Prochim / Propharma LYON 30-31/01/2001

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1 Les Normes ISA pour l’Intégration du Système de Production dans l’Entreprise
Prochim / Propharma LYON 30-31/01/2001 Jean Vieille, animateur FBF, président ISA France (Consultant) Laurent Bochet, FBF, ISA (SINFOR Automation) Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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Sommaire Situation La norme ISA S95 La norme ISA S88 Bénéfices L’ISA Situation et Evolution Le FBF Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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Situation Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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COMPANY OWNED COMPANY OWNED PROCESS IN THE PAST COMPANY A COMPANY OWNED ALL COMPANY OF ITS MANUFACTURING OWNED STRATEGIC RELATIONSHIP COMPANY OWNED Source : SEQUENCIA IN THE FUTURE A COMPANY HAS MANY MORE RECENTLY MANUFACTURING OPTIONS BOUGHT Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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Evolution de la gestion industrielle Source : SAP Création de valeur Par la collaboration entre communautés de marché - Réduction des coûts - Amélioration des performances Par l’intégration des processus de gestion Amélioration de l’efficacité Par la coopération entre les acteurs de la chaîne logistique Source : SAP Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

6 Pilotage Marché/Client
Demande Marché / Client Cas de l’entreprise intégrée classique Programme Production Ingénierie Produit Ingénierie Ressources Demande Stratégique du Marché : Ingénierie Produit > L’ingénierie Produit détermine l’ingénierie Ressources > Demande tactique Client et réponse du système : Programme de production Le programme de production, s’appuie sur IR et IP, il est contraint par les 2 Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

7 L’Entreprise Réactive
Demande Marché - Client Programme Production Programme Production Ingénierie Ressources Ingénierie Produit Côté Entreprise de Produit : La demande stratégique pilote l’ingénierie produit Le programme de production s’appuie sur des ressources externes disponibles sur le marché L’ingénierie des ressources de production n’est plus sur le chemin critique de la réponse à la demande du marché Côté Entreprise de Production L’ingénierie des ressources s’appuie sur le besoins en Fonctions Procédé du marché Le programme de production consolide les ordres en provenance de multiples clients « Produit » Le savoir-faire de l’ingénierie produit est transmis avec l’ordre de production Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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La Norme ISA S95 Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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S95 : Positionnement S95 Source Sequencia Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

10 S95 : Convergence culturelle
Les Gestionnaires comprennent la complexité de l’Entreprise «  Le but de l ’Entreprise est de gagner de l ’Argent…   Le système de Contrôle est une boîte (mystérieuse ?) noire» Les Automaticiens comprennent la complexité des installations «  Le but de l ’Entreprise est de Fabriquer…   L’Entreprise est une espèce de nuage…(Le pouvoir au 32° dans la moquette !)» Planification des Ressources de l ’Entreprise Données Système de contrôle Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001 11

11 S95 : Produits et Fabrication
Comptabilisable Mesurable (ex. Poids) Mélangé à l’Ordre Discontinu Continu Types Produit & Fabrication Conçu à l’Ordre Assemblé à l’Ordre Répétitif Faible Forte Quantité d’Information Entreprise <-> Production Forte Faible Variabilité du Produit Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

12 Stratégies logistiques Stratégies de production
S95 : Réponse Stratégies logistiques Fabrication sur Stock Conception à la Commande Configuration PDXI NAMUR Modèles de Production Continue S88.01 SME Discontinue Discrète S95 S95 n’est pas limitée à des processus de production ou de logistique spécifiques Stratégies de production Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

13 S95 : Domaines PRM Interface définie dans S95.00.01/02
Systèmes de pilotage logistique Programme de production usine et gestion opérationnelle Niveau 4 Interface définie dans S /02 Systèmes de Contrôle de production Supervision de zone, Programme détaillé de production Modèles définis dans S Niveau 3 It is equally important to show WHERE this spec applies. The spec is to be independent of any specific kind of business… and is to apply to Continuous, discrete, and batch alike. The interface addressed by this spec is between the levels 3 and 4 of this hierarchy model. These levels were defined many years ago during the emergence of computer control in the ‘60s. The level 4 activities include:(the part not always realized by the control engineers) Collecting and maintaining raw material and spare parts usage and available inventory. Providing data for purchasing of raw material and spare parts. Collecting and maintaining overall energy use and available inventory and providing data for purchasing of energy source. Collecting and maintaining overall goods in process and production inventory files. Collecting and maintaining quality control files as they relate to customer requirements. Collecting and maintaining machinery and equipment use and life history files necessary for preventive and predictive maintenance planning. Collecting and maintaining manpower use data for transmittal to personnel and accounting. Establishing the basic production schedule Modifying the basic production schedule for orders received, based on resource availability changes, energy sources available, power demand levels, and maintenance requirements. Developing optimum preventive maintenance and equipment renovation schedules in coordination with the basic production schedule. Determining the optimum inventory levels of raw materials, energy sources, spare parts, and of goods in process at each storage point. These functions also include material requirements planning (MRP) and spare parts procurement. Modifying the basic production schedule as necessary whenever major production interruptions occur. Niveaux 2,1,0 Systèmes de contrôle Procédés Discontinus Systèmes de contrôle Procédés Continus Systèmes de contrôle Procédés Discrets Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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S95 : Contenu de la norme S Terminologie S Modèles S95 Intégration Entreprise Contrôle S Structures de Données Attributs dS Modèles des Activités de production Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

15 S95 : Fonctions du Domaine du Contrôle
Frontière Entreprise / Contrôle Achats (5.0) Plan de Production (2.0) Contrôle Matières Énergie (4.0) Gestion Stocks (7.0) Comptabilité Industrielle (8.0) Assurance Qualité (6.0) Recherche & Développement Ingénierie Expéditions (9.0) Traitement Commandes (1.0) Contrôle de la (3.0) Maintenance (10.0) Programme de Conditionnement Stocks produits finis Dérogations Produits Finis Process Data Besoins court terme Matières & Énergie Dispo Matières et énergie Capacité de Production Production du Plan Programme de Production Réception matières et énergie Objectifs de coût Performance Production Coût & Confirmation Libération Résultats AQ Produit $ Procédé Exigences Standard & Client Spécifications Standard et Client Demandes de Dérogation Données Procédé Savoir-Faire Produit et Procédé Demande Info Produit et Procédé Méthodes et Standards Demandes de Maintenance Réponses Retours Maintenance Ordres d’achats Besoins Matières &Énergie Entrantes Long terme Matières & Énergie En ligne Marketing & Ventes Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

16 S95 : Information de Production
Information d’Entreprise Programme de Production, Gestion Opérationnelle, etc. Définition Produit Capacité de Production Programme de Production (Comment fabriquer) (Ressources disponibles) (Ce qu’il faut Produire, Résultats) Information de Contrôle de la Production Supervision de Zone, Programme de Production détaillé, Sûreté, etc. Categories of information Most of the information described in the Section model falls into three main areas: Information required to produce a product Information about the capability to produce a product Information about actual production of the product Some information in each of these three areas must be shared between the manufacturing control systems and the other business systems, as illustrated in . Venn diagrams are used to illustrate the overlap of information. This standard is only concerned with the overlapping information in the Venn diagrams, and with defining a model and common terminology for that information Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

17 S95 : Cycles de la production
Programme Production Besoins Segment Segments Produit Segments Procédé Définition du produit Capabilités de Production S95 : orienté échange d’information Entreprise / Production Ingénierie des Ressources de Production Pas de modèle imposé : supporte tout type de structure Organisation par segments de Procédé : Compatiblité avec les modèles ERP Granularité adaptée à la planification et au contrôle des coûts 3 classes de ressources Mise à disposition en temps réel des Capabilités du système de production pour la planification : Utilisation, Maintenance, pannes, installation de nouveaux équipements… Ingenierie Produit Pas de modèle imposé Les règles de fabrications et les ressources nécessaires produit sont définies par « Segments de Produit » qui doivent être exécutés par des « Segments de Procédé » Programme de Fabrication Ingénierie Produit Ingénierie Ressources Ressources Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

18 OAG – BIZTALK – XML Schemas
S95 : Autres travaux Tous les Processus de Gestion OAG – BIZTALK – XML Schemas Tous les Processus de Production ISA S95 XML Schemas Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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La Norme ISA S88 Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

20 Domaines de responsabilité traditionnels
Opérateur : Bonne marche de l'installation, exécute du plan de production Automaticien : Automatisme de l'ensemble des équipements et du procédé Procédé Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

21 Domaines de responsabilité S88
Opérateur : Performance de la production Ingénieur Procédé : Automatisme du procédé de fabrication indépendant des équipements Procédé Automaticien, fournisseur de l'équipement : Automatisme Equipement Equipement physique : machine, cellule procédé Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

22 Evolution de l’automatisme
idéal Flexibilité S88 Exploitation manuelle Capabilité L’automatisme ne s’ajoute pas au procédé: il le complète pour lui pemettre de fournir les services pour lesquels il est conçu Automatisme Classique Complexité Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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Vue d’ensemble Fabrique un batch de QR6 ! Le Programme La Recette L’ Equipement L’Exécution Le Batch Le Rapport QR6 Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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Comment transformer… Introduire le linge Ajouter de l’eau Et de la lessive Agiter Vidanger Lessive BATCH Sortir le linge Essorer Vidanger Rincer Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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une machine à laver… Chargement - Linge Chargement Eau Détergent Agitation - 20’ Vidange - Egoût Lessive S88 Déchargement Linge Essorage - 5’ Vidange - Egoût Chargement - Eau Rinçage Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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En machine à café? Chargement Eau Café Agitation - 10” Vidange - Tasses à café Café S88 Déchargement Linge Essorage - 5’ Vidange - Egoût Chargement - Eau Rinçage Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

27 S88 : Cycles de vie de la production
Programme Production S88 : Programme S88 : Ressources S88 : Recette S88 : Éléments Procéduraux d’Équipement S88 : Orienté exécution du programme de Production sur un atelier déterminé Ressources de Production Modèle hiérarchique des ressources Découplage inhérent Ressources / Produit : EPE Le contrôle fait partie de l’équipement Modularisation du contrôle des équipements : ASTRID propose une méthode S88 permet d’associer un « Langage de Procédé » qui permet de définir et d’utiliser les services de l’équipement industriel Ingénierie Produit La recette Maître décrit la méthode de fabrication adaptée à l’atelier La Procédure Description structurée du procédé de fabrication S88.02 : Langage PFC, Interface Recette Maître A venir : S88.xx : Couplage normalisé avec les équipements : S88.xx : Transformation Recette Générale / Site -> Recette Maître Encore beaucoup de travail! Programme de production S88.02 propose un modèle détaillé compatible avec l’atelier cible Ne supporte pas un programme générique => S95 Ingénierie Produit Ingénierie Ressources Production Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

28 S88 : Les 3 domaines du Batch
Ingénierie Produit: Comment fabriquer ? Modèle Processus, Recette Générale/Site Chimiste Ingénierie Procédé: Comment fabriquer en tenant compte des services disponibles? Modèle Procédural, Recette Maître/Contrôle Ing. Procédé Ingénierie Contrôle: Quels services peuvent (doivent) être offerts par l’installation physique Modèle Procédural, Contrôle des équipements Ing. Procédé + Automaticien Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

29 S88 : Convergence Processus - Equipement
Modèle Processus Modèle Physique Supérieur P&ID Cellule Procédé Units Définition des processus Modèle Procédural Recette Recette Domaine PRS Modèle Procédural Equipement Modèle Physique Inférieur Domaine ORS Fonctions Equipement: P&ID Units EM, CM Phase Operation Unit Procedure Transfer Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

30 S88 : Du Processus au Modèle Procédural
Modèle Physique Modèle Processus Elements Procéduraux Equipements Fonctionnalité Processus Procédure Cellule Procédé Processus Procédure unité Unité Etape Processus Opération Processus Opération Action Processus Phase Module Equipement Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

31 S88 : Pilotage Batch - de la stratégie à l’exécution
Prévision et planification de la production Ordonancement de la production Batch Manager Exécution des recettes Procédures opératoires Phases Fabrication du produit Control Modules Capteurs, Actionneurs télécommandés Contrôle des équipements Indicateurs locaux Actionneurs manuels Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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Bénéfices Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

33 Bénéfices : S88 et S95 Entreprise A « Produit » Entreprise B
Entreprise X « Production » S88 Cellule de production X1 Cellule de production X2 Qualité Entreprise Y « Production » S88 Cellule de production Y1 Cellule de production Y2 S88 : Définition de la « Recette Générale » pour l’Entreprise de Produit Construction des « Recettes maîtres » exécutables par les ressources sélectionnées Organisation de la cellule de fabrication S95 Maintenance Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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Bénéfices S88: pour les automaticiens Flexibilité: Mise en œuvre facilitée de nouveaux produits Optimisation des ressources de production Validation Robustesse des automatismes S95 : pour les gestionnaires Terminologie Communication Gestion – Production Modèles Découplage de la planification et de la production Réduction des coûts de l’intégration S88 et S95 Communication fluide avec le système de production Un référentiel pour les applications Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

35 Bénéfices : Responsabilité des utilisateurs
Trop peu d’utilisateurs impliqués dans ces normes Les « vendeurs » n’ont pas forcément le même intérêt que les utilisateurs (voir Fieldbus !) Ceci est général : le FBF peine à mobiliser les utilisateurs La participation aux travaux de normalisation peut procurer des avantages concurrentiels Explosion du E-Business avec répercussions dans l’atelier Reconfiguration rapide, Optimisation des ressources Coût de possession Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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L’ISA Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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ISA “ISA - The Instrumentation,Systems and Automation Society” Société scientifique Origine américaine, le président est d’origine Française, le prochain est Italien Plus de 47,000 membres Présents dans 110 pays, Une soixantaine en France Adhésion individuelle, ouverte à tous Mission : « Aider les praticiens et les organisations à faire avancer les Sciences et Technologies de l’Instrumentation, des Systèmes et de l’Automation pour le bénéfice de l’Industrie et de l’Humanité » Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

38 ISA : Normes, publications, activités
Revues : InTech, Industrial Computing, Motion Control, Control Platforms Livres, videos, logiciels Manifestations Expositions professionnelles - Conférences Formation, : Plus de 50 modules Certification Normes Sections Etudiants Sections locales Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

39 Automation & Technology
ISA : SIGs Automation & Science Aerospace Industries Automotive and Vehicular Chemical and Petroleum Construction and Design Food & Pharmaceutical Industries Glass and Ceramics Industries Marketing and Sales Mining and Metals Industries Power Industry Pulp and Paper Industries Textiles Industries Water and Wastewater Industries Automation & Technology Analysis Automatic Control Systems Computer Technology Electro-Optics Environmental Management Process Management and Control Robotics and Expert Systems Telemetry and Communication Measurement Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

40 ISA : Comités de normalisation
Comités SP lancés à l’initiative des membres enquête d’utilité Participation libre Fonctionnement: Constitution de groupes de travail, Réunions (périodicité environ 2 mois) Dialogues sur Internet… Documents produits Rapports techniques Normes ANSI (américaines) Les plus importantes deviennent des normes internationales IEC ou ISO Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

41 Situation et Evolutions
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ISA SP95 Standard ANSI/ISA 95 “Intégration Systèmes de Contrôle - Système d ’Entreprise” Comité SP95 lancé en octobre 1996 Partie 1 – ISA Publiée et disponible à l’ISA et à l’ANSI « Fast Track » soumission jointe IEC / ISO le 24/01/200 Partie 2 – ISA Draft 7 – Janvier 2001 pour le second vote du comité Partie 3 – dS Draft 3 – Octobre 2000 en revue Users Eli Lilly DuPont Lyondell Chemical Dow Corning Ben & Jerry's Aurora Biosciences Novo Nordisk Fluor Daniels Bechtel UOP Rohm & Haas Union Carbide Sterling Caltex Vendors/Integrators H-P Foxboro PriceWaterhouse Coopers InCode SAP Rockwell Fisher-Rosemount Marcam ABB Honeywell Groupe Schneider Keops Base 10 Systems OSI Sequencia Digital Interface Cherry Services TAVA Yokogawa Object Automation Bailey Intellution Automation & Control Siemens/Moore Lighthammer Bradley Ward Systems Valmet Cornerstone Advanced Technical Systems General MESA NAMUR PDXI NIST NEMA AMR Purdue University Albert Pampel Jean Vieille Dr. Guido Carlo-Stella Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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ISA SP88 Standard ANSI/ISA 88 « Batch Control » Comité SP88 lancé en 1988 Partie 1 – ISA Publiée et disponible à l’ISA et à l’ANSI IEC bilingue disponible auprès de l’IEC, l’UTE et l’AFNOR Partie 2 – ISA Draft 18 – Juillet 2000 en revue à l’ANSI Publication début 2001, disponible à l’ISA Version IEC ( ) bilingue pour 2001? Partie 3 – ISA Contenu en discussion Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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Genèse S88/S95 et xBF 87 88 90 92 94 95 96 97 99 2000 2001 Namur WG6 NE33 NE59 ISA SP88 S88 .01 .02 S88.03 IEC SC65A WG11 IEC IEC Joined ISA SP95 S95 S95.02 S95.03 ISO TC184 WBF 4 WGs EBF JBF FBF 3 WGs ASRID Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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Autres groupes World Batch Forum European Batch Forum French Batch Forum Finish Batch Forum Hungarian Batch Forum Japanese Batch Forum GAMP ISPE etc, etc Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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Le FBF Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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FBF : Origine Prolongement francophone du World Batch Forum « Association à but non-lucratif créée pour promouvoir la compréhension des concepts de la production par lots (Batch), les méthodes, technologies, normes et fournir à ses membres un avantage compétitif sur la scène mondiale d'aujourd'hui. » « Le Forum Batch Francophone (FBF) assiste ses membres en supportant les objectifs du WBF par ses actions et ses services. » Pas de lien formels (en discussion) Cercle thématique N°3 du Club 18 « Automatique et Automatismes Industriels » de la SEE, « Société de l’Électricité, de l’Électronique et des Technologies de l’Information et de la Communication » Site Web Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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FBF : Activités Conférences Janvier 2000 Novembre 2000 Groupes de travail WG1 : FDA et S88 WG2 : Traçabilité WG4 : Modélisation procédés Batchs Groupe joint WBF/FBF Forum de discussion Autres Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

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FBF : Participation 62 sociétés participantes: Universitaires Fournisseurs Intégrateurs Utilisateurs France, Canada, Suisse, Belgique Adhésion sur le site Web 2 niveaux Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001

50 Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001
30 Membres actifs Intégrateurs / Conseils Alternances AQM Cap Gemini Cira-Concept Courbon Euraltech Eurintech JMR Conseils PCA-Informatique Sinfor SPC Consultants This Automation 2 Consultants Utilisateurs Aventis Baxter Rhodia Fournisseurs APV ARC Informatique Aspen Tech Fisher Rosemount Foxboro Intellution ORSI Schneider Siemens Universitaires LAAS LAG UTT Autres Revue Mesures Jean Vieille Prochim ProPharma Lyon 31/01/2001