谈到MES标准,必然会联想到设备模型,我看到的所有产品化的MES平台均具备工厂和工艺建模的能力。但是在不同行业其模型定义有所区别。那么在国际标准中有些什么描述呢?首先谈到设备模型的是 ISA88,下面是国外一些资料中对其定义以及MES标准ISA95设备模型的关系描述。同时也加上了我的理解,以供参考。
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在国际标准 ISA 88(简称S88) 中讨论的模型包括物理模型 Physical Model,配方模型 Recipe Model以及工序指令模型 Procedural Module,而对于本规范而言,设备模型将基于物理模型的概念。在 S88 中对整个生产企业进行物理模型的层次划分,自上而下分成如下几个级别:
其中从 Process Cell 过程单元以下的部分在 S88 中进行讨论。下面是对上述几个概念的定义:
Process Cell: 一组逻辑组合的设备组,包括完成一个批次所需的设备。
Unit: 一组相关的控制模型和设备组件以及其它的过程设备,在这里执行一项或多项重要的工艺过程活动。
Equipment Module:一个功能设备组合,在这里完成特定的有限的较小工艺活动
Control Module:物理模型中的最低级别,可以执行最基本的控制活动。
对上述标准概念结合工艺现场可以作以下解释。对于某一个特定的工艺点控制如阀门的开关状态,温度点可以作为一个 Control Module。而对于一组辅料添加控制回路可以视为一个 Equipment Module,这里的Equipment Module是 S88的狭义设备组件单元,指的是一组控制设备,而非本标准的广义设备模型定义。上述定义只是针对于Batch 批量特性十分明显的过程,在烟草生产中,存在大量非纯 Batch 过程,如卷接包具备很多离散特性,而物料处理具备其自己的特性,因此根据与 ISA 95 设备模型的结合和一些国际组织的研究,比较全面的工厂设备层次见下:
根据上述工厂物理结构定义,我以连续生产线形式的生产为例进行分解:
Enterprise – 某企业集团
Site – 某生产厂
Area – 某生产车间
Process Cell – 某生产线
Unit – 某工艺工段
而 Equipment Module 可视为工艺工段的某一主要工艺设备或工艺回路,Control Module 可视为具体的工艺回路或点。
在例如烟草和食品饮料生产中,可能存在上述不同类型的生产模式,故而需要考虑Process Cell、Production Line 和StorageZone等的综合定义。