Etat des travaux du comité ISA95 et du groupe de travail WBF B2MML

10/10/2017
Auteurs : Jean Vieille
Publication REE REE 2005-9
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2005-9:20220
DOI :

Résumé

Etat des travaux du comité ISA95 et du groupe de travail WBF B2MML

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. Dossier) MES ET B2M : LA NORME ISA 95 INCONTOURNABLE Etat des travaux du comité ISA SP95 et du groupe de travail WBF B2MML Par Jean VIEILLE Psynapses,Manufacturing IT Consultant - Membre du comité SP95 Mots clés ISA95, S95, IEC62264, IS062264, MES,B2, P2B.ES, B2MML, XML,EAI, SNCC, ERP. Performance, Interface, E-manufacturing, Systèmes decontrôle, Processus degestion La première partie de la norme ISA 95 a été publiée en mai 2000. Après 5 ans d'existence a norme est maintenant citée par la grande majorité des acteurs et utilisateurs des systèmes d'information de production. L'objectif initia imité à la description de nterface entre systèmes de gestion et d'exécution a dû s'étendre à 'ensemble de a problématique du contrôle de la production, et les travaux se poursuivent activement, soutenus et poussés par communauté professionnelle. a 1. l'ISA, le comité SP95 L'ISA - The Instrumentation, Systems and Automation Society est une association professionnelle internationale de 38 000 membres répartis dans 110 pays. Elle est orga- nisée en 14 districts et 300 sections, dont la section ISA France présidée par Jean-Pierre Hauet et rattachée au dis- trict 12 couvrant la zone EMEA. Réseau professionnel, l'ISA est un creuset de réflexion et de développement technique dans le domaine du contrôle automatisé des installations industrielles. Outre une vingtaine de divi- sions techniques sectorielles et technologiques, l'ISA anime un certain nombre de départements traitant de l'or- ganisation de conférences et d'expositions (ISA Show), de la publication de magazines (dont InTECH), livres et médias électroniques, du développement et de l'organisa- tion de stages de formation, ainsi que du développement de normes et rapports techniques. Cette dernière activité est sans doute la plus connue dans la profession à travers des normes telles que l'ISA 5, l'ISA 88 et l'ISA 95 (la nouvelle dénomination remplace les appellations Sxx). La formation est également connue en France à travers les efforts de la section locale pour diffuser le « Body Of Knowledge » ISA à travers Psynapses. www.isa.org www.isa-france.org Le comité SP95 définit ainsi son but : « Créer une noriqîe définissant l'interface entre les fonctions de contrôle-commande et les autres fonctions de 1 entreprise sur la base du Ptirdue Reference Model for CIM (foriiie hiérarchique) publié par l'ISA. L'iuterface traitée initialernent est 1'iuterfâce entre les niveaux 3 et 4 de ce i7iodèle. D'autres interfaces pourront être traitées selon les besoins. Le but est de réduire le risque, le colit et les erreurs liés à la iiiise en oeuvre de ces SSENTIE 5 y N 0 P S L'ISA-The Instrumentation, Systemsand Automation Society est une associationprofessionnelle largementconnue pour son acti- vité de productionde normes. Lanorme ISA95 est auxlimites supérieuresdu domainede l'exé- cution dans la hiérarchiedécisionnellede l'entreprise et connaît un développement rapide dans sa création comme dans son adoption.Laspécificationde langageXML B2MML du WBF appa- raît comme un catalyseurfavorisant l'essor de la norme en pro- posant un moyen de mise en oeuvrepratique des échangesde données. Cet article présente les groupes ISA et WBF en pré- sence, l'état des travauxde la norme et quelques indicationssur le contenu des futures parties4 et 5, ainsi que les particularités de la version3 de B2MML. ! SA-The instrumentation, Systems and Automation Society is a professional organization that is largely known for its standar- dization activities. The ISA95 standard is at the upper limit of the execution domains within the Enterprise decisional hierarchy, and it shows a fast development in its elaboration as well as in its adoption. The WBF B2MML XML language specification appearsas a catalyser promoting the standard soaring by provi- ding a practical implementation mean for information exchange. This article presents the involved ISAand WBF working groups, the status of the current development of the standard, some indications about the content of future part 4 and 5 as well as particularities of coming B2MML version 3. REE ? 9 Octobre 2005 État des travaux du comité ISA SP95 et du groupe de travai VVBF B2MML interfaces. La norme doit définir un échange d'information robuste, sûre et économique. Le mécanisme d'échange devra préserver l'intégrité de l'information et l'espace de contrôle de chaque système. » ... et son domaine d'action : . Un effort en plusieurs parties Définir en détail un modèle abstrait de l'entreprise, incluant lesfonctions de contrôle de lafabrication, les fonctions de gestion et l'information échangée Établir une terminologie commune pour la des- cription et la compréhension de l'entreprise, incluant lesfonctions de contrôle de lafabrication, lesfonctions de gestion et l'information échangée Définir l'injgriiiation échangée entre les fonctions de contrôle de lafabrication et les autresfonctions de l'entreprise incluant les modèles de données et les définitions d'échanges. Le comité SP95 compte près de 300 membres. A tra- vers sa composition on relève : La participation française : Damien Maton (Cira Concept), Frédéric Guyon (Rockwell), Didier Collas (Wonderware), Bernard Dumortier (Schneider), Jean Vieille (Psynapses). Les membres actifs votants : Marc Leroux, Anne Poorman, Swarandeep Singh (ABB) ; Dennis Delaney (Accenture) ; Richard Martin (Aspen Technology) ; Chris Monchinski (Automated Control Concepts) ; Dennis Brandl (BR & L Consulting) ; Eric C. Cosman (Dow Chemical) ; Ray Walker (DuPont) ; David J. Adler (Eli Lilly & Co) ; Saroj Patnaik (Emerson Process Automation) ; Leon Steinocher (Fluor Enterprises) ; Charlie Gifford (GE Fanuc America) ; Yasuyuki Nishioka (Hosei University) ; Donald Clark (Invensys) ; Costantino Pipero, Jay Jeffreys (Invensys-Wonderware), Charlotta Johnsson (Lund Institute of Technology) ; Gary Addison (Lyondell-Equistar) ; Lynn W. Craig (MAA) ; Alan Johnston (MIMOSA) ; Leif Poulsen (Novo Nordisk Engineering) ; Paresh Dalwalla (OpteBiz) ; Theodore Williams (Purdue University) ; Jean Vieille (Psynapses) ; Em delaHostria, Gavan Hood (Rockwell Automation) ; Stefano Dighero (Siemens) ; Keith Unger (Stone Technologies) ; Les Hastings (ProsCon) ; William H. Bosler (Texas Consultants) ; David Emerson (Yokogawa). l'ISA à la présenter aux instances de normalisation inter- nationales ISO et IEC. Le sujet a suscité un tel intérêt que les 2 organismes ont décidé de collaborer au sein du comité joint JW 15 pour aboutir à la publication de la norme sous la référence IEC 62264. Les apports de ce comité sont toutefois mineurs et la publication internatio- nale, relativement méconnue, est en pratique équivalente à l'originale ISA 95. Les membres de ce comité classés par pays sont les suivants : Franz Rudolf Buenger (Suisse) ; Heike Schumacher, Martin Zelm (Allemagne) ; D. Chen, Bernard Dumortier, Jean-Jacques Genin, Christine Hermetet- Filez, Jean-Jacques Michel, Pascal Tantin (France) ; Iain Lindsay, David Shorter ; George F. Thompson (Royaume-Uni) ; Koji Demachi (Japon) ; Charlotta Johnsson (Suède) ; Keith Unger, Jean Vieille, B. Vogel-Heuser, T. Williams, G. Winchester, Bill Bosler, Dennis L. Brand, Emmanuel Delahostria, Joseph D. Duffy, Lois M. Ferson, R. Sadowski (USA) 2. Le comité joint ISO/IEC TC 65/SC 65 A/JW 15 et la norme IEC 62264 L'ISA est affiliée à FANSI pour produire des normes américaines. L'importance de la norme ISA 95 a conduit 3. Le WBF, le groupe de travail XML/B2MML Le WBF est né de la volonté des membres du comité SP88 de promouvoir leurs travaux en favorisant les échanges entre les professionnels du contrôle des procédés batchs, principalement en organisant une conférence annuelle. En fait, la création du comité SP95 a été suscitêe au sein du comité SP88 dont les travaux avaient justement révélé la nécessité de prolonger ses concepts d'auto- matisation responsable en cohérence avec les décisions stratégiques et tactiques de l'entreprise. Le WBF a suivi l'élargissement des centres d'intérêt de ses membres, jusqu'à changer de nom tout récemment, sans toutefois abandonner son acronyme. Si le WBF s'intéresse toujours aux procédés batch et à la norme ISA 88, il couvre désormais les deux normes sous la dénomi- nation « The Forum for Automation and Manufacturing Professionals . Le groupe de travail WBF XML a été lancé pour offrir une structure de développement plus réactive au support des aspectsmise en oeuvre(XML est un moyen technologique) que le SP95, cantonné au niveau normatif volontairement découplé de la technologie. Il développe deux spécifications de schémas XML, BatchML et B2MML construites res- pectivement à partir des normes ISA 88 partie 2 et ISA 95 partie 2. Les membres actifs du groupe sont : Alejandro Imass (MPR - Venezuela), Andy Bridge (Invensys - USA), Arne Svendsen (ARLA Foods - Danemark), Bill Bosler (Texas Consultants - USA), Charlotta Johnsson (Lund University, Suède), David REE No 9 Octobre 2005 Dossier MES ET B2M : LA NORME ISA 95 INCONTOURNABLE Norme ISA (US) Norme IEC (lntl) Titre ANSI/ISA95.00.01 : 2000 IEC62264-1 :2003 Part 1 : Models and ANSI/ISA95.00.02 : 2001 1 EC62264-2 :2004 Part 2: Data Structures and Attributes ANS 1/1 SA95.00.03 : 2005 - Part 3: Activity Models of Manufacturing Operations Manaqement ISA draft 95.00.04:D4 05/2005 - Part 4: Object Models and Attributes of Manufacturing Operations Management i À i raft 95-.-00-.0-5 : -D-5- -05/2 -00- 5- ----- - Part 5 : Business to Manufacturing Transactions Tableaii 1. Verb Description Acknowledge Acknovvled ment of a request. Cancel Request to the owner of objects to remove an object. Change Request to the ovvner of objects to change an object. Confirm Confirmation response to a request. Discover* Request to the owner of objects for information on published obiects Disclose* Response to a DISCOVER Get Re q uest to the ow nerofanobject for informationonone or more ob jects Process Request to the owner of an object to process a new object. Show __ Response to a GET __ ___ __ __ ___ ____ Sync Request from the owner of an object for the receiver to add, change, or delete their information about an object. Sync Tableait 2. Cornell (P & G - USA), Dave Emerson (Yokogawa - USA), Dennis Brandl (BR & L Consulting - USA), Greame Hall (Aspen Tech), Gavan Hood (Rockwell), Jean Vieille (Psynapses), Jeremy Suratt (Invensys), Kishen Manjunath (Honeywell), Ed Lynch (Pfizer), Rafael Batres (Toyohashi University of Technology), Rick Bullotta (LihghtHammer), Yasuyuki Nishioka Zn (MIT). 4. Les différentes parties de la norme et leur avancement La norme comporte actuellement cinq parties en cours de développement. Le tableau 1 ci-dessus indique les références des publications ISA et IEC. Seules les parties 4 et 5, encore méconnues, seront rapidement présentées ci-dessous. A ces normes s'ajoute la spécification B2MML du WBE Version 1.0 03/2003 . Version 2.0 09/2003 . Version 3.0 est en cours de publication, dont les nouveautés seront également présentées ci-après. 5. La partie 5 : B2M Transactions Les parties 1 et 2 de la norme définissent des modèles pour structurer l'information échangée entre les sys- CD tèmes. Lorsque l'on veut effectivement échanger de l'in- formation, il faut : Message Zone d'identification applicative Zone de données VERBE NOM . Mettre en oeuvre une transaction (par exemple « obtention d'un état de stock ») Déclencher un ou plusieurs messages (par exemple : « Demande d'information de stock » et « Réponse d'information de stock »). L'objectif de la partie 5 de la norme est de définir le format des messages nécessaires pour réaliser ces échanges d'information. Le concept de message peut être facilement appré- hendé par analogie avec les messages électroniques échangés sur internet. La norme ISA 95 s'inspire de la spécification OAGIS et définit les messages de la façon suivante : Une zone d'en-tête appelée « zone d'identification applicative » qui précise l'heure de création du REE N 9 Octobre 2005 État des travaux du comité ISA SP95 et du groupe de travail VVBF B2MML Schedule ismads up or Schedule op o Request d Roquest KeqUeSted t.n on ------------ Segme t to, - Segmet ] Mayeonta !r Û.n On On Un On On ,.-.. Matehai Materia ! Requirem nt LResponse llay con,aln O.n O..n O.n 0n O.n O.n !sassoe !ated toeher : Isassocia !ed Personnel Equipment Material Material Consumable Parameter Requirement Requirement Expected $soc ai ,d n Matërail Consumable Equipment Personnel R.e i Expected Requirement ,,, Requirement Property iproperty Property Propeity Co,,,p, dst, C,,,,sp,.dsto v Personnel Equiprilent Material Personnel Eqmpment Matenal _____ Model Model Model Figure ? 7. message, l'adresse de l'expéditeur, la demande d'accusé de réception ; Une zone de données composée d'un verbe, pré- cisant l'objectif du message et l'action attendue le cas échéant du récepteur, et d'un nom précisant l'information sur laquelle porte le message. Les « verbes » définis par la norme dans son état actuel sont énumérés dans le tableau 2. Les noms sont des objets des modèles définis dans les parties 1 et 2, par exemple : . Personnel Model : [Person], [person]. [property], [person]. [property]. [value] . Production Schedule Model [Production Request], [Production Request]. [Segment Requirement], [Production Request]. [Segment Requirement]. [Personnel Requirement]. Par exemple, le message GET [Production Request]. [Segment Requirement] est une demande d'in- formation sur le segment spécifié de la demande de pro- duction spécifiée. 6. La partie 4 : Object Models and Attributes of Manufacturing Operations Management Les parties 1 et 2 de la norme étaient focalisées sur la production. La maintenance et la qualité étaient vaguement traitées par des appendices aux modèles équipement et matière, les activités de stock n'étaient même pas mentionnées. La partie 3 a ensuite révélé la véritable portée globale de la norme, traitant tous les aspects de l'exécution, incluant la maintenance, la qualité, les stocks et tout autre domaine possible d'exploitation de la fabrication. D'autre part, la partie 3 avait été suscitée par la variété des options possibles pour la répartition des fonctions de contrôle de la production entre la gestion et l'exécution, que ce soit sur le plan de la responsabilité ou de l'urbani- sation. Il en résulte une vision fine des fonctionnalités susceptibles d'échanger de l'information entre elles. Les modèles déjà publiés apparaissent dorénavant restrictifs (ne traitant que la production) et grossiers (ne traitant que les échanges avec les systèmes de gestion). Cette nouvelle partie de la norme va donc compléter les modèles de données des parties 1 et 2. On dispose pour cela de retours d'expérience pratique, car les premières mises en oeuvre de la norme ont vite révélé ces lacunes. Une voie bien explorée pourrait être retenue. Il apparaît en effet que la remarquable pertinence des modèles appliqués à la production et la cohérence de la définition fonctionnelle de la partie 3 autorise une généralisation des modèles à un méta-niveau pour les appliquer ensuite à chaque catégorie d'exploitation de la fabrication. Dans la figure ci-dessus, le modèle « Production c Schedule » a simplement été transformé en « Working REE No 9 Octobre 2005 Dossier MES ET B2M : LA NORME ISA 95 INCONTOURNABLE 'i Locat'on S Extended : EquipmentA s setT ype ,---_u_u-----. MtM.-MS a4 Euu,pme,tAsset -'- B,a,d 1 - : - 0. _ lAOCei L -1 . ! ttt1' !'TMNMtMttSStS-atetMtS > - --= NexlPJannedFAa,,tem,ce ,--,Jour TRS - Semaine .,. -ttlS " - F' I..& L-1 :- 1 Spe-dRot,,, '-:Companyï Equ !pmentExter's !onsB- (**- " ":'Coup !) ngH !gh : Companyi [l-4 i- " Company2 EqupnntEens,ons -n 0, -'.-CouplirgDiameter ' oIalon ; MotseLeve !g -Noiselevel tLubncatorType ! . __ -'Greaseû.uatity ! 1 L-ubr,C-3tor-Type- - - - --i =10 1 I I 1 GreasingPeriod 1 U 1 L - ------ û, 1 Figure 2. 1 Schedule » applicable indifféremment à la production, à la maintenance, à la qualité ou aux opérations sur stocks. L'aptitude de ces modèles à prendre en charge effica- cement les échanges d'information à l'intérieur du MES est encore en cours d'exploration. 7. B2MML V3 : du concept à la mise en oeuvre pratique nouveaux éléments Equipment Asset (SerialNumber, Brand, Model), Maintenance (Last Maintenance Stop, Next Planned Maintenance), TRS (jour, semaine, année), Status Company 1 : Equipment Extensions pour un pre- mier fournisseur externe (Speed Rotation, Coupling High, Coupling Diameter) Company 2 : Equipment Extensions pour un 2ème fournisseur (Speed Rotation, Noise Level, Lubricators). eme L'apparition du langage B2MML a été un élément déclencheur décisif dans l'adoption très large de la norme ISA 95 en fournissant un premier niveau d'interopérabilité. La spécification était déjà très mature dans sa version 2. La version 3 apporte un progrès notable en permettant d'adapter très facilement les schémas aux besoins spéci- fiques d'un fournisseur de solution, d'un secteur indus- triel, d'une entreprise ou d'un projet spécifique. La figure ci-dessus montre comment le modèle Equipment a été aménagé avec des extensions de trois origines différentes : a Extended : Equipment pour l'utilisateur, avec les 8. Conclusion Sous la forte pression des utilisateurs (en tête d'af- fiche, Nestlé, P&G, Arla Foods et Polar), le comité reste très actif avec des chantiers importants en cours, et l'évo- lution depuis un an est remarquable. Côté ERP, partant d'une ignorance totale de cette communauté d'éditeurs : . Mai 2004 : SAP déclare son support de la norme, et lance peu après le développement d'une interface B2MML dans SAP Netweaver XI, déjà disponible. . Mai 2005 : Microsoft déclare à son tour son sup- port de la norme, Oracle semble prêt à se lancer... REE N 9 Octobre 2005 État des travaux du comité ISA SP95 et du groupe de travail WBF B2MML Côté MES, les interfaces B2MML prennent corps au-delà des brochures. Certains éditeurs utilisent même largement les modèles de la norme pour construire leurs solutions. Références ISA - " The Instrumentation, Systems and Automation Society Research Triangle ", Park, North Carolina : 0 ANS 1/1 SA-S95.00.01-2000 "Enterprise-Control System Integration " Part 1: Models and Terminology ISBN 1- 55617-727-5. . ANSI/ISA-95.00,02-2001 " Enterprise-Control System Iniegration " Part 2 : Object Model Attributes ISBN : 1- 55617-773-9. . ANSI/ISA-95.00.03-2005 "Enterprise-Control System Integration " Part3 : Activity Models of Manufacturing Operations Management ISBN : 1-55617-955-3. . ISA Draft 95.00.04 " Enterprise-Control System Integration ", Part 4 : Object Models and Attributes of Manufacturing Operations Management ISBN : -to-be-assi- gned-. . ISA Draft 95.00.05 " Enterprise-Control System Integration ", Part 5: Business to Manufacturing Transactions ISBN : -to- be-assigned-. World Batch Forum 9 "Business To Manufacturing Markup Language " Version 02 September 23, 2003. . "Business To Manufacturing Markup Language " Version 03 Draft 1 March 2005. a u e u r Jean Vieille est consultant spécialisé dans les normes iSA88 et ISA95, membre du réseau Psynapses. Ses 30 années d'expé- rience lui ont permis d'explorer de nombreux aspects du contrôle et de la gestion industrielle et de développer des méthodes pratiques pour tirer partie de ces normes. Membre votant des comités SP88 et SP95, participant au développement du dialecte XML B2MML, il a été président de la section ISA Franceet vice-président du District 12 de l'ISA. Il est membre du WBF et fondateur du Forum Batch Francophone. j.vieilleCpsynaps.net REE No 9 Octobre 2005