общие виды деятельности на уровне 3

 

На уровне 3 обычно выполняются следующие операции:

 

a) формирование отчетов о выпуске продукции производственным участком, включая определение переменных производственных затрат;

 

b) сбор и накопление данных о ходе производства на участке, о состоянии запасов, о трудозатратах, расходе сырья, использовании запчастей и энергии;

 

c) сбор и анализ в пакетном режиме данных, требуемых для функций проектирования; это может быть, например, статистический анализ качества или другие похожие контрольные функции;

 

d) функции, связанные с персоналом: сбор статистики выполнения рабочих операций (например, по временным затратам и составу задач), планирование отпусков, планирование подготовки кадров, согласование тарифных ставок с профсоюзом, внутреннее обучение персонала и оценка его квалификации;

 

е) формирование оперативного производственного графика для данного уровня с охватом функций технического обслуживания, транспортных операций и обеспечение других производственных нужд;

 

f) локальная оптимизация затрат производственного участка при выполнении календарного плана, подготовленного на уровне 4;

 

g) изменение производственных графиков в целях компенсации простоев объекта, которые могут возникать на тех или иных участках производства;

 

h) управление производственным процессом;

 

i) управление процессом технического обслуживания производственного оборудования;

 

j) управление процессом лабораторных испытаний и испытаниями для определения качества материалов;

 

k) управление перемещениями и хранением материалов;

 

I) преобразование ориентированной на бизнес информации, используемой для обмена данных с уровнем 4, в информацию, ориентированную на управление производственным процессом и используемую на уровне 3 и ниже.

 

Описания основных функциональных возможностей, указанных в 5.2.4.2-5.2.4.13, связаны с различными общими видами деятельности на уровне 3.

 

5.2.4.2 Распределение ресурсов и управление их использованием

 

Домен управления включает функции управления теми ресурсами, которые имеют прямое отношение к управлению производственным процессом. К числу этих ресурсов относят машины, станки, квалифицированных специалистов, материалы, вспомогательное оборудование, рабочие документы и прочие объекты, необходимые для начала и доведения до конца выполняемой работы. Управление этими ресурсами может предусматривать их локальное резервирование для достижения целей, определенных календарным планом.

 

В домене управления гарантируется, что оборудование должным образом настроено на выполнение надлежащего процесса и все необходимые для этого ресурсы выделены. Здесь также формируется в реальном времени информация о текущем состоянии ресурсов и фиксируется подробная предыстория их использования.

 

5.2.4.3 Диспетчерское управление производством

 

В домене управления реализованы функции управления потоками продукции, представленными в форме работ, заказов, групп изделий, партий и рабочих заданий, посредством направления продукции на конкретные производственные агрегаты и конкретному персоналу. Диспетчерская информация обычно представляется заданной последовательностью работ и может изменяться в реальном масштабе времени в зависимости от событий, происходящих на цеховом уровне.

 

В домене управления предписанные графики работ могут претерпевать изменения в пределах согласованных ограничений, в зависимости от наличия локальных производственных возможностей и от текущих условий производства. Диспетчерское управление предполагает возможность регулирования объемов незавершенного производства в любой точке процесса путем использования буферных запасов, организации повторной обработки и утилизации отходов.

 

5.2.4.4 Сбор и накопление данных

 

Домен управления обеспечивает возможность получения оперативных производственных и параметрических данных об используемом оборудовании и производственных процессах.

 

Домен управления "отвечает" также за предоставление в реальном времени информации о состоянии производственного оборудования и производственных процессов, а также сведений о предыстории производства и параметрических данных.

 

5.2.4.5 Управление качеством

 

Домен управления включает функции представления данных оперативных измерений характеристик производственного процесса и их анализа для целей обеспечения надлежащего контроля качества продукции и выявления проблем, требующих внимания. В этом домене могут быть рекомендованы соответствующие действия по устранению выявленных проблем, включая корреляционный анализ симптомов, принимаемых мер и получаемых результатов в целях определения причин возникающих проблем.

 

Это предполагает использование методов статистического контроля технологических процессов и статистического контроля качества (SPC/SQC), отслеживания и упорядочения неоперативных процедур контроля и анализа в рамках лабораторных информационно-управляющих систем.

 

5.2.4.6 Управление технологическими процессами

 

Домен управления включает функции контроля хода производства и обеспечивает его автоматическую корректировку или предоставляет операторам информационную поддержку в принятии решений по корректирующим воздействиям и совершенствованию функций управления технологическим процессом. Эти функции могут быть непосредственно связаны с управляемым процессом и касаться конкретных контролируемых машин и оборудования или могут иметь межоперационный характер и обеспечивать поэтапное отслеживание контролируемого технологического процесса от одной операции к другой.

 

Домен управления может также включать функции управления аварийной сигнализацией, которая должна обеспечивать предоставление уведомления соответствующего производственного персонала об изменениях параметров процесса, выходящих за установленные пределы.

 

5.2.4.7 Отслеживание хода производственного процесса

 

Домен управления охватывает также функции предоставления информации о текущем состоянии производственного процесса и о текущем распределении работ. Статусная информация может включать: сведения о персонале, назначенном на выполнение рабочих заданий; о материалах и компонентах, используемых в ходе производства; о текущих производственных условиях, а также о любых тревожных сигналах, случаях повторной обработки или иных исключительных ситуациях, связанных с выпуском конкретной продукции. Этот набор функций включает обеспечение возможности регистрации производственной информации, которая позволяет отслеживать вперед и назад движение всех компонентов и их использование в каждом конечном изделии.

 

5.2.4.8 Анализ функционирования

 

Домен управления содержит функции формирования самой последней отчетной информации о фактических итогах выполнения производственных операций в сопоставлении с предысторией процесса и ожидаемыми результатами. Это касается таких измеряемых характеристик, как использование ресурсов, наличие ресурсов, длительность цикла изготовления изделия, соблюдение графиков и соответствие стандартам. Анализ функционирования может включать использование методов статического контроля производства и качества продукции и предусматривать статистические выборки информации по различным функциям управления, которые обеспечивают измерение эксплуатационных параметров.

 

5.2.4.9 Детализированное планирование операций

 

Домен управления содержит также функциональные возможности упорядочения на основе использования различных приоритетов, атрибутов, характеристик и технологических инструкций применительно к конкретным производственным агрегатам и конкретным характеристикам изделий: например, форме, цвету или прочим параметрам, которые при соответствующем упорядочении минимизируют затраты по настройке оборудования. При детализированном оперативном планировании принимают во внимание ограниченность возможностей использования ресурсов и рассматривают альтернативные перекрывающиеся или параллельные операции для определения точного времени загрузки оборудования и его настройки на сменные задания.

 

5.2.4.10 Управление документооборотом

 

Домен управления включает ряд функциональных возможностей управления регистрационными данными и документами, которые сопровождают каждое производимое изделие. К их числу относят рабочие инструкции, рецептурные данные, чертежи, стандартные рабочие процедуры, программы изготовления деталей, характеристики партии, записи о конструкторских изменениях, информацию межсменного взаимодействия, а также возможность редактирования плановой и фактической информации. Из домена управления пересылают вниз, на уровень производственных операций, соответствующие указания, в том числе необходимую информацию для операторов или рецептурные данные для систем управления технологическими установками. Кроме того, этот домен должен также содержать функции контроля и обеспечения целостности нормативной и регуляционной документации, экологических норм, правил техники безопасности и охраны труда, а также информацию о порядке действий в стандартных ситуациях, например о порядке осуществления корректирующих процедур.

 

5.2.4.11 Управление трудовыми ресурсами

 

Домен управления содержит ряд функций, обеспечивающих получение информации о статусных характеристиках персонала в реальном времени. Это функции регистрации присутствия и периодов занятости, отслеживания квалификационных характеристик и периодов использования квалифицированного персонала не по прямому назначению (например, на подготовку сырья и материалов или в инструментальной кладовой) для объективной калькуляции себестоимости выполняемых операций. Функция управления трудовыми ресурсами может взаимодействовать с функцией распределения ресурсов в целях обеспечения оптимальных назначений персонала на выполняемые работы.

 

Примечание - Управление трудовыми ресурсами может быть взаимосвязанным с распределением ресурсов при кадровых назначениях, которое предназначено для оптимизации производства или использования ресурсов.

 

5.2.4.12 Управление техническим обслуживанием

 

Домен управления содержит ряд функций управления техническим обслуживанием и инструментальным обеспечением. Эти функции гарантируют наличие необходимого оборудования и инструмента для производственного процесса. В домене могут быть также функции планирования периодического или планово-предупредительного профилактического обслуживания, а также функции реагирования на проблемы, требующие немедленного решения. В рамках функций технического обслуживания фиксируется предыстория прошлых событий и проблем для облегчения задач технической диагностики.

 

5.2.4.13 Перемещение, хранение и отслеживание материалов

 

Область MOM должна обладать некоторыми функциональными возможностями управления, отслеживания перемещения и хранения материалов, незавершенной и готовой продукции, а также их перемещения в пределах рабочего места и между ними. В некоторых случаях эти функции могут также быть связанными с получением материалов, с определенными типами испытаний материалов, с их обработкой или преобразованием, а также с подготовкой материалов к отгрузке.

 

 

      5.3 Ролевая иерархия оборудования

5.3.1 Модель ролевой иерархии оборудования

 

Базовые активы предприятия, вовлекаемые в производственный процесс, обычно представляются в иерархической форме, отображенной на рисунке 4. Это расширение модели, описанной в МЭК 61512-1, включает определение активов дискретного и непрерывного производств. Группы более низкого уровня объединены в объекты вышележащих уровней иерархии. В некоторых случаях группа определенного уровня может входить в другую группу того же уровня.

 

Примечание 1 - Термин "ролевая иерархия" применяют к модели оборудования для указания того, что эта иерархия определяется посредством функций и видов деятельности уровней 3 и 4, которые могут выполнять элементы оборудования. Фактическое местонахождение, состав и взаимосвязь этих элементов определяются с помощью иерархии материальных активов оборудования (см. 5.4).

 

Данная модель определяет зоны ответственности для различных функциональных уровней, заданных в функциональной иерархической модели (см. рисунок 3). Модель ролевой иерархии оборудования, кроме того, позволяет описывать некоторые из объектов, используемых в обмене информацией между функциями.

 

Эти модели для конкретной области применения могут сворачиваться или разворачиваться.

 

Примечание 2 - Конкретные правила сворачивания или разворачивания этих моделей в МЭК 62264 не определены, поэтому можно дать следующие рекомендации:

 

1) Сворачивание моделей - элементы в моделях можно пропускать до тех пор, пока эти модели не станут последовательными, и принимать во внимание функции комбинированных или удаленных элементов.

 

2) Разворачивание моделей - элементы можно добавлять или разделять внутри моделей. В тех случаях, когда их вводят между связанными элементами, целостность первоначальных взаимосвязей необходимо сохранять. Элементы можно разделять для раздельного управления более мелкими элементами.

 

Ролевую модель оборудования на языке UML (ИСО/МЭК 19501), описанную в МЭК 62264-2, используют для определения информации в ролевой иерархии оборудования. UML-модель содержит правила построения иерархических моделей, применяемых при различных сценариях управления производственным процессом.

 

 

 

 

 

 

Level 4 activities typically deal with these objects

Работы на уровне 4 обычно связаны с этими объектами

Enterprise

Предприятие

Site

Производственная площадка

Level 3 activities typically deal with these objects

Работы на уровне 3 обычно связаны с этими объектами

Area

Производственный участок

Work center

Рабочее место

Work unit

Рабочий блок

Contains

Содержит

 

     

Рисунок 4 - Ролевая иерархия оборудования

           

5.3.2 Предприятие

Предприятие - это комплекс, который состоит из одной или нескольких производственных площадок и может содержать в себе производственные участки. Предприятие отвечает за определение номенклатуры выпускаемых изделий, производственных площадок, на которых они будут выполнены, и главным образом - за выбор способов их производства.

 

Функции уровня 4 обычно охватывают уровни предприятия и производственных площадок. Однако планирование объемов и календарное планирование предприятия может распространяться на производственные участки, гибкие производственные модули, технологические линии или агрегаты производственных участков.

 

5.3.3 Производственная площадка

Производственная площадка - это определенная предприятием группа объектов, объединенная по физическому, территориальному или логическому принципу. Она может включать производственные участки, технологические линии, гибкие производственные модули и производственные агрегаты. Функции уровня 4 производственной площадки заключаются в локальном управлении и локальной оптимизации производства. Планирование объемов и календарное планирование могут охватывать гибкие производственные модули, технологические линии или агрегаты производственных участков.

 

Производственную площадку обычно идентифицируют по ее географическому положению и основным производственным возможностям. В общем случае производственные площадки обладают четко определенными производственными возможностями.

 

Примечание - Примерами производственных площадок в разных отраслях промышленности могут служить "завод на далласской автомагистрали", "олефиновый завод в Диар Парке" или "муниципальные производственные мощности компании Johnson". Производственные площадки часто используют для составления предварительных планов по объемам производства и календарных планов предприятия.

 

5.3.4 Производственный участок

Производственный участок - это физическая, территориальная или логическая группа объектов, определяемая в рамках производственной площадки. В эту группу могут входить гибкие производственные модули, производственные агрегаты и технологические линии. Большинство функций уровня 3 реализованы применительно к производственному участку. Производственные участки обычно идентифицированы по их производственным мощностям и территориальному положению.

 

Примечание - Примерами идентификации производственных участков в разных отраслях промышленности могут служить "производство по выпуску комплементарных металлооксидных полупроводников", "северная нефтебаза" или "2-я линия сборки электронной аппаратуры".

 

Производственные участки обычно располагают четко определенными производственными возможностями и производственными мощностями, которые используются на уровнях 3 и 4 планирования объемов и календарного планирования.

 

Производственный участок состоит из низкоуровневых элементов, обеспечивающих выполнение функций производства. Существуют три типа таких элементов: для моделей непрерывного производства, для моделей дискретного производства (циклического и нециклического) и для моделей серийного производства. Производственный участок может включать один или несколько низкоуровневых элементов любого типа в зависимости от конкретных производственных потребностей. Во многих случаях производственные участки должны иметь в своем составе совокупность технологических линий для дискретных операций, производственные установки для реализации непрерывных процессов и гибкие производственные модули (ГПМ) для процессов серийного выпуска продукции. Например, производитель напитков может иметь производственный участок с непрерывными операциями смешивания в производственной установке, которая питает далее серийный процесс, реализуемый ГПМ и передающий продукт на технологическую линию разливки напитка по бутылкам, где выполняется дискретный процесс бутилирования.

 

В зависимости от выбранной стратегии планирования объемов и календарного планирования функции уровня 4 могут завершать свою работу на уровне производственного участка или планировать далее работу элементов нижнего уровня в рамках производственных участков.

 

5.3.5 Рабочее место и рабочий блок

Рабочие места - это элементы, находящиеся ниже производственного участка в иерархии оборудования. В области управления производственным процессом для рабочих мест и рабочих блоков существуют специальные термины, применимые к серийному производству, непрерывному производству, дискретному или периодическому производству, а также к хранению и перемещению материалов и оборудования. Общий термин "рабочее место" можно использовать в тех случаях, когда элемент оборудования не имеет значения при обсуждении.

 

Типы рабочих мест, специально определенные в настоящем стандарте, - это технологические модули, единичное производственное оборудование, производственные линии или зоны хранения (см. рисунок 5). При необходимости применения конкретных ролевых иерархий оборудования, где определенные типы не используют, типы рабочих мест могут быть расширены. После введения нового типа необходимо сохранять прежние взаимосвязи в иерархии как с определенными типами рабочих мест (в пределах производственного участка, содержащего рабочие блоки).

 

Пример 1 - Новый тип рабочего места представляет собой четкую группу рабочих блоков (один рабочий блок может принадлежать только одному рабочему месту).

Пример 2 - Дополнительными типами рабочих мест являются:

лаборатория, используемая в операциях по обеспечению качества;
 
передвижное резервное оборудование;
 
склад неиспользуемого оборудования (применяемого при техническом обслуживании);
 
центр перевозок.
 

Примечание - Материалы также могут временно храниться в технологических модулях, на единичном производственном оборудовании и на производственных линиях. Эти материалы, как правило, рассматривают как незавершенную продукцию (WIP) и обычно отличают от материалов, на которые распространяется управление материально-техническими ресурсами.

 

 

 

 

 

 

Enterprise

Предприятие

Site

Производственная площадка

Area

Производственный участок

Process cell

Технологический модуль

Equipment used in batch production

Оборудование, используемое при серийном производстве

Production unit

Единичное производственное оборудование

Equipment used in continuous production

Оборудование, используемое при непрерывном производстве

Production line

Производственная линия

Work cell

Рабочий модуль

Equipment used in repetitive or discrete production

Оборудование, используемое при периодическом или штучном производстве

Storage zone

Зона хранения

Storage unit

Блок хранения

Equipment used for storage or movement

Оборудование, используемое при хранении или транспортировании продукции

Work centers

Рабочие места

Work units

Рабочие блоки

Unit

Блок

Contains

Содержит

 

     

Рисунок 5 - Пример некоторых типов рабочих мест и рабочих блоков

           

Рабочий блок - это любой элемент оборудования, находящийся ниже рабочего места в иерархии оборудования, и его обычно планируют на уровне 3 функций (см. рисунок 5).

 

Рабочие места - обычно это группа оборудования, запланированная на уровне 4 или 3 функций и имеющая четко определенные функциональные возможности и производственные мощности; их используют для функций уровня 3, а также часто - в качестве вводимых в бизнес-процессы на уровне 4. Функции планирования позволяют идентифицировать конкретные рабочие блоки.

 

5.3.6 Производственный агрегат

Производственные агрегаты представляют собой самый нижний уровень оборудования, работа которого в случае непрерывных процессов обычно планируется функциями уровня 4 или 3. Производственные агрегаты состоят из элементов более низкого уровня - таких, как сборочные узлы оборудования, датчики и исполнительные механизмы, однако их определение выходит за рамки настоящего стандарта. Производственный агрегат, как правило, оснащен всеми механизмами, необходимыми для сегмента непрерывного производства, который функционирует практически автономно. Этот агрегат обычно обеспечивает преобразование, разделение или реагирование одного или нескольких видов исходного сырья для получения полуфабрикатов или готовой продукции.

 

Производственный агрегат часто идентифицируется по основной выполняемой технологической операции или по производимому продукту.

 

Примечание - Примерами производственных агрегатов в различных отраслях промышленности могут служить "установка каталитического крекинга N 1", "паровая крекинг-установка N 59" или "2-я установка алкилирования".

 

Производственные агрегаты обладают четко определенными производственными возможностями и пропускной способностью, и эти характеристики используются функциями уровней 4 и 3. Характеристики их производственных возможностей и производительности часто используются также в качестве входных данных для календарного планирования на уровне 4, даже если работа самих производственных агрегатов функциями уровня 4 не планируется.

 

5.3.7 Технологическая линия и гибкий производственный модуль

 

Технологические линии и ГПМ являются самыми нижними уровнями оборудования, работа которых планируется функциями уровня 4 или 3 для дискретных процессов. ГПМ обычно используют тогда, когда возможно гибкое определение маршрутов изделий в пределах технологической линии. Технологические линии и ГПМ могут состоять из элементов более низкого уровня, но их определение выходит за рамки настоящего стандарта.

 

Технологическая линия часто идентифицируется по ее основной технологической операции.

 

Примечание - Примеры идентификаторов технологических линий в разных отраслях промышленности: "линия бутылочного розлива N 1", "укупорочная линия N 15", "линия N 2 по изготовлению КМОП-схем", "4-я линия сборки водяных насосов".

 

Технологические линии и ГПМ обладают четко определенными производственными возможностями и пропускной способностью, и эти характеристики используются функциями уровня 3. Характеристики их производственных возможностей и производительности часто используют также в качестве входных данных для календарного планирования на уровне 4, даже если работа самих технологических линий и ГПМ функциями уровня 4 не планируется.

 

5.3.8 Технологическая ячейка и модуль

Технологические ячейки и модули представляют собой самый нижний уровень оборудования, работа которого применительно к процессам серийного производства обычно планируется на уровнях 4 и 3. Модули идентифицируются, как правило, на уровнях 3 и 4 лишь в случае наличия гибких возможностей маршрутизации производимых изделий в пределах технологической ячейки. Определения технологических ячеек и модулей содержатся в МЭК 61512-1.

Технологическая ячейка часто идентифицируется по реализуемому основному технологическому процессу или по семейству производимых изделий.

 

Примечание - Примерами идентификаторов технологических ячеек в разных отраслях промышленности могут служить "линия смешения N 5", "западная линия клеевого скрепления" или "13-я линия по выпуску моющих средств".

 

Технологические ячейки и модули обладают четко определенными производственными возможностями и пропускной способностью применительно к серийному производству, и эти характеристики используются функциями уровня 3. Характеристики их производственных возможностей и производительности могут быть использованы также в качестве входных данных для календарного планирования на уровне 4, даже если работа самих технологических ячеек и модулей функциями уровня 4 не планируется.

 

5.3.9 Зоны и блоки хранения

 

Зоны и блоки хранения являются нижним уровнем в иерархии перемещения материалов, обычно планируемым на уровнях 4 и 3 функций для дискретных, серийных и непрерывных производственных процессов. Зона хранения является одним из видов рабочего места, а блок хранения - одним из видов рабочего блока, который организован в виде элементов на рабочем месте. Эти элементы в иерархии оборудования - это элементы низкого уровня, которые используются в работах по хранению материалов и их перемещению.

 

Зона хранения, как правило, имеет возможности по приему, хранению, поиску, перемещению и отгрузке материалов, причем перемещение материалов может состоять в их перемещении между рабочими местами или между различными предприятиями.

 

Примечание - Материалы также могут временно храниться в технологических модулях, на единичном производственном оборудовании и на производственных линиях. Эти материалы, как правило, рассматривают как WIP и обычно отличают от тех материалов, на которые распространено управление материально-техническими ресурсами.

 

Управление блоками хранения, как правило, осуществляется на более тонком уровне детализации, чем для зон хранения. Физическое расположение блока хранения может меняться с течением времени (например, в случае транзитных грузов).

 

Блоки хранения можно разделять по материалам, группам материалов или способам хранения.

 

Блоки хранения можно дополнительно разделять для рассмотрения любой иерархической схемы управления хранением.

 

В таблице 1 приведены примеры иерархии зон хранения и связанных с ними блоков хранения.

 

Таблица 1 - Примеры иерархии зон и блоков хранения

 

 

Зона хранения

Блок хранения

Склад

Стеллаж/корзина/ячейка

Площадка для трейлеров

Трейлер, контейнер

Резервуарное хозяйство

Резервуар, участок трубопровода, коллекторы, оборудование совместного пользования

Силосохранилище

Силосная башня, участок трубопровода, коллекторы, оборудование совместного пользования

Погрузочный терминал

Судно, судовой трюм, контейнер, бочка, резервуар

Грузовая железнодорожная станция

Железнодорожный вагон

Площадка для временного хранения

Поддон, бочка

 

 

      

     

 

      5.4 Иерархия материальных активов оборудования

Материальные активы промышленного предприятия, как правило, также можно вводить в иерархию оборудования и связывать с центром учета финансов и затрат. В некоторых случаях группу материальных активов в пределах одного уровня иерархии оборудования можно вводить в другую группу того же уровня.

 

Формальную UML-модель физических активов оборудования, определенную в МЭК 62264-2, используют для определения информации, связанной с иерархией физических активов оборудования. UML-модель содержит правила, используемые для построения иерархических моделей для различных рабочих сценариев.

 

Иерархия материальных активов и ролевая иерархия оборудования могут взаимно перекрываться на любом уровне, однако первая из них часто содержит дополнительные уровни, которые соответствуют либо иерархии центров учета, либо иерархии материального группирования; уровни в иерархии материальных активов также могут иметь другие наименования, нежели в ролевой иерархии (например, "актив промышленной площадки", см. рисунок 6). Терминология для уровней в иерархии материальных активов в настоящем стандарте не определена.

 

Примечание 1 - Иерархия материальных активов оборудования, как правило, имеет ссылку на иерархию бухгалтерского учета в плане счетов, который представляет собой перечень счетов в финансовой системе и использован в качестве основы для составления финансовых отчетов в системе бухгалтерского учета.

 

Примечание 2 - Одноразовое оборудование можно рассматривать (в зависимости от его применения) как расходное оборудование или материал. Например, тару для грузов, такую как контейнеры и поддоны, можно считать одноразовым оборудованием.

 

 

 

 

 

 

Role-based equipment hierarchy

Ролевая иерархия оборудования

Enterprise

Предприятие

Company A

Компания А

Site

Промышленная площадка

Boston

Бостон

Area

Производственный участок

North building

Северное строение

Work center

Рабочее место

Line 52

Линия 52

Work unit

Рабочий блок

Test machine 12

Испытательная установка 12

Physical asset equipment hierarchy

Иерархия материальных активов оборудования

Contains

Содержит

Site asset

Активы на промышленной площадке

Test machine 12

Испытательная установка 12

May correspond to

Может соответствовать

 

     

Рисунок 6 - Пример связи между иерархией материальных активов и ролевой иерархией оборудования

 

      

     

 

      6 Функциональная модель потоков данных

 

 

      6.1 Описание

В данном подразделе представлены:

 

a) функции предприятия, связанные с производственным процессом;

 

b) информационные потоки между функциями, пересекающие границу между доменом предприятия и доменом управления.

 

Примечание - Эти функции и потоки заимствованы из PRM и использованы для определения реализуемого полного набора функций и потоков данных для построения моделей, описанных в других частях МЭК 62264:

 

- Структуры данных для информации в комплексной системе управления предприятием описаны в МЭК 62264-2.

 

- Функции MOM на уровне 3 описаны в МЭК 62264-3.

 

- Потоки данных для информации в комплексной системе управления предприятием описаны в МЭК 62264-5.

 

 

      6.2 Нотация модели потоков данных

Граница между доменом предприятия и доменом управления описывается с помощью модели потоков данных. В этой модели реализована методология Йордана - Де Марко.

 

Примечание - DEMARCO T., Структурный анализ и системная спецификация (см. Библиографию).

 

В функциональной модели использована нотация Йордана, представленная в таблице 2.

 

Таблица 2 - Используемая нотация Йордана - Де Марко

 

 

Символ

Определение

 

Функцию представляют в виде помеченного эллипса. Каждую функцию можно в дальнейшем разбить на более мелкие функции, с большим уровнем дробления

 

Сплошная стрелка представляет собой группу данных, передаваемую между функциями. Все сплошные линии имеют имя потока данных.

 

Поток данных на одном уровне функциональной иерархии может представляться одним или несколькими потоками на более низком иерархическом уровне

 

Пунктирная стрелка представляет собой группу данных, передаваемую между функциями. Данные не сохраняются на границах системы управления предприятием и приводятся для иллюстрации контекста функций. Все сплошные линии имеют имя потока данных.

Потоки данных без имен, обозначенные пунктирными стрелками, в данной модели не идентифицированы

 

 

 

          

     

 

      6.3 Функциональная модель взаимодействия "предприятие - система управления"

Эта функциональная модель представлена на рисунке 7. Широкая пунктирная линия показывает контуры границы между доменом предприятия и доменом управления. Эта линия эквивалентна границе между уровнем 3 и уровнем 4, представленной в 5.2. Со стороны системы управления производством интерфейс включает в себя большинство функций управления производством и некоторые операции, относящиеся к другим базовым функциям. Помеченные линии отображают информационные потоки, важные для управления производственным процессом.

 

Площадь в пределах фигуры с пунктирным контуром, изображенной на рисунке 7, имеет отношение к работам, которые относятся к уровню 3 и описаны в 5.2.4, а площадь вне этой фигуры - к работам, относящимся к уровню 4 (см. 5.2.3).

 

Широкие пунктирные линии пересекают функции, разделенные на подфункции, которые могут относиться к домену управления или домену предприятия, в зависимости от принятых организационных стратегий. На рисунке 7 представлена комбинация функционального и информационного разрезов предприятия, как они определены в ИСО 15704.

 

 

 

 

 

 

Procurement (5.0)

Закупки (5.0)

Production SCHEDuling (2.0)

Календарное планирование производства (2.0)

Material and Energy Control (4.0)

Контроль расхода материалов и энергии (4.0)

Product Inventory Control (7.0)

Управление запасами (7.0)

Product Cost Accounting (8.0)

Калькуляция себестоимости (8.0)

Quality Assurance (6.0)

Обеспечение качества (6.0)

Research Development and Engineering

Исследования, разработки и проектирование

Product Shipping Admin (9.0)

Организация отгрузки продукции (9.0)

Order Processing (1.0)

Обработка заказов (1.0)

Marketing & Sales

Маркетинг и продажи

Production Control (3.0)

Управление производством (3.0)

Maintenance Management (10.0)

Управление техническим обслуживанием (10.0)

Pack Out SCHEDule

Планирование упаковки

Finished Goods Inventory

Запасы готовой продукции

Finished Goods Waiver

Дефектные ведомости на готовую продукцию

 

     

Рисунок 7 - Функциональная модель "предприятие - система управления"

 

          

 

 

Process Data

Технологические данные

Short Term Material and Energy Requirements

Краткосрочные потребности в материалах и энергии

Material and Energy Inventory

Запасы энергии и сырья

Production Capability

Производственные возможности

Production From Plan

Планируемая продукция

SCHEDule

Календарный график

Incoming material and energy receipt

Входящие ведомости материалов и энергии

Production Cost Objectives

Целевые показатели себестоимости

Production

Продукция

Performance and cost

Эффективность и затраты

Confirm to ship

Подтверждение отгрузки

Release to ship

Разрешение на отгрузку

QA Results

Результаты контроля качества

Product and Process Requirements

Требования к изделию и процессу

Standards and Customer Requirements

Стандарты и требования заказчика

In Process Waiver Request

Запрос дефектных ведомостей в ходе производства

Process Data

Технологические данные

Product and Process Know How and Product and Process Requirements

Методы изготовления изделий и требования к технологии

Product and Process Technical Feedback

Обратная связь по техническим характеристикам изделий и процессов

Maintenance Standards and Methods

Стандарты и методы технического обслуживания

Maintenance Technical Feedback

Обратная связь по результатам технического обслуживания

Maintenance Purchase Order Requirements

Заказы на закупку для нужд технического обслуживания

Material and Energy Order Requirements

Потребности в материалах и энергии

Incoming Order Confirmation

Подтверждение приема поступающих заказов

Long Term Material and energy requirements

Долгосрочные потребности в исходных материалах (сырье и энергия)

Production Orders

Производственные заказы

Availability

Сведения о наличии

Product and Process Information Request

Запрос информации об изделии и процессе

Maintenance Requests

Запросы на техническое обслуживание

Maintenance Responses

Отклики на запросы технического обслуживания

 

     

Рисунок 7, лист 2

           

Структура представленной модели отражает не внутреннюю организационную структуру гипотетической компании, а организационную структуру ее функций. В других компаниях распределение функций по организационным группам будет иным.

 

Подробная информация относительно информационных потоков содержится в МЭК 62264-2.

 

 

      6.4 Функции

6.4.1 Обработка заказов (1.0)

К числу функций обработки заказов обычно относят:

 

a) прием и подтверждение заказов потребителей;

 

b) прогнозирование сбыта;

 

c) обработка дефектных ведомостей и резервирование материалов;

 

d) отчетность по валовой прибыли;

 

e) размещение производственных заказов.

 

Как правило, не бывает прямого интерфейса между функциями обработки заказов и функциями управления производственным процессом.

 

6.4.2 Календарное планирование производства

Функции календарного планирования производства связаны с функциями систем управления технологическими процессами через график производства, информацию о ходе производства и информацию о производственных мощностях. Обмен информацией осуществлен в рамках функций управления производством. Детальное календарное планирование работы производственного участка считается функцией управления.

 

К числу общих функций календарного планирования производства обычно относят:

a) составление календарного графика производства;

 

b) определение долгосрочных потребностей в сырье;

 

c) формирование графика упаковки конечной продукции;

 

d) определение наличной продукции для продажи.

 

Информация, порождаемая или модифицируемая функциями календарного планирования, включает:

 

1) производственный график;

 

2) сведения о фактическом ходе производства в сравнении с запланированным;

 

3) информацию о производственных возможностях и наличных ресурсах;

 

4) сведения о текущем состоянии процесса выполнения заказов.

 

6.4.3 Управление производством

6.4.3.1 Базовые функции управления производством

 

Функции управления производством охватывают большинство операций, связанных с управлением технологическими процессами. К числу функций управления производством обычно относят:

 

a) контроль превращения исходных материалов в готовую продукцию в соответствии с производственным графиком и стандартами производства;

 

b) выполнение внутренних конструкторских разработок и обновление планов технологической подготовки производства;

 

c) определение потребностей в сырье;

 

d) выпуск отчетов по производительности и затратам;

 

e) оценку ограничений производственных возможностей и уровня качества;

 

f) самоконтроль и диагностику производственного и управляющего оборудования;

 

g) разработку стандартов производства, технологических инструкций по типовым рабочим операциям, рецептур исходных материалов и правил работы со специальным технологическим оборудованием.

 

К базовым функциям управления производством относят конструкторско-технологическую подготовку производства, оперативное управление и оперативное планирование.

 

6.4.3.2 Конструкторско-технологическая подготовка производства

 

Функции конструкторско-технологической подготовки производства обычно включают:

 

a) формирование запросов на модификацию или техническое обслуживание;

 

b) координацию функций технического обслуживания и конструкторских разработок;

 

c) предоставление необходимых технических стандартов и методов для функций оперативного управления и технического обслуживания;

 

d) отслеживание качества функционирования оборудования и технологического процесса;

 

e) оказание технической поддержки операторам;

 

f) совершенствование технологических процессов.

 

Функции конструкторско-технологической подготовки производства порождают или модифицируют следующую информацию для использования в других функциях управления:

 

1) минимальные модификации оборудования и процесса; при этом могут появляться новые конструкторские чертежи;

 

2) инструкции по работе с оборудованием; эти инструкции могут содержать стандартные рабочие процедуры;

 

3) инструкции по изготовлению изделий; эти инструкции содержат описания рабочих операций, стандартных материалов, оборудования и других используемых ресурсов;

 

4) перечни характеристик безопасности материалов (MSDS);

 

5) инструкции по установке оборудования; здесь может фигурировать и оборудование стороннего поставщика;

 

6) эксплуатационные ограничения и требования по экологии и безопасности;

 

7) технические стандарты, касающиеся методов проектирования и использования оборудования, а также оперативные инструкции по эксплуатации.

 

6.4.3.3 Оперативное управление

 

Оперативное управление - это набор функций организации производства в рамках производственной площадки или производственного участка.

 

К числу функций оперативного управления производством относят:

 

a) выпуск продукции в соответствии с календарным графиком и техническими условиями;

 

b) отчетность по выпуску продукции, производственному процессу и использованию ресурсов;

 

c) контроль технического состояния оборудования, проверку достоверности оперативных измерений и определение потребностей в техническом обслуживании;

 

d) подготовку оборудования к техническому обслуживанию и возобновление его эксплуатации после ремонта;

 

e) организацию диагностики и самоконтроля производственного и управляющего оборудования;

 

f) выравнивание и оптимизацию производственного процесса в рамках производственной площадки или участка производства;

 

g) локальное управление трудовыми ресурсами и документооборотом в пределах производственной площадки или участка производства.

 

Функции оперативного управления производством обычно порождают или модифицируют следующую информацию для использования в других функциях управления:

 

1) сведения о состоянии производственных заказов;

 

2) выборочные производственные данные (например, для калькуляции себестоимости продукции и определения эффективности);

 

3) выборочные технологические данные (например, данные обратной связи по рабочим характеристикам оборудования);

 

4) сведения о текущем состоянии запасов ресурсов;

 

5) информация о текущем состоянии заявок на техническое обслуживание;

 

6) запросы на техническое обслуживание;

 

7) результаты диагностики и самоконтроля оборудования;

 

8) предыстория производственного процесса;

 

9) заявки на технологическую подготовку производства;

 

10) заказы на анализ материалов.

 

6.4.3.4 Оперативное планирование

 

К числу функций оперативного планирования относят:

 

a) составление детального краткосрочного плана производства на основе производственного графика;

 

b) проверку графика на наличие нужного сырья и складских площадей;

 

c) проверку графика на наличие нужных производственных мощностей и требуемого персонала;

 

d) определение процентной доли доступных производственных мощностей;

 

е) почасовую корректировку производственного плана с учетом ремонта оборудования и ограничений по наличию сырья и рабочей силы.

 

Функции оперативного планирования обычно порождают или модифицируют следующую информацию для использования в других функциях управления:

 

1) ведомость запасов энергии и материалов;

 

2) сведения о потребности в исходных материалах и энергии для выполнения производственного плана;

 

3) план выпуска продукции на производственной площадке или участке производства для осуществления оперативного управления;

 

4) сведения о доступных объемах производственных ресурсов.

 

6.4.4 Контроль расхода материалов и энергии

К числу функций контроля использования материалов и энергии относят:

 

a) управление запасами, перемещением и качеством материалов и энергии;

 

b) формирование заявок на приобретение материалов и энергии на основе анализа краткосрочных и долгосрочных потребностей производства;

 

c) расчет и документирование баланса запасов и определение потерь используемых материалов и энергии;

 

d) получение поступающих материалов и энергии и запрашивание результатов входного контроля качества;

 

e) регистрацию поступления закупленных материалов и энергии.

Функции контроля использования материалов и энергии порождают или модифицируют следующую информацию для использования в других функциях управления:

 

1) заявки на материалы и энергоресурсы;

 

2) сведения о поступлении приобретенных материалов и энергоресурсов;

 

3) отчет о состоянии запасов материалов и энергоресурсов;

 

4) команды для системы оперативного управления, передаваемые в ручном или автоматическом режиме.

 

Некоторые из функций контроля использования материалов и энергии могут присутствовать в домене управления в зависимости от конкретных локальных организационных структур. Следовательно, будут присутствовать и отдельные входящие и исходящие потоки данных, связанные с функциями контроля использования материалов и энергии, поскольку они могут пересекать границу между доменом предприятия и доменом управления.

 

6.4.5 Закупки

К числу функций приобретения ресурсов обычно относятся:

 

a) размещение заказов у поставщиков сырья, электроэнергии, запасных частей, инструмента, оборудования и прочих требуемых материалов;

 

b) контроль хода закупок и уведомление подателей заявок;

 

c) обработку входящих счетов для оплаты после получения и контроля закупленных товаров;

 

d) сбор и обработку отдельных заявок на исходные материалы, запасные части и т.п. для размещения заказов у поставщиков.

 

Функции приобретения материалов и энергоресурсов обычно порождают или модифицируют ожидаемые графики поставки материалов и энергии для использования в других функциях управления.

 

6.4.6 Обеспечение качества

К числу функций обеспечения качества обычно относят:

 

a) контроль и классификацию материалов;

b) установление стандартов качества материалов;

 

c) рассылку стандартов по технологическим и испытательным лабораториям соответственно потребностям технологических и маркетинговых служб, а также служб по работе с клиентами;

 

d) сбор и накопление информации по качеству материалов;

 

e) выпуск материалов для последующего использования (отгрузки либо дальнейшей переработки);

 

f) сертификацию изделий, произведенных в соответствии со стандартными требованиями к технологическому процессу;

 

g) проверку характеристик изделий на соответствие требованиям заказчика и проведение статистического контроля продукции перед отгрузкой для обеспечения надлежащего уровня качества;

 

h) фиксацию отклонений характеристик материалов и изделий от стандартов и передачу этой информации технологам для оценки и последующего совершенствования технологических процессов.

 

Функции обеспечения качества обычно порождают или модифицируют следующую информацию для использования в других функциях управления:

 

1) результаты контроля качества;

 

2) разрешения на выпуск произведенных материалов или ведомости несоответствия установленным требованиям;

 

3) используемые стандарты и требования заказчиков к качеству материалов.

 

Некоторые из функций обеспечения качества могут присутствовать в домене управления в зависимости от конкретных локальных организационных структур (например, функция запроса результатов контроля качества). Следовательно, будут присутствовать и отдельные входящие и исходящие потоки данных, связанные с обеспечением качества, поскольку они могут пересекать границу между доменом предприятия и доменом управления.

 

6.4.7 Управление производственными запасами

К числу функций управления производственными запасами обычно относят:

 

a) управление запасами готовой продукции;

 

b) накопление запасов конкретного изделия в соответствии с указаниями по его продаже;

 

c) инициирование упаковки конечной продукции согласно графику отгрузки;

 

d) сообщение сведений о запасах службе планирования;

 

e) отчетность о производственных потерях и текущем состоянии производства для обеспечения калькуляции себестоимости;

 

f) организацию погрузки и отправки продукции во взаимодействии с руководством, ответственным за поставки.

 

Функции управления производственными запасами обычно порождают или модифицируют следующую информацию для использования в других функциях управления:

 

1) сведения о запасах готовой продукции;