Norme ISA 95 part 3 et spcification fonctionnelle

Norme ISA 95 part 3 et spécification fonctionnelle MES Journée d’information Club Automation «MES : quelle solution choisir et comment la mettre en oeuvre » 10 juin 2004 Jean Vieille, Consultant MES, B 2 M, Batch control Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org

Conférencier n Conseil en entreprise l l n Expérience l l n ISA 88: Contrôle des procédés Batch et Organisation fonctionnelle du contrôle commande ISA 95: Communication Gestion – Production, XML/B 2 MML, Organisation fonctionnelle du MES Contrôle de procédé, Interfaces production/ERP, ordonnancement, MES, LIMS Cellulose, textile, bois, métallurgie, chimie, pharmacie, agroalimentaire, électronique… Associations et veille technologique l l Comités ISA SP 88 et SP 95 Président ISA France 2000 -2001, VP ISA District 12 20032004 World Batch Forum, WBF “Flow Analysis” WG chair Fondateur Forum Batch Francophone Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 2

Sommaire n Vue d’ensemble n La norme ISA 95, partie 3 n Méthodologie spécification Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 3

Le système de production dans l’entreprise globale Modèle SCOR - Processus de gestion principaux Internal or external Supplier’ s Supplier D Plan Enterprise Supplier S M Internal or external D Source Make Customer Deliver S M D Customer ’s Customer S Le MES intervient essentiellement dans le processus « MAKE Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 4

Exécution de la Fabrication, domaine du MES Forecasts PLAN Planning & Scheduling Demand Aggregation Demand Customers Purchases Product definition Suppliers SOURCE Sales Schedule Capability Capacity MES Manufacturing MAKE Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control Shipping DELIVER jean. vieille@isa-france. org 5

Les 3 cycles de vie du système de production Marché Clients Programme de Production Ingénierie Produit Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control Ingénierie Ressources jean. vieille@isa-france. org 6

Pilotage Marché/Client Demande Marché / Client Programme Production Ingénierie Produit Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control Ingénierie Ressources jean. vieille@isa-france. org 7

ISA 95 et les cycles de la production Programme de Production S 95 : Schedule S 95 : Exigences Segment S 95 : Définition du produit Ingénierie Produit S 95 : Segments Process S 95: Ressources Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control S 95 : Capabilités de Production Ingénierie Ressources jean. vieille@isa-france. org 8

Processus de planification de la Production Plan industriel et commercial PIC Plan directeur de production PDP Calcul des besoins nets Produit fini MES OF planifié OF lancé CBN & Planning capacitaire Ordres De transfert Ordres d’achat MES Matières premières Gestion des stocks Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 9

Les flux de l’entreprise Entreprise Clients Flux Information Flux matières Fournisseurs Flux financiers n Flux financier : le plus lent l n Flux matières : l n Limité par les flux de matières et d’information Contraint le flux financier Flux d’information : Le plus rapide l Contraint à la fois le flux matière ET le flux financier Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 10

Définition du MES n Les systèmes MES l l l n Supervisent l’exécution du nprogramme de fabrication Contrôlent et optimisent l’utilisation des ressources de l’installation de production Délivrent l’information qui permet l’optimisation des activités de production depuis la prise de commande lancement des ordres jusqu’à la livraison du produit fini La problématique d’exécution de la production diffère Selon les procédés: fabrication discrète, Batch, continue l Selon le secteur industriel, Selon l’entreprise ð Les systèmes MES ont d’abord été des solutions verticales l n Exemple de fonctionalités MES: l l l l Ordonnancer la fabrication Assigner les ressources Changer les priorités Piloter les équipements de fabrication Assurer les mouvements de produits Mesurer l’efficacité Rendre compte du travail effectué Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 11

Sommaire n Vue d’ensemble n La norme ISA 95, partie 3 n Méthodologie de spécification du besoin et adéquation Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 12

What is ISA ? n The Instrumentation, Systems and Automation Society Formerly « The Instrumentation Society of America » l A non for profit organization founded in 1945 37 000 individual members Working in Instrumentation a l In all industries l l n and automation field ISA Value l Technical information • • • l l l Conferences Magazines, Publications Newsletters Instrumentation directory Standards and Guides Training and education Professional network Exhibitions : ISA Show www. isa. org www. isaeur. org www. isa-france. org Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 13

Standards & Practices Department n Responsible for development and maintenance of measurement and control industry standards n ANSI Accredited to develop US National Standards n Three types of Standards documents l l l Standard Recommended Practice - how to do something Technical Report - how to apply/use a standard n All standards need to be reviewed every 5 years n Need not be an ISA member to be on S&P Committees Vendors Users General Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 14

What is ISA/S 95 ? n ANSI/ISA 95. 00. 0 x standard “Enterprise–Control Systems Integration” l n n SP 95 is the committee charged with developing the ISA 95 standards - started in October 1996 Also ISO/IEC 62264 standard l n Also called “S 95” ISO/IEC JWG 15 internationalizes the Standard Status l l l ANSI/ISA 95. 00. 01 – 2000 “Models and Terminology” ANSI/ISA 95. 00. 02 – 2001 “Object Model Attributes” Draft 95. 00. 03 – “Activity Models of Manufacturing Operations Management” - draft 17 06/04 Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 15

Some SP 95 Committee Members / Supporters n n n Users l Eli Lilly l Dow Corning l Rohm & Haas l Bayer l Merck l UOP Du. Pont Ben & Jerry's Sterling IBM Nestle Lyondell Chemical Novo Nordisk Tava Technologies Aurora Biosciences Pharmacia Lubrizol Bechtel Eastman. K Genemtech Procter&Gamble Vendors l ABB l SAP l ABB l Honeywell l Marcam l GSE System. HP Aspen. Tech Sequencia Rockwell FRSI OSI IBM GS Siemens In. Code Yokogawa In. Code Intellution Microsoft Base. Ten Wonderware Foxboro Oracle Schneider Electric ORSI General l Purdue l MESA l KPMG Fluor Daniels PDXI MIT AMR NAMUR PWC LLC Jacobs Keops Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 16

Les fonctions d’exécution de la fabrication Source: ANSI/ISA 95. 00. 01 Enterprise/Control System Integration Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 17

Modèle fonctionnel ISA 95 part 3 Work definition Work capability Work schedule Work performance Detailed Work scheduling Work resource management Work tracking Work dispatching Analysis Work data collection Work definition management Work execution Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 18

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Démarche générale Phase 1: Modélisation Identification fonctionalités Phase 2: Spécification des tâches Maintenance Evolution Spécification fonctionnelle utilisateur Phase 3: Sélection Recherche et commande Solution Phase 4: Réalisation Sync. spécifications / Qualification Solution Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 20

Phase 1: modélisation Etape 1. 1: Domaines d’exploitation Définition des domaines de responsabilité d’exploitation Etape 1. 2: Scenarii d’exploitation Cas d’utilisation par domaine d’exploitation Etape 1. 3: Identification des tâches Par domaine d’exploitation Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 21

Etape 1. 1 : domaines d’exploitation MAINTENANCE INVENTAIRES TREANSFERTS INTERNES CHARGEMENT CAMIONS ET LIVRAISON CLIENT QUALITE PRODUCTION RECEPTION DES MATIERES PREMIERES Le système d’information crée les points de contacts entre domaines pour permettre une Exécution collaborative Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 22

Etape 1. 2: Scenarii d’exploitation Domaine: Réception MP Scénario: Réception camion Ordo Distrib. Planif. réception Gestion ressources Allocation bascule Suivi Choix emplact Analyse Collecte Exécution données Poids Pesage entrée Lecture BL BL Analyse Résultats Prise échantillon analyse N° badge Emission badge Allocation circ transfert Déchargement Mvt stock Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control Poids Pesage sortie jean. vieille@isa-france. org 23

Etape 1. 3 Identification des tâches n Domaines: Réception matières premières Fonction Ordonnancement Distribution Définition Gestion ressources Suivi Analyse Collecte des données Exécution Tâche Planification Choix emplacement de stockage n. Allocation bascule n. Allocation circuit transfert Création mvt stock Gén. Ordre Analyse n. Poids n. N° badge n. Résultat analyse n. Prise Echantillon n. Pesage entrée / sortie n. Emission badge n. Déchargement Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 24

Phase 2: Spécification des tâches Etape 2. 1: Caractérisation technique et économique Etape 2. 2: Description détaillée des besoins fonctionnels Etape 2. 3: Consolidation entre domaine d’exploitation Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 25

Etape 2. 1 Caractérisation n Définition des critères 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. n Hiérarchie physique et décisionnelle Segments process Domaines de responsabilités Profils utilisateurs Contraintes techniques Dépendances entre tâches Styles de processus Justification technique et économique Données concernées Evaluation des critères pour chaque tâche Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 26

Hiérachie physique et décisionnelle (ISA 95 -01) Les activités du niveau 4 s’appliquent typiquement à ces objets ENTERPRISE SITE ZONE Les activités du niveau 3 s’appliquent typiquement à ces objets CELLULE PROCESS UNITE DE PRODUCTION LIGNE DE PRODUCTION ZONE DE STOCKAGE POSTE DE TRAVAIL UNITE DE STOCKAGE Niveau inférieur équipement utilisé en production batch en production continue en production discrète en stockage Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 27

Segments process (ISA 95. 01) Personnel Equipement matières Make Skateboard Body Make Cycle Wheels Assembly and Test Cycle Make Skateboard Wheels Make Cycle Frame Personnel Equipment Material Process Parameters (e. g. Color) Segments Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 28

Domaines de responsabilité Maintenance Definitions Capability R Maintenance Requests Maintenance Schedule T Product definition Maintenance Performance Detailed Maintenance Scheduling Maintenance Resource Management Production resource management Maintenance Data Collection Maintenance Execution Quality test definitions capability Production performance Quality test requests Production tracking Production dispatching Maintenance Analysis Maintenance Dispatching Production schedule Detailed production scheduling Maintenance Responses Maintenance Tracking Maintenance Definition Management Production capability Quality Analysis Production execution Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control Quality test performance Detailed quality test scheduling Quality test resource management Production data collection Product definition management Quality test schedule Quality test responses Quality test tracking Quality analysis Quality test dispatching Quality test data collection Quality definition management Quality test execution jean. vieille@isa-france. org 29

Contraintes techniques Valeur de caractéristique par type Caractéristiques Type 1 Type 2 Type 3 Applications type Genre «Contrôle commande » Genre « MES » Genre « ERP » Synchronisme des données Synchrone et asynchrone Asynchrone Cycle d’acquisition données Temps réel < 5 secondes N/A Calendrier d’ouverture 6 J/7 24 H/24 6 J/7 18 H/24 Disponibilité du système Très haute Moyenne Intégrité des données Moyenne Très haute Environnement Industriel Semi industriel Bureautique des Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 30

Style de processus Type Processus Temps réel Transactionnel Stockage de données Gestion de la connaissance Description Interaction avec le process ou avec l’opérateur qui impacte directement la production Concerne des données nécessitant un haut niveau de précision et de fiabilité Collecte, sélection, consolidation, validation de l’information aux fins d’utilisation ultérieure Collaboratif Mise en forme de l’information collectée pour faciliter et améliorer l’exploitation Analyse de l’information pour aide à la décision. Peut être couplé au process de fabrication ou à l’assurance qualité Processus asynchrones de préparation d’une activité principale, tel que l’ordonnancement par exemple Relie des activités et des responsabilités indépendantes et en vue de l’obtention d’un objectif commun (généralement non structuré) Workflow Relie des activités de manière prédéfinie et structurée Analytique Modélisation et simulation Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 31

Justification technique et économique Obligation de couverture Impact « Throughput » * Impact « Immobilisations » * I : indispensable, U : utile, C : confort Consolidation des critères suivants Impact sur les rentrées financières de l’entreprise Impact « dépenses opérationnelles » * Impact sur les charges d’exploitation Conformité à la réglementation Type (DGAL, DRIRE, SNIA, droit du travail…), article, date d’échéance Justification technique Description de la justification technique (justification de l’obligation de couverture) Impact sur le investissements volume des stocks et des • Voir présentation journée du 5/1/2002 Comment valoriser le Contrôle-Commande pour no «Impact du Contrôle Commande sur la performance industrielle Vu par la Théorie des Con Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 32

Données concernées (Modèles ISA 95. 01) Personnel model Person, Person property Personnel class, Personnel class property Qualification test specification Qualification test result Equipment model Material model Process segment model Production capability model Product definition model Production schedule model Production performance model Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 33

Etape 2. 3: consolidation des tâches n Relevé des similitudes entre tâches de domaines différents n Selon les cas, les tâches sont: l l Différents (exemple: ordonnancement) Similaires, mais d’usage indépendant (exemple: • données de configuration et opérationnelles, critères de caractérisation incompatibles l Communes: la même tâche s’applique globalement aux différents domaine (exemple: gestion des mouvements de personnel, allocation des ressources) n Les descriptions fonctionnelles sont aménagées et standardisées (retour à l’étape 2. 3) n Le résultat est une liste de tâches l l inter-domaines spécifiques Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 34

Etape 2. 3: consolidation des tâches La même tâche s’applique à plusieurs Domaine une occurrence/domaine La tâche est spécifique Au domaine La tâche couvre plusieurs domaines Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 35

Phase 3: Sélection de la solution Tâches Consolidées Etape 2. 3 3. 1 Pre-qualification Long list 3. 2 Adéquation fonctionnelle Middle list 3. 3 Maquette Short list 3. 4 Sélection et Commande Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 36

3. 2 Adéquation fonctionnelle D Information D D Domaines Utilisateur Composant applicatif TT TT T Contraintes techniques Modules standard Tâches Développement spécifiques Intégration Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control Solutions jean. vieille@isa-france. org 37

Résumé MOC Operation Scenarios Phys. hierarchy Process Segments Method progress Responsibility Activity Task User profiles Task Dependencies Process style Tech. Constraints Application Component Matching applications Activity model Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control Tech & Eco Justification Information jean. vieille@isa-france. org 38

Conclusion n Issue de la réflexion des parties 1 et 2 l n La norme ISA 95 part 3 est encore en développement l n Draft 17 en cours d’édition Elle est déjà bien connue et utilisée l l n Nécessité de clarifier le domaine de l’exécution de la production pour spécifier les interfaces Par les éditeurs MES pour présenter leur couverture fonctionnelle Plus précis et cohérent que le modèle MESA Par les utilisateurs pour définir leurs besoins fonctionnels En savoir plus: l l l Pour obtenir le draft, information jean. vieille@isa-france. org Formation: www. psynapses. net Adhérer à l’ISA: www. isa. org www. isa-France. org Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org 39

MERCI jean. vieille@isa-france. org Jean Vieille : MES - B 2 M - Batch Control jean. vieille@isa-france. org