Présentation
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RÉSUMÉ
L’ISA est une association de professionnels du contrôle des systèmes industriels qui développe des standards comme la série présentée dans cet article couvrant :
- la conception objet, flexible et robuste de l’automatisation ;
- le support informationnel à l’exploitation industrielle ;
- les bases de données industrielles ;
- les interfaces entre applications informatiques industrielles.
L’objectif de cet article est de permettre au lecteur de comprendre leurs bases conceptuelles et leurs domaines d’utilisation.
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-
Jean VIEILLE : Consultant - Control Chain Group, Paris
INTRODUCTION
L'ISA, The International Society of Automation, est une association internationale de droit américain qui rassemble un réseau de 30 000 professionnels du contrôle des systèmes industriels couvrant l'instrumentation (capteurs, actionneurs), l'automatique, l'automatisme (PLC, SCADA, DCS), l'informatique, la sécurité, et la gestion des activités opérationnelles (MOM-MES).
Le développement de normes et standards est une de ses activités les plus visibles dans l'industrie. La documentation produite concerne les méthodes et technologies du contrôle industriel, et correspond selon les cas à des normes prescriptives, des recommandations ou guides de bonnes pratiques, des rapports techniques.
La série de standards présentés dans cet article correspond principalement à la seconde catégorie : leur étude et leur application peuvent faciliter le développement des applications d'automatisme et de gestion de l'exploitation des systèmes industriels. Ils ne constituent pas en eux-mêmes des prescriptions obligatoires au-delà des contraintes que les industriels pourraient imposer à leurs partenaires en y faisant référence.
L'histoire de ces standards a débuté au début des années 1990 avec l'ISA-88 « Batch control », pour l'automatisation orientée objet des procédés flexibles par lots.
Elle s'est poursuivie avec l'ISA-95 qui traite la gestion de l'exploitation des systèmes industriels (MOM – manufacturing operations management, et MES – manufacturing execution systems) et l'interopérabilité (interfaces entre applications informatiques).
Les deux standards ont été opérationnalisés par B2MML, une spécification de schémas XML pour la représentation de toutes les structures de données qui y sont spécifiées, directement utilisable dans les interfaces informatiques.
Dernièrement, l'ISA-106 a proposé un rapport technique pour traiter l'automatisation des procédures dans les procédés continus en ligne avec les standards ISA-88 et ISA-95.
En pratique, l'industriel trouvera dans ces standards un ensemble de bonnes pratiques représentant les règles d'un art appliqué par une large communauté d'experts, traitant de :
-
la spécification et la conception objet, flexible et robuste de l'automatisation industrielle ;
-
l'organisation fonctionnelle du support informatique à l'exploitation industrielle (MOM-MES) ;
-
la structuration-contextualisation des bases de données industrielles pour faciliter le traitement de l'information opérationnelle pour l'exécution, la gestion, le suivi (y compris la traçabilité), l'optimisation ou l'amélioration des processus de fabrication ;
-
la spécification et la conception des interfaces entre applications informatiques.
L'ISA-88 et l'ISA-95 sont respectivement publiées comme normes internationales IEC61512 et ISO/IEC62264.
L'objectif de cet article n'est pas d'offrir une présentation détaillée ou une étude approfondie de ces standards, mais de permettre au lecteur de comprendre leurs domaines d'utilisation respectifs et leurs recouvrements à travers un prisme d'observation rassemblant et rapprochant leurs différents concepts et des exemples d'application.
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Applications
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2. Étude par dimension
Ces trois standards partagent certains caractères génétiques issus de la consanguinité des trois groupes de standardisation dont le point de départ est l'ISA-88.
Bien que leurs points de vue, terminologie et niveaux d'abstraction diffèrent sensiblement, la façon d'aborder les aspects structuraux et comportementaux des systèmes industriels est bien articulée et cohérente.
La rétro-ingénierie d'un méta-modèle n'a jamais été abordée au niveau des comités de normalisation, ce que cette section se propose de présenter. L'intérêt d'extraire un métamodèle de ces standards est double :
-
cela permet de bien comprendre la position respective des standards et leurs recouvrements, et donc d'envisager une extrapolation pour faciliter leur intégration dans une démarche d'entreprise pour rationaliser les développements ;
-
cela permet de coupler l'effort d'industrialisation du contrôle industriel avec une approche architecturale d'entreprise.
Après une présentation du métamodèle général, chaque dimension du modèle est positionnée en rapport avec les modèles des trois standards ISA-88, ISA-95 et ISA-106.
Les vues spatiales et temporelles sont ensuite présentées à travers les modèles définis par les différents standards étudiés en les associant aux classes d'objets plus abstraites du métamodèle. Ces dernières pourront être spécialisées pour les besoins particuliers de l'entreprise comme extension des modèles standards. Un cas d'utilisation illustrera cette approche.
2.1 Métamodèle supérieur
La conceptualisation de ces standards repose sur une ontologie de niveau supérieur qui combine des dimensions élémentaires dans un cadre dimensionnel.
-
Ontologie de niveau supérieur
Elle repose sur la rupture du continuum espace-temps qui nous permet d'observer notre univers et les dimensions macro-physiques élémentaires qui semblent le constituer.
La vue spatiale s'attache à représenter le système observé selon ses formes, ses caractéristiques décorrélées du temps : elle est statique c'est-à-dire que la représentation de cette observation est complète à un instant donné, aussi court soit-il. Elle peut – doit – évoluer dans le temps, mais on ne s'attache pas à l'évolution elle-même, seulement...
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Étude par dimension
Business to manufacturing markup language (B2MML) http://www.docu-track.com/ http://mesa.org/en/committeeactivities/B2MLL.asp
Manuel de mise en œuvre ISA-88/95 implementation http://www.syntropicfactory.info/isa8895
HAUT DE PAGE
ANSI/ISA-88.00.01 - Batch control – part 1 : Models and Terminology - -
ANSI/ISA-88.00.02 - Batch control part 2 : Data structures and Guidelines for languages - -
ANSI/ISA-88.00.03 - Batch control part 3 : General and Site recipe models and representation - -
ANSI/ISA-88.00.04 - Batch control part 4 : Batch production records - -
ISA-TR88.00.02 - Machine and Unit States : an implementation example of ISA-88 - -
IEC 61512-1 - Batch control – part 1 : Models and Terminology - -
IEC 61512-2 - Batch control part 2 : Data structures and Guidelines for languages - -
IEC 61512-3 - Batch control part 3 : General and Site recipe models and representation - -
IEC 61512-4 - Batch control part 4 : Batch production records - -
NF EN 61512-1 - Contrôle-commande des processus de fabrication par lots – partie 1 : modèles et terminologie - -
NF EN 61512-2 - Contrôle-commande des processus de fabrication par lots (batch) – partie 2 : structures de données et règles...
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