Jean Vieille Research community Consulting group

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1 Jean Vieille www.syntropicfactory.info j.vieille@syntropicfactory.info Research community www.controlchainmanagement.org Consulting group www.controlchaingroup.com This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License.Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License Attribution: Jean Vieille Work:ISA8895 Implementation Section:Interoperability Chapter : B2O Methodology Language:Français Version:V3 - 05/2011

2 Agenda ■ Introduction ■ Methodology overview ■ Business Processes ■ Transactions ■ Messages ■ Spreadsheet examples 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology2

3 Pourquoi des interfaces? ■ Les systèmes d’information se spécialisent  Les fonctions de planification avancés APS, de gestion de la relation client ou fournisseurs (CRM, SRM), de gestion du cycle de vie produit (PLM, CAO) sont assurées par des systèmes séparés ■ Les processus d’entreprise sont de plus en plus collaboratifs, mettant en jeux des systèmes spécialisés  Le processus de planification est complexe, il parcourt tous les niveaux décisionnels de l’entreprise jusqu’à l’animation des actionneurs, impliquant une collaboration entre systèmes, de l’ERP jusqu’à l’automatisme en passant par l’ordonnancement 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology3

4 Interfaces manuelles ou automatisées? ■ L’isolement des systèmes peut être compensé par des saisies manuelles  L’information nécessaire crée part le systèmes amont peut être re- saisie dans le système aval.  Ceci est tout à fait possible si le flux de données n’est pas trop important ■ L’automatisation des échanges d’information  Permet des débits plus importants, autorise une information plus complète  Fiabilise les échanges, Élimine les erreurs de saisie ■ Attention  Le coût des interfaces est élevé  Le coût de la maintenance peut être encore plus critique  Considérer objectivement les bénéfices réels face au coût 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology4

5 Quel problème? ■ L’interface assure la liaison entre plusieurs systèmes au niveau des données :  l’information nécessaire pour une fonction donnée d’un système est obtenue à partir d’un autre système  Le transfert d’information intervient à l’occasion d’un événement déterminé  Le transfert d’information, résultat d’une action au niveau de celui qui l’émet, correspond à une demande de traitement au niveau de celui qui la reçoit  Le processus qui supervise l’initiation de ces actions et des transferts correspondants peut être lui-même manuel ou automatisé 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology5

6 Quel problème? ■ Les systèmes ont des cycles de vie indépendants ■ En conséquence Les informations produites et consommées par chaque système pour une fonction donnée  vont évoluer dans le temps  De façon asynchrone  Entraînant une corruption possible des interfaces concernées à chaque évolution ■ La maintenance des interfaces est le point le plus critique pour la maintenance et la gestion du cycle de vie des systèmes d’information collaboratifs 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology6

7 Evolution des interfaces ■ Approche classique  Conception point à point: chaque besoin de transfert d’information est traité comme un problème concernant exclusivement les 2 applications concernées  Souvent réalisées par des transferts de fichiers ou des bases de données  Le bonheur des intégrateurs  Le cauchemar des utilisateurs ■ EAI / middlewares  Sécurisent les transferts d’information  Autorisent une communication banalisée indépendante des OS ■ SOA / Architectures orientée services  Implique un langage de communication commun  Enregistrement/découverte de services proposés par les applications  Interface standardisée (WSDL)  Indépendance du service et de l’application qui le fournit 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology7

8 Approche classique -> EAI / Services 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology8 Appli A Appli B Appli C Appli D Appli G Appli H Appli I Appli J Appli EAppli K Appli A Appli B Appli C Appli D Appli G Appli H Appli I Appli J Appli EAppli K MES / B2M standardized messages Connect.....

9 Qu’apportent ISA-95 et B2MML? ■ ISA-95  Partie 3 : Cartographie fonctionnelle  Parties 1 et 2 : Définition des structures de données échangées  Partie 5 : Définition de services standardisés ■ B2MML  Traduit en XML les modèles/attributs ISA-95 partie 2  Met en œuvre les transactions partie 3 sur le modèle OAGIS  WSDL non disponible – jamais demandé à ce jour 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology9

10 Découplage processus de gestion / processus d’exécution 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology10 Processus de gestion de production Processus d’exécution de production Fabrication Sur Stock Conception à la Commande Configuration à la Commande Fabrication à la Commande (ISA-88) Production Continue ISA-88(ISA-88) Production Discontinue Production Discrète ISA-95

11 Exemple 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology11

12 Connecteur B2MML ERP Echange B2MML / systèmes non compatibles 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology12 Emission Message ERP Réception message ERP Transformation B2MML Emission message B2MML Réception Message MES ERPMES Connecteur B2MML MES Mess B2MML Mess. ERP Emission Message MES Transformation MES Réception message B2MML Mess MES

13 ERPMES Connecteur B2MML MES Echange B2MML / ERP compatible 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology13 Emission Message B2MML Réception Message MES Emission Message MES Transformation MES Réception message B2MML Mess. B2MML Mess MES

14 ERP Connecteur B2MML ERP MES Echange B2MML / MES compatibles 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology14 Emission Message ERP Réception message ERP Transformation B2MML Emission message B2MML Réception Message B2MML Mess. ERP Mess B2MML

15 ERPMES Echange B2MML / systèmes compatibles Option1 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology15 Emission Message B2MML Réception Message B2MML Attention Extensions Transactions Mess. B2MML

16 ERPMES Echange B2MML / systèmes compatibles Option2 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology16 Emission Message B2MML Réception Message B2MML Harmoniseur B2MML Réception message B2MML Transformation B2MML Emission message B2MML Mess. B2MML Mess. B2MML

17 ProductionSchedule ProductionPerformance Connecteur SAP PPPI-PCS InterfaceWMMBID02 Sync_ProductionResponseChange_ Request_Status PI_PHCON BAPI PMYINTVRTP500ZRECADV06ZRECADV01 PI_CRST BAPI PM Sync_MaterialProduced PI_CR BAPI PM Syn_Schedule Connecteurs MES Sync_Request_Status YINTVRTP501ZRECADV07ZRECADV02 Sync_ProcessParametersSync_MaterialConsummed PI_XXXXX BAPI PM 010250 010126 010249010248010xxx010246010247 PI_XXXXX BAPI PM By-Product SAP Bus S95 B2MML SII Tout système d’information industriel Exemple 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology17

18 Agenda ■ Introduction ■ Methodology overview ■ Business Processes ■ Transactions ■ Messages ■ Spreadsheet examples 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology18

19 Overview 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology19 Functional Design (Global) Technical Design Implementation Technical Design Implementation Message instance Mapping (Local) Per environment (Global mw, Plant mw) Not studied here Per system (ERP, MES1, MES2..) Per project (Message set 1, 2…)

20 Functional Design ■ Functional Design (Global) 1. Describe Business/Operation process Workflows  Identify use cases involving inter-system communications  Describe workflows, identifies communication instances 2. Specify Transactions  For each synchronous communication instance  Identify message instances 3. Message – templates  Consolidate message types  Select the appropriate data structure for each message type  Build and map enterprise semantic meta-data (Glossary) ■ Messages instance mapping (Local)  Map business data, define custom extensions  Each message mapping is an independent sub-project  Interface projects can be split at will : per business process, per system.. 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology20

21 Agenda ■ Introduction ■ Methodology overview ■ Business Processes ■ Transactions ■ Messages ■ Spreadsheet examples 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology21

22 Business Processes ■ Defined BP:  Inspection Lot Execution  Process Order Optimization  BOM update from Manufacturing 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology22

23 B1: Process Order Optimization 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology23 Create / Release Production Requests Execute Production Requests ERP Optimize Production Requests MES solutions Optimizer Manage Material

24 Agenda ■ Introduction ■ Methodology overview ■ Business Processes ■ Transactions ■ Messages ■ Spreadsheet examples 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology24

25 B1: Process Order Optimization 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology25 Create / Release Production Requests Execute Production Requests ERP Planned Production Requests Executed Production Requests T5 Optimize Production Requests MES solutions Optimizer Optimized Production Requests Manage Material Material properties Optimized Production Requests T3 M at eri al Pr op ert ie s T6 T4 T1 T2

26 T1: Planned Production Requests ERP-> MES 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology26 MES M1.1: Send Planned Production Requests PROCESS Operations Schedule ERP PUSH Note: no confirmation / acknowledgement at the application level

27 T2: Executed Production Requests MES -> ERP 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology27 ERP M2.1 Send Production Responses PROCESS Operations Performance MES PUSH Note: no confirmation / acknowledgement at the application level

28 T3: Material properties ERP to MES 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology28 ERP M3.2 Send Material Properties SHOW Material Lot M3.1 Query Material Properties GET Material Lot MES PULL

29 T4: Material properties MES -> Optimizer 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology29 Optimizer M4.1 Send Material Properties SYNC Material Lot MES PUBLISH

30 T5: Optimized Production Requests MES Optimizer 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology30 Optimizer M5.2 Send Optimized Production Requests ACKNOWLEDGE Operations Schedule MES PUSH M5.1 Send Planned Production Requests PROCESS Operations Schedule

31 T6: Optimized Production Requests MES -> ERP 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology31 ERP M6.1 Send Optimized Production Requests PROCESS Operations Schedule MES PUSH

32 Agenda ■ Introduction ■ Methodology overview ■ Business Processes ■ Transactions ■ Messages ■ Spreadsheet examples 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology32

33 Cliquez sur l'icône pour ajouter un tableau ISA95 messages Summary #Message NameFromToVerbISA95 Model M1.1 Send Planned Production RequestsERPMESPROCESSOperations Schedule M2.1 Send Production ResponsesMESERPPROCESSOperations Performance M3.1 Query Material PropertiesMESERPGETMaterial M3.2 Send Material PropertiesERPMESSHOWMaterial M4.1 Send Material PropertiesMES Optimizer SYNCMaterial M5.1 Send Planned Production RequestsMES Optimizer PROCESSOperations Schedule M5.2 Send Optimized Production Requests Optimizer MESACKNOWLEDGEOperations Schedule M6.1 Send Optimized Production Requests MES ERPPROCESSOperations Schedule 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology33

34 Glossary: problem ■ Many « languages »  Each software solution has its own: « Batch » in ERP is « Lot » in MES, is SKU in warehouse system  People may use a terminology based on  A well established company wide glossary  the current software solution  An ancien sotware solution  An ancien plant owner  … ■ ISA-95 brings an addiitonal one!  Can be an advantage: neutral language beyond possible political and personnal conflicts  Can be problematic is the company has established its own terminology 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology34

35 Glossary: an opprotunity ■ Most probably, many terminologies exist  At least, the solutions’ ■ Designing interface is the right time to establish a common understanding on company’s meta-data ■ ISA-95 is a semi-canonical standard  Imposes a given terminology for a limited set of terms  Standard structures and attributes: Production Request, Material Definition…  All other data have are custom extensions through properties or extension attributes ■ The « Glossary » shall be built / maintained  Defining an appropriate definition  Matching the different terms with ISA-95 standard and extensions  can be part of a semantic metat data registration process in the concept of a company-wide MDM effort 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology35

36 Agenda ■ Introduction ■ Methodology overview ■ Business Processes ■ Transactions ■ Messages ■ Spreadsheet examples 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology36

37 Message Mapping ■ See Excel spreadsheet 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology37