Integración con Piso de Planta-ISA S95 - Sandra Estrada

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International Society of Automation

SECCION COLOMBIA

1

Integración con Piso de Planta

ISA S95

Ing. Sandra Estrada

Agenda

• Porque se crea la norma ISA S95?

• Como se complementa un sistema MES con un sistema

ERP

• Estándar ISA S95

• Ejemplo

Agenda



ERP


• Ejemplo

Preguntas de la industria hoy

– Conoce exactamente su capacidad actual de planta? Se puede

comprometer con sus clientes?

– Conoce su desempeño actual vs el objetivo?

– Que lotes han podido ser contaminados con esta materia prima?

– Que tan efectivos somos con el uso de los activos?

– Cuando el ERP recibe los pedidos de los clientes cuanto tiempo

me demoro planeando detalladamente la producción?

– Porque mi capacidad no está productiva?

– Los recursos estarán bien utilizados para los productos

producidos actualmente?

– Cual es el impacto económico de esta ineficiencia?

– Cuanta ganancia fue perdida por ineficiencias?

– Porque dos grupos que parecen ser iguales, producen tan

diferente?

Global Markets

& Production

Facilities

Regulatory

Compliance,

Traceability

& Genealogy

Production

Efficiency &

Flexibility

Product

Quality & Safety

La estandarización y la integración son la

excepción no la regla!

Business-to-business application

SAP Interface

Packing Lines

Laboratory

Warehouse

End Products Storing & Shipping

HMI/PLC

HMI/PLCDCS

HMI/PLC

BatchManagement

ProductionScheduling

WIPTracking

Raw MaterialsReceiving & Pre-Treatment

Primary Processing

Secondary Processing

– Tradicionalmente, el nivel de negocio (corporativo) y el nivel de

planta están desconectados

– A las operaciones de fabricación les falta información en línea.

Agenda



ERP


• Ejemplo

Solución:

MES Sistema de Ejecución de Manufactura ISA 95

Los Sistemas de Ejecución de

Manufactura (MES) administran las

operaciones de piso de planta y

proveen la unión critica para el gap

entre piso de planta y el ERP.

El MES constituye la herramienta IT en

el área productiva, y le provee

robustez a los procesos ejecuciones

estándar.

Una de las más importantes precondiciones para un Sistema MES global son los

procesos y tareas estandarizadas en el piso de planta.

Que información necesito en los diferentes niveles?

¿Qué diferencias hay entre MES y ERP?

MES

Basado en eventos y orientado a

objetos

Organizado alrededor de

productos físicos y procesos

Navegación con interfaces de

usuario orientadas a proceso

Estructurado para gestionar

conocimiento e información de

fabricación

Integración con el piso de planta

Gestión en tiempo real

Alta disponibilidad (24 h * 365

días)

ERP

Orientado a transacciones

Organizado entorno a finanzas y

gestiones corporativas

Navegación con interfaces de

usuario estándares

Optimiza logística y cadena de

abastecimiento

Permite planificar recursos y

demanda para cumplir objetivos

de producción

Vincula fabricación con SCM

Gestiona activos físicos y

financieros

Agenda



ERP


• Ejemplo

Qué es ISA S95?

Entonces nace la iniciativa ANSI/ISA S95 con 3 áreas

principales

Modelos de intercambio de información entre los

sistemas de negocio y los de manufactura. Parte 1, 2 y 5

Modelo de actividades en las operaciones de

manufactura. Parte 3

Modelo de intercambio de información entre sistemas de

operación de manufactura. Partes futuras 4 y 6.

Un estándar desarrollado por el comité SP95 para definir modelos

comunes, terminología común y un entendimiento común que permita

integrar los sistemas de información ERP y los de manufactura MES.

Objetivo: Integrar los sistemas de Control y Corporativos

Definición de niveles

Nivel 0

Define los procesos físicos actuales.

Nivel 1

Define las actividades de detección y manipulación del proceso físico.

Nivel 2

Define las actividades de monitoreo y control del proceso.

Nivel 3

Define las actividades y flujo de trabajo para producir.

Nivel 4

Define las actividades relacionadas con el negocio necesarias para gestionar la organización.

Nota: Pueden existir otras actividades entre los niveles 1 y 4 pero no están definidas en el estándar, por ejemplo actividades de seguridad.

ISA 95 define la visión funcional de la

empresa

Sistemas del Negocio

Operaciones de Manufactura

Batch Cont. Disc.

Sistemas de Negocio:Finanzas, Compras, Recursos humanos, Gestión de Mantenimiento, Costos etc, etc.

Operaciones de Manufactura:Gestión de producción, recolección de datos, interfaz con el control, Gestión de Paradas,

Control Estadístico, etc, etc.

Interfaz descrita en las

Partes 1, 2 y 5

Actividades definidas en

Parte 3

Información compartida:Programación, Ordenes de Producción, Especificaciones de Producto,

Trazabilidad/Desempeño

Nivel 4

Nivel 3

Niveles 0,1,2

ANSI/ISA 95.00.01 - 2000

Enterprise – Control System Integration.

Part 1: Models and Terminology- Aprobada Julio 2000

Partes de la norma ISA S95

ANSI/ISA 95.00.02 - 2001

Enterprise – Control System Integration

Part2: Data Models and Attributes- Aprobada Octubre 2001

ANSI/ISA S95.00.03


Part 3: Models of Manufacturing Operations- Aprobada Junio 2005

ANSI/ISA S95.00.05


Part 5: Business to Manufacturing Transactions- Aprobada Enero 2007

95.03

ISA 95, una visión global

Site

CorporativoISA95

Standard

ISA88

Standard

Area

Area

Area

95.01, 95.02 & 95.05

Batch

Process

Cell

Continuous

Production

Unit

Discrete

Production

Line

ISA95.03

Actividades

ISA95.01,95.02&95.05

Modelos, terminología e

Intercambio de información

ISA 95.00.01 define Modelos y Terminología

Manufacturing

Execution

System

Product

definitionProduction

capability Production

schedule

Production

performance

Business

Logistic System

4 categorias de información:

Definición de Producto

Capacidad de Producción

Programación de Producción

Desempeño de Producción

Product Definition

Define como hacer el

producto.Production Capability

Define que está

disponible para uso

Production Schedule

Que producir y usarProduction Performance

Que fue producido y

consumido

4 recursos:

Personal

Equipo

Material

Segmento del proceso

ISA 95 define modelos de datos

• Modelos de datos que representan la información a

intercambiar

– No es el modelo de datos de negocio

– Una manera de representar la información independiente del

fabricante

• Definidas en connotación UML

– UML Unified Modeling language

– ISO/IEC 19501-1, tecnología informática –UML Parte1:

especificación

• Implementados usando esquemas B2MML

– Definición de esquema XML.

– Para intercambio de datos estándar

ISA 95.00.03 define las actividades

Product

definitionProduction

capability Production

schedule

Production

performance

Business

Logistic System

Manufacturing Operations

System

Operaciones de Producción

Describe que actividades relacionadas

con la producción son necesarias en el

sistema de manufactura.

No especifica como implementar el

software o como estructurar las

organizaciones

+ Operaciones de Calidad

+ Operaciones de Mantenimiento

+ Inventario

+ Otras

= Operaciones de Manufactura

ISA 95.00.03 define las operaciones de

manufactura

¿Qué se puede

producir?

• Materias primas

• Productos terminados

• Lista de Materiales (BOM)

• Definición de producto

¿Cuándo y Qué

producir?

• Importación y gestión de órdenes

• Planificación de la producción

• Ejecución de la producción

¿Cuándo y Qué fue

producido?

• Genealogía de materiales

• Cálculo de KPIs

• Recolección de datos de proceso

• Análisis de la producción

¿Cómo producir?

• Importación de recetas maestras

• Definición de operaciones

• ¿Qué recursos usar?

• Set-Points

ISA 95.00.03 define las operaciones de

manufactura

Productiondata

collection

Productionexecution

Productionresource

management

Productiondispatching

Productiontracking

Detailedproductionscheduling

Productdefinition

management

Nivel 2 Process Control

ProductionPerformance

analysis

Productdefinition

Productioncapability

Productionschedule

Productionperformance

S88 Layer

ISA-95

Agenda



ERP


• Ejemplo

1. El ERP envia la Definición de Producto

(Product Definition) – la definición de como

un producto específico debe ser hecho.

• Reglas de fabricación del producto

• Subproductos

• Cuentas de manufactura

Ejemplo (I)

Productiondata

collection

Productionexecution

Productionresource

management


Productiontracking



Productionschedule

Productdefinition

management



analysis


Productdefinition

Productiondata

collection

Productionexecution

Productionresource

management


Productiontracking



Productionschedule

Productdefinition

management



analysis


Productdefinition

2. La parte MES de Gestión de la definición de

producto (Product Definition Management) se

encarga de todas las actividades

relacionadas al nuevo producto

Segmentos del Proceso= descripción

independiente del producto de como se

hace un segmento del producto.

3. La Gestión de recursos para el productoconoce todo sobre los recursos disponibles en la planta

- Personal

- Material

- Equipos

- Segmentos del proceso

Ejemplo (II)

Productiondata

collection

Productionexecution

Productionresource

management


Productiontracking



Productionschedule

Productdefinition

management



analysis


Productdefinition

4. La Capacidad de Producción – indicando

que está en uso en el momento – es enviada

al ERP

- Recursos en uso

- Recursos disponibles

- Recursos en mantenimiento

Productiondata

collection

Productionexecution

Productionresource

management


Productiontracking



Productionschedule

Productdefinition

management



analysis


Productdefinition

5. El sistema de negocio ERP prepara el Plan de Producción – que producir y usar y lo envia al sistema de manufactura.

Ejemplo (III)

6. Un Plan detallado de producción es

preparado. El plan detallado

determina el uso óptimo de los

recursos. Los planes de producción

pueden ser mezclados o separados.

Productiondata

collection

Productionexecution

Productionresource

management


Productiontracking



Productionschedule

Productdefinition

management



analysis


Productdefinition

Productiondata

collection

Productionexecution

Productionresource

management


Productiontracking



Productionschedule

Productdefinition

management



analysis


Productdefinition

7. El Despacho de Producción envia la solicitud

de iniciar la paroducción a la máquina o

personal (en el momento decidido por el

planeador).

- Inicio de lotes

- Envio de instrucciones de trabajo

- Inicia la corrida de producción

También controla la cantidad de trabajo en

proceso.

Ejemplo (IV)

8. La Ejecución de producción ejecuta el trabajo

despachado

Ejecución de procesos automatizados

Ejecución de procesos manuales o

semiautomáticos

También permite visualizar el progreso de la

ejecución.

Productiondata

collection

Productionresource

management


Productiontracking



Productionschedule

Productdefinition

management



analysis


Productdefinition

Productionexecution

Productiondata

collection

Productionexecution

Productionresource

management


Productiontracking



Productionschedule

Productdefinition

management



analysis


Productdefinition

9. Recolección de datos de producción

recolecta la información desde el sistema

de control

Variables de proceso, etc

Eventos, etc

Ejemplo (V)

10. Análisis del producto, proceso y producción

son realizados para confirmar y optimizar la

producción.

Esta actividad es asegurada a través del

Análisis de desempeño de la producción

Productiondata

collection

Productionexecution

Productionresource

management


Productiontracking



Productionschedule

Productdefinition

management



analysis


Productdefinition

Productiondata

collection

Productionexecution

Productionresource

management


Productiontracking



Productionschedule

Productdefinition

management



analysis


Productdefinition

Ejemplo (VI)

11. La Trazabilidad de la producción me

permite crear la genealogia de

producto desde la materia prima hasta

el producto final.Production

datacollection

Productionexecution

Productionresource

management


Productiontracking



Productionschedule

Productdefinition

management



analysis


Productdefinition

12. El Desempeño de producción – que fue

hécho y que se consumió? – debe ser

reportado en el sistema de negocio para

cálculo de indicadores del negocio. Production

datacollection

Productionexecution

Productionresource

management


Productiontracking



Productionschedule

Productdefinition

management



analysis


Productdefinition

La definición y la interface con el

sistema de control de planta está

fuera del alcance del ISA S95

Ejemplo (VII)

Productiondata

collection

Productionexecution

Productionresource

management


Productiontracking



Productionschedule

Productdefinition

management



analysis


Productdefinition

Resumen

S95 ayuda a diferenciar los procesos de negocio de los de

manufactura. En este sentido los cambios pueden ocurrir en los

procesos de manufactura sin requerir cambios innecesarios en los

procesos de planeación y logistica.

S95 provee una clara limitaciones de responsabilidades y

funciones.

S95 provee una clara descripción de la información intercambiada.

S95 define las actividades dentro del sistema de manufactura.

Nota: La versión internacional es conocida como ISO/IEC 62264

PREGUNTAS?

31

Sandra Estrada Arbeláez

Automation Systems Cluster Lead - Austral Andina.

Siemens

Automation Manager

Rockwell Colombia

Projects Engineer

General Motors Colmotores

Ingeniera Eléctrica

Universidad de los Andes

CONFERENCISTA

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