04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL1 Normes ANSI/ISA-88 et 95: Organisation fonctionnelle du Contrôle industriel B2M MES Jean Vieille Consultant.

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1 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL1 Normes ANSI/ISA-88 et 95: Organisation fonctionnelle du Contrôle industriel B2M MES Jean Vieille Consultant jean.vieille@isa-france.org

2 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL2 Enterprise Evolution Source: SEQUENCIA Recently acquired Owned factory NOWADAYS : The Enterprise has many options for manufacturing Strategic relationships Manufacturing contractors The Past : The Enterprise owns most of its manufacturing facilities Owned Factory

3 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL3 Evolution of Industrial management Source : SAP

4 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL4 SCC –SCOR Model 4 main business processes Supplier’s supplier Supplier Plan Customer Deliver S SourceMake MDMSD D Internal / External Your Enterprise S Custom.’s Customer

5 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL5 SOURCE Manufacturing in The Supply Chain PLAN MAKE DELIVER Forecasts Demand Aggregation Planning & Scheduling Capability Capacity Schedule Manufacturing Product definition Shipping Customers Sales Purchases Demand Suppliers

6 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL6 Financial, Material, Information Flows n Financial Flow : The Slowest l Constrained by material and information flows n Material Flow : l Constraining financial flow n Information Flow : Must be the Fastest l Constraining both material flow AND financial flow Enterprise Information Flow Financial Flow Material Flow SuppliersCustomers

7 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL7 3 Lifecycles of production systems Product Engineering Resources Engineering Production Schedule Market Customers

8 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL8 Market / Customer driven production Product Development Resources Engineering Production Schedule Market / Customer demand Classical Enterprise

9 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL9 Agile Enterprise Product Engineering Production Plan Market / Customers demand Resources Engineering Production Plan Resources Engineering Production Plan Fabless company Manufacturing contractors

10 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL10 Where does S95 fit? S95 Production execution control systems Planing and Logistics systems, Cost control Production Capability Product Definition Production Performance Production Schedule

11 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL11 L’optimisation dans l’entreprise Sécurités, PID, « Ctrl avancé » Organisation fonctionnelle Ordonnancement CRM, SCM, APS… Télécontrôle Traiter les Asservissements Exécuter les Fonctionnalités Exécuter les Procédés Piloter la production Piloter l’entreprise Hiérarchie décisionnelle Ergonomie

12 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL12 Production types (ISA S88.01) n Continuous Process l « In a continuous process, materials are passed in a continuous flow through processing equipment. Once established in a steady operating state, the nature of the process is not dependent on the length of time of operation. Start-ups, transitions, and shutdowns do not usually contribute to achieving the desired processing ». n Discrete Process l « In a discrete parts manufacturing process, products are classified into production lots that are based on common raw materials, production requirements, and production histories. In a discrete parts manufacturing process, a specified quantity of product moves as a unit (group of parts) between workstations, and each part maintains its unique identity. » n Batch Process l « The batch processes addressed in this standard lead to the production of finite quantities of material (batches) by subjecting quantities of input materials to a defined order of processing actions using one or more pieces of equipment. The product produced by a batch process is called a batch. Batch processes are discontinuous processes. Batch processes are neither discrete nor continuous; however, they have characteristics of both. »

13 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL13 Cas N°1 : Plusieurs produits avec les mêmes équipements Dégauchis sage TenonneusePonceuse Fer=N°22 P=70*12mmm Passe 1 Papier=00 H=2mm Raboteuse 1 face Passe1 H=70mm Passe2 H=70mm Toupie Passe1 Fer=N°15 P=12x25mmm Passe2 Fer=N°8 P=5*8mmm Passe 2 Papier=00 Passe 3 Papier=00 Dégauchis sage Ponceuse Passe 1 Papier=000 H=1mm Raboteuse 1 face Passe1 H=24mm Passe2 H=80mm Toupie Passe1 Fer=N°6 P=2x6mmm Passe2 Fer=N°12 P=2x6mmm Produit1: Montant Huisserie Produit2: Parquet lames courtes

14 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL14 Cas N°2 : Ressources alternatives DEG-1TEN-1PONC-1RAB-1TOUP-1 Produit1: Montant Huisserie DEG-2TEN-2PONC-2RAB-2TOUP-2 DEG-3TEN-3PONC-3RAB-3TOUP-3 DEG-4TEN-4PONC-4RAB-4TOUP-4

15 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL15 Cas N°3: Fabrications simultanées DEG-1TEN-1PONC-1RAB-1TOUP-1 Produit1: Montant Huisserie DEG-2TEN-2PONC-2RAB-2TOUP-2 DEG-3TEN-3PONC-3RAB-3TOUP-3 DEG-4TEN-4PONC-4RAB-4TOUP-4 Produit2: Parquet lames courtes

16 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL16 Cas N°4 : modification de l’équipement Raboteuse 4 faces FerS : Plat H = 70 mm FerI : Plat L = 70 mm FerD=N°15 P=12x25mmm FerG=N°8 P=5*8mmm Dégauchis sage TenonneusePonceuse Fer=N°22 P=70*12mmm Passe 1 Papier=00 H=2mm Raboteuse 1 face Passe1 H=70mm Passe2 H=70mm Toupie Passe1 Fer=N°15 P=12x25mmm Passe2 Fer=N°8 P=5*8mmm Passe 2 Papier=00 Passe 3 Papier=00 Procédé A: Rabotage simple TenonneusePonceuse Fer=N°22 P=70*12mmm Passe 1 Papier=00 Passe 2 Papier=00 Passe 3 Papier=00 Produit: Montant d’Huisserie Procédé B: Rabotage 4 Faces

17 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL17 Cas N°5 : Produits complexes… BLOC PORTE HuisseriePorteAssemblage MontantsTraverse Procédé A Section: 70x70mm Feuillure: 12*25 Parement: Brique50 Surface: Fini00 Procédé B Bloc-Porte Montants Huisserie Porte Assemblage Traverse Huisserie Ferrures

18 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL18 …Et entreprise virtuelle BLOC PORTE Huisserie Porte Assemblage MontantsTraverse Procédé A Procédé B Entreprise A Entreprise B Entreprise C Entreprise D Entreprise E Entreprise F Entreprise G

19 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL19 En résumé, le contrôle de processus doit permettre: n L’utilisation d’un même équipement pour des usages différents n L’utilisation de différents équipements pour une même fonctionnalité n De gérer les conflits d’utilisation des équipements n De modifier des équipements existants, d’ajouter des équipements facilement n De distribuer les opérations avec des processus locaux différents = FLEXIBILITE

20 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL20 Contrôle de processus Idéal Contrôle de processus idéal Capabilité Flexibilité Complexité Exploitation manuelle Contrôle de processus Classique ANSI/ISA-88

21 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL21 La réponse S88 n Concept l Conception Objet l Séparation Contrôle Process / Automatisme Equipement l Séparation Procédé (spécification) / Process (exécutable) n Modèles et Terminologie l Physique l Fonctionnel (Procedural, Process) l Activités n Langages l PFC l PPC

22 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL22 Modèles physiques et fonctionnels Modèle Physique Modèle Process Equipements Fonctionnalité Procédé Modèle Procédural Elements Procéduraux Process Cell Process Unit Process Stage Process Operation Process Action Equipment Module Procedure Unit Procedure Operation Phase Control Module

23 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL23 Conception Objet FC Pump Circuler Envoi Arrêt Déclenchement Commandes Circulation Envoi en cours Arrêté Déclenché Etats FO

24 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL24 Automates d’états IDLE Start COMPLETE Done STOPPED STOPPING Done Stop ABORTED ABORTING Done Abort EXECUTING Hold Fail Done Restart HELD RESTARTING RUNNING MARCHE HOLDING RESTART STOPPINGABORTING Except.1Except.2Except.3Except.4 Except.1Except.2Except.3Except.4 HOLDING

25 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL25 Séparation Contrôle Process / Contrôle Equipement Procedure Operation Unit Procedure Phase Recipe Procedure Equipment Phase (Doit toujours exister) Contrôle du Processus Recipe Procedural Elements Contrôle des Equipements Equipment Procedural Elements

26 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL26 Cycles de vie du système de production Programme Production SCHEDULE EQT ENTITIES Ingénierie Produit Ingénierie Ressources Production RECIPE EQUIPMENT PROCEDURAL ELEMENTS

27 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL27 Langage PFC – Procedural Function Chart EQT Unit Procedure TR1 SYS EQT Unit Procedure TR1 SYS Operation 1 Operation 2 ++ + + Phase 1 Phase 2 Phase 3 Phase 5 Phase 4

28 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL28 Langage PPC – Process Procedure Chart M9 M7 M8 M7 M8 M9 Sterilize M7 M8 M9 2 8 Premix 2 Heat 2 3 2 Charge Mix Charge Heat Separate Procedure : Montre les Process Stages Process Stages : Montrent les Process Operations Process Operations : Montrent les Process Actions

29 04/10/2002Jean Vieille – Conférence ISIAL29 Conclusion n ISA95 : Organisation du Système d’Information de Production l B2M : Flux d’information Gestion – Production l MES : Organisation Fonctionnelle du Système de Production n ISA88: Organisation du contrôle de Process l Modélisation Process, Physique et Fonctionnelle l Flexibilité l Gestion de la connaissance n Objectifs visés: l Réactivité logistique du système de production l Accélération de la mise en production des nouveaux produits l Utilisation optimale des ressources à tous les niveaux l Robustesse des systèmes faces aux aléas et aux évolutions du système de production l Cohérence de la chaîne d’information du capteur au décisionnaire l Réduction du coût total de possession du système de contrôle