Estándar ISA 95: Integración de los Sistemas de Control Empresarial

Ing. José Luis Salinas
Vice President Elect ISA District 9, Latin America
jose.salinas@isamex.org

InTech México Automatización,
Edición Septiembre – Noviembre 2017.

RESUMEN

Este artículo proporciona una descripción básica del estándar ISA-95, su importancia, y un enfoque general para su implementación. Este estándar tiene el objetivo de facilitar la integración de las funciones empresariales y los sistemas de control en empresas productivas. Adicionalmente, aborda los modelos y las terminologías que pueden ser usadas para determinar qué información se debe intercambiar entre las diferentes funciones empresariales durante los procesos de compras, ventas, finanzas, logística, mercadeo y en las operaciones de administración de fabricación tales como producción, inventarios, mantenimiento y calidad.

PALABRAS CLAVES: Integración, UML, MES, ERP, CIM

INTRODUCCIÓN

En la actualidad, los clientes son más exigentes en costo, tiempo y calidad; esto obliga a las empresas a conocer los requerimientos de los usuarios.

Para enfrentar estos desafíos, no siempre basta con contar con una amplia variedad de personal con habilidades; las compañías se han visto obligadas a convertirse en empresas ágiles y eficientes usando técnicas y procesos de monitoreo, así como, realizando mejoras en los procesos internos. Lo cual implica optar por el uso de técnicas y tecnologías que sean flexibles, de buen rendimiento y que posean herramientas que permitan una adopción rápida por parte de sus trabajadores, desarrolladores y administradores, como ejemplo ver la figura 1.

Figura 1. Modelo operativo de una empresa clásica

DESCRIPCIÓN DEL ESTÁNDAR ISA-95 Y SU IMPORTANCIA

ISA-95 es un estándar internacional que tiene el objetivo de facilitar la integración de las funciones empresariales y los sistemas de control en empresas productivas. Fue desarrollada por ISA (Sociedad Internacional de la Automatización) en el año de 1990, con el fin de reducir el riesgo, los costos y los errores asociados con la implementación de interfaces entre dichos sistemas (funciones empresariales y sistemas de control).

ISA-95 contiene modelos y terminología que pueden ser usadas para determinar qué información se debe intercambiar entre las diferentes funciones empresariales (compras, ventas, finanzas, logística, mercadeo) y las operaciones de administración de fabricación (producción, inventarios, mantenimiento y calidad) a través de niveles de jerarquías que permiten la integración de la industria con el sistema de control, ver figura 2.

Figura 2. Niveles de Jerarquía de los Procesos Industriales

Esta información se estructura en modelos representados en Lenguaje Unificado de Modelamiento (UML, Unified Modeling Language), que son la base para el desarrollo de interfaces entre la Planificación de Recursos de la Empresa o ERP (Enterprise Resource Planning) y los Sistemas de Ejecución de Manufactura o MES (Manufacturing Execution System).

De forma similar al concepto CIM (Computer Integrated Manufacturing), ISA-95 proporciona una organización jerárquica del sistema de manufactura que va desde los procesos de producción hasta el nivel superior, el cual se denomina Logística de Negocio. Para lograrlo, el estándar ISA-95 cuenta con tres áreas principales:

  • Modelos de intercambio de información entre los sistemas de negocio y los sistemas de manufactura, encontrados en las Partes 1, 2 y 5.
  • Modelo de actividades en las operaciones de manufactura, incluido en la Parte 3.
  • Modelo de intercambio de información entre sistemas de operación de manufactura, proporcionados en las Partes 4 y 6.

IMPORTANCIA DEL ESTÁNDAR ISA-95

El estándar ISA-95 ha sido desarrollado para hacer frente a los problemas encontrados durante el desarrollo de interfaces “automatizadas” entre los sistemas empresariales y los sistemas de control. Este estándar aplica para todo tipo de entornos de producción a nivel mundial. Se puede aplicar en todos los tipos de industrias y en todo tipo de procesos, como pueden ser:

  • Procesos por lotes.
  • Procesos continuos.
  • Procesos repetitivos o discretos.

Aunando que, con la aparición de nuevas tecnologías; cada vez es más fácil llevar a cabo el intercambio de información en forma automática, entre el piso de oficina y el piso de planta; una interfaz automatizada entre la empresa y los sistemas de control puede proporcionar numerosas ventajas, por ejemplo, acceso a la información importante en el momento oportuno y el lugar correcto. La empresa tiene acceso a información de las materias primas y productos finales en tiempo real. Lo que permite un uso óptimo y racional de la capacidad de producción y almacenamiento.

PARTES DEL ESTÁNDAR ISA-95

El estándar ISA-95 está dividido en seis partes, las cuales se describen a continuación:

  • La parte 1 provee la terminología estándar y la definición de modelos de objetos, que pueden ser utilizados para decidir qué información debe ser intercambiada.
  • La parte 2 consta de los atributos para cada objeto que se define en la parte 1. Los objetos y los atributos de la parte 2 se pueden utilizar para el intercambio de información entre diferentes sistemas y sistemas diferentes; pero estos objetos y atributos también se pueden utilizar como base para bases de datos relacionales.
  • La parte 3 se centra en las funciones y actividades en el nivel 3 o capa Producción/MES (calidad, mantenimiento, inventarios y producción.
  • Las partes 4 y 5 proporcionan, como sus títulos lo indican, los “Modelos de objetos y atributos de la gestión de las operaciones de manufactura” y la “Integración de la empresa y los sistemas de control”, respectivamente y
  • En la parte 6 se describen el modelado de los servicios de mensajería.

La figura 3 muestra la interface o ámbito de aplicación de las partes del estándar ISA 95. Para el desarrollo de un proyecto, en un ejemplo “rápido”, las partes 1 y 2 describen los modelos de objetos necesarios para el diseño y desarrollo de la base de datos que almacenará la información para la aplicación. Estas partes están conformadas por modelos de recursos y modelos de intercambio de información.

Figura 3. Interface o ámbito de aplicación de ISA S95

MODELOS

El estándar ISA 95 ha desarrollado modelos para el intercambio de información, dentro de estos se pueden encontrar los:

  1. Modelos de recursos, que involucran al:
  • Personal
  • Material
  • Equipos
  • Segmentos de proceso
  1. Modelos de intercambio de información, que hacen la:
  • Definición del producto
  • Capacidad de producción
  • Programa de producción
  • Desempeño de la producción

Los modelos de recursos son la base para la implementación de los modelos de intercambio de información, los cuales están relacionados directamente con el área de logística empresarial.

CONCLUSIONES

En palabras sencillas, el objetivo del estándar es ser una herramienta que nos indica en forma sistemática, y por medio de una estructura definida, el intercambio de información entre los sistemas de control y gerencial de una planta; esto con el objeto de definir qué información será intercambiada, a quien deberá estar dirigida y en un mismo lenguaje, para que la información la tenga solo el personal que la requiera.Por los beneficios ofrecidos, son bastantes las empresas que se han adaptado este estándar, obteniendo resultados muy provechosos en lo que respecta a la organizar de su información. En el ámbito académico, las universidades que cuentan en su modelo académico el control, automatización e integración empresarial, adoptando el estándar ISA-95 como base teórica, soportan de manera sólida la formación académica de sus estudiantes.

Considerando lo anteriormente dicho, se muestra la importancia que tiene el desarrollo de integración utilizando los elementos del estándar ISA-95 como base teórica de desarrollo, en conjunto con alguna aplicación de software. Con el resultado obtenido en este tipo de proyectos, los usuarios pueden simular órdenes de producción para procesos productivos reales y, a su vez, tener una aplicación software que contribuya en el proceso de aprendizaje teórico/práctico del estándar.

CONTACTO ISA

Lo descrito en este manuscrito forma parte del curso que hemos implementado en ISA Sección Central México denominado “Introducción a la Norma ISA 95 en la Industria de Control de Procesos”, el cual puede ser parte de su formación profesional; por lo que les invitamos a que tomen este curso y así llevar a cabo una correcta implementación del intercambio de información y toma de decisiones.

Así mismo, les recordamos que al ser miembro ISA, pueden consultar en línea los estándares indicados en el presente artículo y, además, les recomendamos leer el libro: “The Road to Integration a Guide to Applying the ISA-95 Standard In Manufacturing”, el cual, al ser miembro ISA, lo pueden obtener con un descuento.

REFERENCIAS

  • [1] ANSI/ISA-95.00.01-2010 (IEC 62264-1 Mod) – Enterprise-Control System Integration – Part 1: Models and Terminology
  • [2] ANSI/ISA-95.00.02-2010 (IEC 62264-2 Mod) – Enterprise-Control System Integration – Part 2: Object Model Attributes
  • [3] ANSI/ISA-95.00.03-2013 (IEC 62264-3 Modified) – Enterprise-Control System Integration – Part 3: Activity Models of Manufacturing Operations Management
  • [4] ANSI/ISA-95.00.04-2012, Enterprise-Control System Integration – Part 4: Objects and attributes for manufacturing operations management integration
  • [5] ANSI/ISA-95.00.05-2013, Enterprise-Control System Integration – Part 5: Business-to-Manufacturing Transactions
  • [6] The Road to Integration, A Guide to Applying the ISA-95 Standard in Manufacturing, by Bianca Scholten

ACERCA DEL AUTOR

Ing. José Luis Salinas, con más de 29 de años de experiencia en el área de Ingeniería, Servicio y Ventas, atendiendo a Pemex, CFE e iniciativa Privada, en el área de Instrumentación y Control. Especialista en Áreas Clasificadas, Métodos de Protección, Seguridad Intrínseca, Fieldbus Foundation y comunicación Wireless. Acreditado por UL University en “Hazardous Locations” y Certificado por Lee College como Certified Foundation Fieldbus Specialist. Es miembro del comité mexicano revisor de estándares IEC, Instructor Oficial de ISA Sección Central México. Cuenta con experiencia en las Áreas de Desarrollo de Ingeniería, Comisionamiento, Puesta en Servicio, Capacitación, Instrucción, Ventas y Marketing.

Ing. José Luis Salinas
Vice President Elect ISA District 9, Latin America
jose.salinas@isamex.org
jlsalinas2008@gmail.com

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