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ISA-95-Framework und -Schichten

ISA-95 ist ein internationaler Standard für die Integration von Unternehmens- und Steuerungssystemen, die in Schichten organisiert sind, die physische Prozesse bis hin zu geschäftsbezogenen Aktivitäten umfassen. Es bietet einen Rahmen, der eine effiziente Kommunikation und Koordination zwischen verschiedenen Elementen der Fertigungsabläufe erleichtert.

Was sind ISA 95-Frameworks und -Schichten?

ISA-95 ist der internationale Standard für die Integration von Unternehmens- und Steuerungssystemen. ISA-95 besteht aus Modellen und Terminologie. Der offizielle Name lautet "ANSI/ISA-95 Enterprise-Control System Integration" (international bekannt als IEC/ISO 62264). Der Standardtitel gibt jedoch wenig Auskunft über seinen Wert. Die Nutzung dieses Standards kann eine unternehmensweite Perspektive in die Systemintegration einbringen, die es Ihnen ermöglicht, Tausende von Aktionen und Datenpunkten zu ergreifen und sie in einem verständlichen Rahmen zusammenzufassen. Es konzentriert sich auf Aktivitäten - und es soll die Aktivitäten zwischen Business und ERP auf der einen Seite und Manufacturing Execution Systems (MES) und Manufacturing Operations Management (MOM) auf der anderen Seite definieren und integrieren. Die Norm deckt sogar die Detailebene der Sensoren und die physikalischen Prozesse ab.

Anhand dieser Modelle lässt sich bestimmen, welche Informationen zwischen Systemen für Vertrieb, Finanzen und Logistik sowie Systemen für Produktion, Instandhaltung und Qualität ausgetauscht werden müssen. Diese Informationen werden in UML-Modellen strukturiert, die die Grundlage für die Entwicklung von Standardschnittstellen zwischen ERP- und MES-Systemen bilden. Der ISA-95-Standard kann für verschiedene Zwecke verwendet werden, zum Beispiel als Leitfaden für die Definition von Anwenderanforderungen, für die Auswahl von MES-Anbietern oder als Grundlage für die Entwicklung von MES-Systemen und Datenbanken.

ISA-95 enthält das Schichtenmodell von Technologie und Geschäftsprozessen für Fertigungsunternehmen als Ebenen für den Standard. Diese Stufen sind:

Ebene 0 - Definiert die tatsächlichen physikalischen Prozesse.

Stufe 1 - Definiert die Aktivitäten, die mit der Erfassung und Manipulation der physikalischen Prozesse verbunden sind.

Stufe 2 - Definiert die Aktivitäten zur Überwachung und Steuerung der physischen Prozesse.

Stufe 3 - Definiert die Aktivitäten des Workflows zur Herstellung der gewünschten Endprodukte.

Stufe 4 – Definiert die geschäftsbezogenen Aktivitäten, die für die Verwaltung eines Fertigungsbetriebs erforderlich sind.

Manufacturing Operations Management-Systeme befinden sich in Ebene 3 des Modells. Aus Komponenten- oder Softwaresicht können die Ebenen 1 bis 4 wie folgt dargestellt werden:

Stufe 1: Intelligente Geräte

Stufe 2: Steuerungssysteme (z. B. SPS, LKS)

Ebene 3: Fertigungsbetriebssysteme (z. B. MES)

Ebene 4: Business-Logistik-Systeme (z.B. ERP)

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Two people on a shop floor, interacting with graphic representations of data.

Verstehen Sie die Vorteile

Ganzheitliche Systemintegration

Integrieren und koordinieren Sie nahtlos verschiedene Unternehmens- und Steuerungssysteme und fördern Sie so eine umfassende, unternehmensweite Perspektive auf Systeminteraktionen und -aktivitäten.

Effiziente Workflow-Definition und -Optimierung

Strukturieren Sie Aktivitäten auf allen Ebenen, um standardisierte Prozesse und eine optimierte Kommunikation zwischen den Systemen zu ermöglichen, was letztendlich zu kürzeren Vorlaufzeiten, optimierter Anlagenauslastung und erhöhter Produktionstransparenz führt.

Interoperabilität und Standardisierung

Verwenden Sie ein einheitliches Framework und eine konsistente Terminologie, die eine nahtlose Integration zwischen verschiedenen Systemen ermöglicht und es Unternehmen ermöglicht, gemeinsame Modelle und Schnittstellen für MES-Systeme und Datenbanken zu etablieren.

ISA 95 und Manufacturing Operations Management

Managementsysteme für Fertigungsabläufe befassen sich mit den folgenden kritischen Fertigungsfunktionen: Qualität, Sicherheit, Zuverlässigkeit, Effizienz und Einhaltung gesetzlicher Vorschriften. ISA-95 Teil 3 definiert die Aktivitäten, die in Managementsystemen für Fertigungsabläufe auftreten, wie folgt:

  • Betriebsführung in der Produktion
  • Management von Wartungsarbeiten
  • Betriebsmanagement im Labor (d. h. in der Qualität)
  • Materialumschlag und Lagerverwaltung (einschließlich Bestandskontrolle)
  • Unterstützende Aktivitäten, einschließlich Verwaltung von Sicherheit, Informationen, Konfiguration, Dokumentation, Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und Vorfällen/Abweichungen

Die heutigen MOM Systeme ermöglichen es Herstellern, Prozesse im gesamten Unternehmen zu standardisieren und zu optimieren, Vorlaufzeiten zu minimieren, die Anlagenauslastung zu optimieren, die Markteinführung zu beschleunigen und sowohl die Produktionstransparenz als auch die Zusammenarbeit zu erhöhen. Auf dem globalen Markt, der über riesige Regionen verstreut ist und immer stärker auf Fertigungsnetzwerke angewiesen ist, spielen MOM Systeme eine immer zentralere Rolle, wenn es darum geht, Hersteller in die Lage zu versetzen, effizient und profitabel zu konkurrieren. ISA-95 Teil 3 definiert MOM als "Aktivitäten, Funktionen und Austausch innerhalb der Ebene 3 einer Produktionsstätte, die das Personal, die Ausrüstung und das Material in der Fertigung koordinieren". Es umfasst das Produktionsbetriebsmanagement, das Wartungsbetriebsmanagement, das Qualitätsbetriebsmanagement und das Bestandsbetriebsmanagement.

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