ISA-95模型介绍

S95 标准定义了企业商业系统和控制系统之间的集成，主要可以分成三个层次， 即企业功能部分，信息流部分和控制功能部分。企业功能基于 Purdue 大学当初建立的 CIM 功能模型；信息流部分基于 Purdue 大学的数据流模型图和S88 批次标准，包括产品定义、生产能力、生产计划和生产性能 4 种信息流；而其控制功能则基于 Purdue 和 MESA 的功能模型。

S95 的不同部分对不同的层次的功能分别定义， 第一层企业级的控制域定义在 S95 的第一部分， 第二层次信息交换方面， 4种信息流交换的分类和对象模型也定义在第一部分，而对象模型的属性定义在第二部分，而底层的生产制造和控制层的域也定义在第一部分。 而 S95 的第三部分则对相应的生产活动做出定义。S95 的第三部分定义了企业生产质量、生产和维护方面的常规活动，从高度上指出了各活动之间的数据流，同时定义了8种基本生产活动：定义管理，资源管理，生产详细计划，生产部署，生产执行，跟踪，分析和数据采集。

什么是ISA-95

ISA-95: the international standard for the integration of enterprise and control systems

该标准的开发过程是由 ANSI(美国国家标准协会) 监督并保证其过程是正确的。

目前，MES系统主要参照ISA-95标准，其定义了MES系统集成时所用的术语和模型。

S95 中描述的生产对象模型根据功能分为 4 类 9 大模型， 资源、能力、产品定义和生产计划。资源包括人员，设备，材料和过程段对象。 能力包括生产能力，过程段能力。产品定义包括产品定义信息。生产计划包括生产计划和生产性能。

人力资源模型：此模型专门定义人员和人员的等级，定义个人或成员组的技能和培训， 定义个人的资质测试，结果和结果的有效时间段。

设备资源模型：设备资源模型用于定义设备或设备等级，定义设备的描述，定义设备的能力， 定义设备能力测试，测试结果和结果的有效时间段。 定义和跟踪维护请求。

材料资源模型：此模型专门定义材料或材料等级属性，对材料进行描述， 定义和跟踪材料批量和子批量信息，定义和跟踪材料位置信息， 定义材料的质量保证测试标准，结果和结果的有效时间段

过程段(Process Segment)模型（包括过程段模型和过程段能力模型）：专门定义了过程段， 提供过程段的描述，定义过程段使用的资源（个人，设备和材料），定义过程段的能力，定义过程段的执行顺序。

生产能力模型：此模型对生产能力或其他信息进行描述， 独一无二地对设备模型的特定生产单元定义生产能力， 提供当前能力的状态（可用性，确认能力和超出能力），定义生产能力的位置， 定义生产能力的物理层次(企业，生产厂，生产区域， 生产单元……)，定义生产能力的生命周期（起始时间，结束时间），对生产能力的发生日期归档。

产品定义模型：产品定义模型用于专门定义产品的生产规则（配方，生产指令），并对此规则提供一个发布日期和版本， 指定生产规则的时间段，提供生产规则及其他信息的描述， 指定使用的材料表和材料路由， 为生产规则指定产品段的需求（人员，设备和材料）， 指定产品段的执行顺序。

生产计划模型：生产计划模型用于对特定产品的生产发出生产请求，并对请求提出一个唯一的标识， 提供对生产计划以及相关信息的描述， 提供生产计划请求的开始和结束时间，对生产计划发布的时间和日期归档，指出生产计划请求的位置和设备类型（生产厂，生产区域， 过程单元，生产线……）

生产性能模型：生产性能模型根据生产计划请求的执行或某一个生产事件报告生产结果，唯一地标识生产性能， 包括版本和修订号，提供生产性能的描述和其他附加信息， 识别相关的生产计划， 提供实际的生产开始和结束时间， 提供实际的资源使用情况，提供生产的位置信息，对生产性能发布的时间日期归档，提供生产产品设备的物理模型定义（生产厂，生产区域， 过程单元，生产线……）

与MES解决方案

MES解决方案的应用架构从设计到应用模块上均参照 S95 标准的要求，其主要模块质量，生产和效率（包括设备总体效率计算，消耗跟踪和生产统计）均与S95标准一致。MES的各个模块中贯穿了生产计划， 设备，生产过程，资源等 S95 对象模型，通过各种标准的生产事件实现 S95 的标准功能，S95中的各种对象，信息流，功能描述在 MES中得到了空前的统一和完整的体现。 在于 ERP 系统连接上， MES 采取了 S95 的标准 XML 接口，从而直接连接符合标准的各大 ERP 厂家， 如与 SAP 的连接，以前的做法是各应用程序编写各自的 SAP 接口且需要 SAP 的认证， 而 MES的做法则是遵循S95 标准与 SAP 相连，从而无需认证而达到比认证程序更为有效的连接功能和效率。

S95 为信息交换提供了标准， 减少了 MES – ERP 集成的费用， 与产品的生命周期管理协同工作， 提供生产能力和状态，提高了生产制造的灵活性， 提供了一套信息集成的架构和标准模型，定义了 ERP 和 MES 的界限和信息流。它定义了 4 种信息流和9大对象模型，同时适用于批次、连续和离散过程，在很多用户项目的全周期中得到广泛应用。

国际标准化组织已经对MES 功能作出明确的定义。首先是MESA（Manufacturing Execution System Association），随后是ISA（Instrument Society of America），相继开发了相关模型，用于描述和标准化这类软件系统。 ANSI/ISA-95国际标准定义了企业级业务系统与工厂车间级控制系统相集成时所使用的术语和模型。该标准还定义了中间层MES系统应支持的一系列不同的业务操作。 典型的MES环境能有效地帮助客户回答下述几个关键的生产问题：

如何生产

可以生产什么

在什么时间生产什么

在什么时间已生产什么

以上问题的解决分别可以参照ISA-95模型中的直接对应部分。这些问题可以概括为产品定义、生产能力、计划排产和生产绩效四个方面，体现了沟通控制级与企业级管理系统的基本业务流程。

摘自：2100433B