ISA-88

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IEC 61512
Bereich Leittechnik
Titel Chargenorientierte Fahrweise
Teile Teil 1: Modelle und Terminologie

Teil 2: Datenstrukturen und Leitfaden für Sprachen
Teil 3: Modelle und Darstellungen von Verfahrens- und Werksrezepten
Teil 4: Aufzeichnungen zur Chargenproduktion

Letzte Ausgabe Teil 1: 1997-08

Teil 2: 2001-11
Teil 3: 2008-07
Teil 4: 2009-10

Klassifikation Teil 1: 01.040.25, 25.040.40
Teil 2: 35.240.50
Teil 3: 25.040.40, 35.240.50
Teil 4: 25.040.40

ANSI/ISA-88 ist eine Norm für die chargenorientierte Fahrweise (Batch Control), die häufig als S88 oder SP88 bezeichnet wird. Sie ist eine Designphilosophie für Software, Ausrüstung und den Verfahrensablauf. Teil 1 wurde 1995 durch ISA freigegeben. ISA-88 wurde durch die IEC als IEC 61512 übernommen. Die Norm ist in Deutschland als DIN-Norm DIN EN 61512 veröffentlicht. Basierend auf ISA-88 existiert mit ISA-95 auch eine Norm für die Unternehmens- und Betriebsleitebene.

Übersicht

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Gegenwärtig enthält die ISA-88 Chargenorientierte Fahrweise folgende Teile:

  • Teil 1: Modelle und Terminologie (2010)[1][2]
  • Teil 2: Datenstrukturen und Leitfaden für Sprachen (2001)[3][4]
  • Teil 3: Modelle und Darstellungen von Verfahrens- und Werksrezepten (2003)[5]
  • Teil 4: Batch Production Records (2006)[6][7]
  • TR88.00.02: Machine and Unit States: An Implementation Example of ISA-88 (2008)[8]

ISA-88 bietet konsistente Standards und Terminologie für die chargenorientierte Fahrweise und definiert das physische Modell, Prozeduren und Rezepte. Die Norm wollte folgende Probleme angehen: fehlen eines universellen Modells für den Batchbetrieb, Kommunikationsschwierigkeiten bei Anwenderanforderungen, Integration von Batch-Automatisierungslösungen verschiedener Lieferanten und Schwierigkeiten bei der Konfiguration von Batch-Anwendungen.

ISA-88.01

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Die ISA-88.01 ist eine Norm, welche die Chargenfertigung anhand der folgenden hierarchischen Modelle beschreibt:

  • Prozessmodell (Process Model – Equipment and Recipes)
  • Physisches Modell (Physical Model – Equipment)
  • Prozedurales Kontrollmodell (Procedural Control Model – Recipes)
  • Kontroll-, Aktivitätsmodell (Control Activity Model – Equipment And Recipes)
  • Rezepten (Recipe)

ISA-88.01 hieß anfangs ISA S88 und wurde im Jahre 1997 als IEC 61512-1 übernommen.

Modelle

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Übersicht in UML

Prozessmodell

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Die Norm definiert ein Prozessmodell (process model) das einen Prozess (process) enthält, welcher aus einer geordneten Menge von Prozessabschnitten (process stages) besteht, welche aus einer geordneten Menge von Prozessoperationen (process operations) bestehen, welche aus einer geordneten Menge von Prozessschritten (process actions) bestehen.

Physisches Modell

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Das Physische Modell (physical model) unterteilt die Sachanlagen in Level, wobei jedes Objekt aus einer höheren Kategorie aus Objekten der nächstniedrigeren Kategorie zusammengesetzt ist. Die Level beginnend beim Obersten sind:

  • Unternehmen (enterprise)
  • Werk (site)
  • Anlagenkomplexe (areas)
  • Anlagen (process cells)
  • Teilanlage (unit), auch Maschine genannt[8]
  • Technische Einrichtung (equipment modules)
  • Einzelsteuerung (control modules)

Modell der Ablaufsteuerung

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Das Modell der Ablaufsteuerung (procedural control model) besteht aus Rezeptprozeduren (recipe procedures), bestehend aus einer geordneten Menge von Teilprozeduren (unit procedures), bestehend aus einer geordneten Menge von Operationen (operations), bestehend aus einer geordneten Menge von Funktionen (phases). Einige Ebenen können entfallen.

Rezepte

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Es gibt folgende Rezepttypen:

  • Verfahrensrezept (general recipe): generelles Rezept für das gesamte Unternehmen
  • Werksrezept (site recipe): Rezept für den Standort
  • Grundrezept (master recipe) hängt von den Einrichtungen (Equipment) des Werks ab
  • Steuerrezept (control recipe).

Der Rezeptinhalt besteht aus:

  • Rezeptkopf (header)
  • Stoff- und Produktionsdaten (formula)
  • Geräteanforderungen (equipment requirements)
  • Rezeptprozedur (procedure)
  • sonstigen Informationen die für die Rezeptausführung benötigt werden.

Weitere Modelle und Funktionen

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Neben strukturellen Definitionen und Modellen zur Chargensteuerung bietet ISA-88 auch Funktionen und Modelle zu:

  • Steuerungsaktivitäten (Control Activities)
  • Rezeptverwaltung (Recipe Management)
  • Produktionsplanung und Disposition (Production Planning and Scheduling)
  • Produktionsinformationsverwaltung (Production Information Management)
  • Prozesslenkung (Process Management)
  • Teilanlagenüberwachung (Unit Supervision)
  • Prozesssteuerung (Process Control)
PackML-Entwicklungszeitleiste

ISA-88.00.02

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Mit TR88.00.02 "An Implementation example of ISA-88" existiert ein konkretes Implementationskonzept für Verpackungsmaschinen (Batch Control Industry). Außerdem werden dort Maschinenzuständen(machine states) definiert, welche auch in anderen Modellen Anwendung finden.[9] TR88.00.02 wurde 2002 von der non-profit Organization OMAC unter dem Namen PackML (Packaging Machine Language) veröffentlicht.

Siehe auch

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Einzelnachweise

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  1. ↑ ANSI/ISA-88.00.01-2010 Batch Control Part 1: Models and Terminology. Abgerufen am 13. April 2023 (englisch).
  2. ↑ DIN EN 61512-1:2000-01, Chargenorientierte Fahrweise – Teil 1: Modelle und Terminologie (IEC 61512-1:1997); Deutsche Fassung EN 61512-1:1999. Beuth Verlag GmbH, doi:10.31030/8529860 (beuth.de [abgerufen am 13. April 2023]).
  3. ↑ ISA-88.00.02-2001 Batch Control Part 2: Data Structures and Guidelines for Languages. Abgerufen am 13. April 2023 (englisch).
  4. ↑ DIN EN 61512-2:2003-10, Chargenorientierte Fahrweise – Teil 2: Datenstrukturen und Leitfaden für Sprachen (IEC 61512-2:2001); Deutsche Fassung EN 61512-2:2002. Beuth Verlag GmbH, doi:10.31030/9512653 (beuth.de [abgerufen am 13. April 2023]).
  5. ↑ ISA-88.00.03-2003, Batch Control Part 3: General and Site Recipe Models and Representation. Abgerufen am 13. April 2023 (englisch).
  6. ↑ ISA-88.00.04-2006 Batch Control Part 4: Batch Production Records. Abgerufen am 13. April 2023 (englisch).
  7. ↑ DIN EN 61512-4:2011-02, Chargenorientierte Fahrweise – Teil 4: Aufzeichnungen zur Chargenproduktion (IEC 61512-4:2009); Deutsche Fassung EN 61512-4:2010. Beuth Verlag GmbH, doi:10.31030/1727537 (beuth.de [abgerufen am 13. April 2023]).
  8. ↑ a b ISA-TR88.00.02-2022, Machine and Unit States: An implementation example of ISA-88.00.01. Abgerufen am 13. April 2023 (englisch).
  9. ↑ Aljosha Köcher, Constantin Hildebrandt, Luis Miguel Vieira da Silva, Alexander Fay: A Formal Capability and Skill Model for Use in Plug and Produce Scenarios. In: 2020 25th IEEE International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA). Band 1, September 2020, S. 1663–1670, doi:10.1109/ETFA46521.2020.9211874 (ieee.org [abgerufen am 9. April 2023]).
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