Главная // Актуальные документы // ГОСТ Р (Государственный стандарт)
СПРАВКА
Источник публикации
М.: ФГБУ "РСТ", 2021
Примечание к документу
Документ введен в действие с 01.01.2022.
Название документа
"ГОСТ Р ИСО 15746-3-2021. Национальный стандарт Российской Федерации. Системы промышленной автоматизации и интеграция. Интеграция возможностей усовершенствованного управления технологическими процессами и оптимизации для производственных систем. Часть 3. Верификация и валидация"
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 08.10.2021 N 1098-ст)

"ГОСТ Р ИСО 15746-3-2021. Национальный стандарт Российской Федерации. Системы промышленной автоматизации и интеграция. Интеграция возможностей усовершенствованного управления технологическими процессами и оптимизации для производственных систем. Часть 3. Верификация и валидация"
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 08.10.2021 N 1098-ст)


Содержание


Утвержден и введен в действие
Приказом Федерального
агентства по техническому
регулированию и метрологии
от 8 октября 2021 г. N 1098-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
СИСТЕМЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ И ИНТЕГРАЦИЯ
ИНТЕГРАЦИЯ ВОЗМОЖНОСТЕЙ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ И ОПТИМИЗАЦИИ
ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ
ЧАСТЬ 3
ВЕРИФИКАЦИЯ И ВАЛИДАЦИЯ
Automation systems and integration.
Integration of advanced process control and optimization
capabilities for manufacturing systems.
Part 3. Verification and validation
(ISO 15746-3:2020, IDT)
ГОСТ Р ИСО 15746-3-2021
ОКС 25.040.40
Дата введения
1 января 2022 года
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН ООО "НИИ экономики связи и информатики "Интерэкомс" (ООО "НИИ "Интерэкомс") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 100 "Стратегический и инновационный менеджмент"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 8 октября 2021 г. N 1098-ст
4 Настоящий стандарт идентичен проекту международного стандарта ИСО 15746-3:2020 "Системы промышленной автоматизации и интеграция. Интеграция возможностей усовершенствованного управления технологическими процессами и оптимизации для производственных систем. Часть 3. Верификация и валидация" (ISO 15746-3:2020 "Automation systems and integration - Integration of advanced process control and optimization capabilities for manufacturing systems - Part 3: Verification and validation", IDT)
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
6 Некоторые положения международного стандарта, указанного в пункте 4, могут являться объектом патентных прав. Международная организация по стандартизации (ИСО) не несет ответственности за идентификацию подобных патентных прав ответственности за идентификацию подобных патентных прав
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
Введение
Средства автоматизации и управления производственными системами повышенной сложности, применяемые в соответствии с существующей методологией "усовершенствованного управления и оптимизации технологических процессов" (APC-O), обеспечивают функции планирования и оперативного управления производством. Методология APC-O требует интеграции управления производственными операциями (MOM) со средствами автоматизации и управления производственными процессами и оборудованием.
Для выполнения APC-O-функций технологии промышленной автоматизации поставляются различными поставщиками вместе с программным обеспечением и компонентами аппаратных средств. Вследствие большого разнообразия существующих средств разработки и проектирования, а также предъявляемых требований, решения по автоматизации, предлагаемые различными поставщиками, оказываются изолированными и частично несовместимыми, при этом, интеграция технологий автоматизации сильно затрудняется. По этой причине заказчики приобретают различные компоненты технологий автоматизации с избыточными и дублированными функциями. Это приводит к неэффективности использования ресурсов и ограничивает интероперабельность. Настоящий стандарт устанавливает основополагающие принципы для интероперабельности APC-O-систем, создает наилучшие условия для интеграции и информационной совместимости технологий автоматизации.
Настоящий стандарт не устанавливает единственный путь внедрения APC-O систем, и не ограничивает пользователей в выборе собственного способа внедрения APC-O систем.
Целевыми пользователями настоящего стандарта являются пользователи и провайдеры усовершенствованного управления и оптимизации технологических процессов, такие как поставщики проектных решений, интеграторы систем автоматизации, производственные подразделения компаний, инженеры-технологи, независимые организации, выполняющие тестирование программного обеспечения, организации, осуществляющие консалтинговые услуги и внедрение программного обеспечения по усовершенствованному управлению и оптимизации технологических процессов, а также государственные и научные организации.
1 Область применения
В настоящем стандарте устанавливаются принципы верификации и валидации в соответствии с моделями деятельности и потоком операций APC-O-систем, определяются общие процессы верификации и валидации APC-O-систем, а также набор показателей и контрольных точек, используемый для верификации и валидации.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте нормативные ссылки отсутствуют.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.
ИСО и МЭК поддерживают терминологические базы данных для их использования в стандартизации, которые можно найти по следующим адресам:
- онлайн Платформа просмотра стандартов ИСО, доступная по адресу http://www.iso.org/obp.
Электропедия МЭК, доступная по адресу http://www.electropedia.org.
3.1 контрольная точка (checkpoint): Точка, в которой необходимо осуществлять деятельность по верификации (3.6) и валидации (3.5) на протяжении жизненного цикла APC-O-системы.
3.2 показатель (indicator): Измеримая характеристика системы или компонента.
Примечание - Существуют два типа показателей: Количественный показатель (3.3) и оценочный показатель (3.4).
3.3 количественный показатель (quantitative indicator): Показатель (3.2), вычисляемый по формулам.
3.4 оценочный показатель (judgement indicator): Показатель (3.2), оцениваемый аналитическим методом.
3.5 валидация (validation): Процесс оценивания APC-O-системы для определения, удовлетворяет ли система требованиям заинтересованных сторон.
3.6 верификация (verification): Процесс оценивания APC-O-системы для определения, удовлетворяет ли результат (выходные данные) определенной стадии условиям, установленным в начале стадии.
4 Сокращения
APC-O - усовершенствованное управление и оптимизация технологических процессов (Advanced Process Control and Optimization);
MOM - управление производственными операциями (Manufacturing Operations Management);
V&V - верификация и валидация (Verification and Validation).
5 Принцип и цель
5.1 Принцип верификации и валидации
В настоящем стандарте устанавливаются спецификации, которые могут использоваться как пользователями, так и поставщиками APC-O-систем. APC-O-система, соответствующая данной спецификации, удовлетворяет требованиям заказчиков и облегчит интеграцию различных APC-O-систем, как показано на рисунке 1.
Рабочий процесс (последовательность действий): рабочий процесс APC-O-системы связан со стадиями жизненного цикла.
Выходные данные (результат) определенной стадии жизненного цикла: каждая рабочая стадия характеризуется конкретным результатом.
Рабочая стадия: жизненный цикл APC-O-системы состоит из следующих стадий:
a) анализ требований;
b) проектирование;
c) разработка;
d) исполнение;
e) техническая поддержка.
5.2 Структуры показателей
5.2.1 Общие положения
Количественные и оценочные показатели представлены в соответствии со структурой, установленной в ИСО 22400-2. Данная структура характеризуется названием элемента показателя, приведенного в левом столбце, и описательной часть элемента показателя, приведенной в правом столбце.
5.2.2 Структура количественных показателей
В таблице 1 приведен обзор основных элементов структуры количественных показателей.
Таблица 1
Структура количественного показателя
Имя (название)
Название показателя
Идентификатор (ID)
Уникальный идентификатор
Описание
Краткое описание показателя
Область применения
Объект, для которого используется показатель, включая стадии жизненного цикла или элементы/виды деятельности в рамках жизненного цикла
Расчетная формула
Математическая формула показателя, определенная, исходя из элементов
Единица измерения
Базовая единица или размер показателя
Диапазон
Определяет верхний и нижний логические пределы показателя
Тренд
Информация, которая указывает направление улучшения, например, какое значение лучше, более высокое или более низкое
Получатели информации (целевая аудитория)
Пользователи и провайдеры APC-O решений, например, поставщики технологий проектирования; интеграторы систем автоматизации; производственные подразделения компании; инженеры-технологи; независимые организации, тестирующие программное обеспечение; организации, осуществляющие консалтинговые услуги и внедрение APC-O программного обеспечения, государственные и научные организации
В таблице 2 представлен пример количественного показателя.
Таблица 2
Пример количественного показателя
Название
Среднеквадратическая погрешность (MSE)
Идентификатор (ID)
Описание
Контрольную точку используют для описания стабильного показателя.
Примечание - Определение MSE.
Расчетная формула
Среднее значение 
Единица измерения
%
Диапазон
Мин: 0%
Макс: 100%
Тренд
Чем ниже показатель, тем лучше
Получатели информации (целевая аудитория)
Инженеры-технологи и операторы процессов
Обозначения:
Последовательность операций (рабочий процесс)
Выходные данные (результат) определенной стадии жизненного цикла
Верификация
Валидация
Рабочая стадия APC-O-системы
Выходные данные (результат) каждой стадии
Объект внешней среды
Рисунок 1 - Верификация и валидация APC-O-систем
5.2.3 Структура оценочного показателя
В таблице 3 представлен обзор основных элементов структуры оценочных показателей.
Таблица 3
Структура оценочного показателя
Название
Название показателя
Идентификатор (ID)
Уникальный идентификатор
Описание
Краткое описание показателя
Область применения
Определяют объект, для которого используется показатель и который может представлять стадию жизненного цикла или элементы/виды деятельности в рамках жизненного цикла
Метод оценки
Проверяют соответствие объекта установленным требованиям
Результат оценки
Пройдено/не пройдено
Получатели информации (целевая аудитория)
Пользователи и провайдеры APC-O решений, например, поставщики технологий проектирования, интеграторы систем автоматизации, производственные подразделения компании, инженеры-технологи; независимые организации, тестирующие программное обеспечение; организации, осуществляющие консалтинговые услуги и внедрение APC-O программного обеспечения, государственные и научные организации
В таблице 4 представлен пример оценочного показателя.
Таблица 4
Пример оценочного показателя
Название
Оптимальная схема реализации проекта APC-O
Идентификатор (ID)
Описание
Область применения
Стадия анализа требований
Метод оценки
Результат оценки
Пройдено/не пройдено
Получатели информации (целевая аудитория)
Менеджеры и руководители проекта APC-O
5.3 Общий процесс верификации и валидации
Общий процесс верификации и валидации в рамках рабочего процесса APC-O-системы приведен на рисунке 2.
Рисунок 2 - Общий процесс верификации и валидации
Целью верификации и валидации является проверка работы на соответствие потребностям пользователей.
a) Определяют цель V&V в соответствии с требованиями пользователей.
b) Анализируют цель и убеждаются, что цель применима к работе на данной стадии.
c) Определяют показатели (индикаторы) и контрольные точки, применимые расчетные формулы и метод оценки для формирования чеклиста.
d) Анализируют показатели и контрольные точки для обеспечения соответствия чеклиста требованиям V&V, при необходимости, обновляют показатели и контрольные точки.
e) Вычисляют показатели, оценивают контрольные точки по чеклисту и готовят отчет об оценке.
f) Анализируют отчет. Решение о пригодности отчета об оценке выполняют исходя из трех следующих ситуаций:
1) в процессе вычисления показателей и оценки контрольных точек возникли ошибки и требуется модификация;
2) показатели и контрольные точки непригодны и требуют корректировки;
3) работа на этой стадии не удовлетворяет требованиям и требуется модификация.
5.4 Верификация
Процесс верификации стадий жизненного цикла соответствует общему методу процесса верификации в 5.3.
5.5 Контрольные точки на стадии "анализ требований"
Таблица 5 содержит описание чеклиста на стадии "анализ требований".
Таблица 5
Чеклист на стадии "анализ требований"
Номер
Контрольная точка
Название
ID
Результат оценки
1
Анализ требований
Область применения APC-O-системы
Выбор APC-O модулей
Поставленная пользователем задача
Описание процесса
Рабочий процесс
Запланированная сфера действия APC-O модулей
Запланированная окупаемость вложенных средств
Запланированная эффективность внедрения
Таблицы 6 - 13 содержат описание показателей на стадии "анализ требований".
Таблица 6
Область применения APC-O-системы
Название
Область применения APC-O-системы
ID
Описание
Определяют область применения APC-O-системы на основе требований заинтересованных сторон
Область применения
Стадия "анализ требований"
Метод оценки
Проверяют согласованность области применения APC-O-системы с требованиями заинтересованных сторон.
Пример - Объект может быть распределительной колонкой и поглотительной колонкой.
B1: К какой части физической установки будет применяться APC-O-система?
Ответ на B1: в данном проекте APC-O-система будет применяться к перегонной колонке и поглотительной колонке.
Пример - Процесс в целом включает пять элементов согласно требованиям заинтересованных сторон, тогда как только к трем из пяти будет применена APC-O-система. Контрольная точка нужна для проверки, правильно ли сделан выбор трех из пяти элементов.
Результат оценки
Да: пройдено; Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Менеджер проекта APC-O
Таблица 7
Выбор APC-O модулей
Название
Выбор модулей APC-O
ID
Описание
Устанавливают структуру APC-O-модулей и структуру системы
Область применения
Стадия "анализ требований"
Метод оценки
Проверяют соответствие выбранных модулей требованиям заинтересованных сторон
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Инженеры проекта APC-O, инженеры-технологи
Таблица 8
Задача, поставленная пользователем
Название
Задача, поставленная пользователем
ID
Описание
Анализируют и количественно выражают задачу, поставленную пользователями
Область применения
Стадия "анализ требований"
Метод оценки
Проверяют четкость, ясность и количественное выражение задачи, поставленной пользователем
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Менеджеры и инженеры проекта APC-O
Таблица 9
Описание (технологического) процесса
Название
Описание процесса
ID
Описание
Задают характеристики оборудования и процесса
Область применения
Стадия "анализ требований"
Метод оценки
Проверяют, достаточно ли точно описаны характеристики оборудования и процесса для проектирования APC-O-системы и насколько точно описание процесса соответствует реальному процессу.
Проверяют полноту соответствующих данных
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Инженеры проекта APC-O, инженеры-технологи
Таблица 10
Рабочий процесс
Название
Рабочий процесс
ID
Описание
Устанавливают процедуры реализации проекта
Область применения
Стадия "анализ требований"
Метод оценки
Проверяют подтверждение процедуры реализации проекта заинтересованными сторонами
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено
Целевая аудитория
Менеджеры и инженеры проекта APC-O
Таблица 11
Запланированная область охвата APC-O модулей
Название
Плановая область охвата APC-O модулей (PCM)
ID
Описание
Количество примененных модулей APC-O (NMA)/Общее количество модулей APC-O (TNM).
B2: Сколько модулей APC-O-системы будет использовано?
Ответ на B2: может быть один или несколько следующих APC-O модулей:
- модуль программно-управляемого датчика;
- APC модуль;
- модуль оптимизации;
- модуль оценки рабочих характеристик (производственного процесса)
Область применения
Стадия "анализ требований"
Расчетная формула
PCM = (NMA/TNM) x 100%
Единица измерения
%
Диапазон
0 - 100
Тренд
Чем выше данный показатель, тем лучше
Целевая аудитория
Менеджеры и инженеры проекта APC-O
Таблица 12
Плановая окупаемость вложенных средств
Название
Плановая окупаемость вложенных средств (PROI)
ID
Описание
Определение: расчетное увеличение ежегодной прибыли посредством внедрения APC-O-систем (EIAP)/стоимость инвестиции в APC-O-системы (CIS)
Обратное понятие называют период окупаемости инвестиции, т.е. время, требуемое для окупаемости стоимости инвестиции
Область применения
Стадия "анализ требований"
Расчетная формула
PROI = (EIAP/CIS) x 100%
Единица измерения
%
Диапазон
Тренд
Чем выше данный показатель, тем лучше
Целевая аудитория
Менеджер проекта APC-O
Таблица 13
Плановая эффективность исполнения
Название
Плановая эффективность исполнения (PIE)
ID
Описание
Определение: Период для внедрения APC-O-систем/Общее число переменных, определенных в данной системе APC-O
Примечание - Общее число переменных, определенных в системе APC-O зависит от сложности APC-O-системы.
Область применения
Стадия "анализ требований"
Расчетная формула
Плановый период внедрения APC-O-системы/Общее число переменных, определенных в APC-O системе
Единица измерения
Диапазон
Тренд
Чем ниже данный показатель, тем лучше
Целевая аудитория
Менеджеры проекта APC-O
5.6 Контрольные точки стадии "проектирование"
Таблица 14 содержит описание чеклиста на стадии "проектирование".
Таблица 14
Чеклист на стадии "проектирование"
Номер
Контрольная точка
Название
ID
Результат оценки
1
Проектирование
Спецификация требований
Проектирование структуры модулей системы
Проектирование логической защиты
Возможность обработки несоответствия моделей
Таблицы 15 - 18 содержат описание показателей на стадии "проектирование".
Таблица 15
Спецификация требований
Название
Спецификация требований
ID
Описание
Спецификация требований на стадии "проектирование"
Область применения
Стадия "проектирование"
Метод оценки
Проверяют наличие спецификации установленных требований
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Инженеры-технологи и операторы процесса, инженеры проекта APC-O
Таблица 16
Проектирование структуры модулей системы
Название
Проектирование структуры модулей системы
ID
Описание
Определяют необходимые APC-O модули
Область применения
Стадия "проектирование"
Метод оценки
Проверяют на соответствие требованиям расчета и интеграции APC-O модулей
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Менеджер проекта APC-O
Таблица 17
Проектирование логических систем защиты
Название
Проектирование логической защиты
ID
Описание
Свободный от помех переключатель
Область применения
Стадия "проектирование"
Метод оценки
Проверяют возможность и функциональность преобразования процессов управления (между усовершенствованным управлением технологическим процессом и обычным процессом управления)
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Инженеры-технологи, инженеры проекта APC-O
Таблица 18
Возможность обработки несоответствия моделей
Название
Возможность обработки несоответствия моделей
ID
Описание
Оценка надежности контроллера
Область применения
Стадия "проектирование"
Метод оценки
Оценивают степень надежности системы
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Инженер проекта APC-O
5.7 Контрольные точки стадии "разработка"
Таблица 19 содержит описание чеклиста на стадии "разработка".
Таблица 19
Чеклист стадии "разработка"
Номер
Контрольная точка
Название
ID
Результат оценки
1
Сборка (соединение) модулей
Анализ данных прошлых периодов
Проектирование пошагового тестирования
Верификация результатов тестирования
Спецификация определения фактической информации
2
Тестирование модулей
Верификация системы
3
Конструирование компонентов
Верификация структуры данных
4
Тестирование модулей
Верификация структуры данных
5
Загрузка модулей
Верификация структуры данных
Верификация механизма логического переключения и защиты
Таблицы 20 - 26 содержат описание показателей стадии "разработка".
Таблица 20
Анализ данных прошлых периодов
Название
Анализ данных прошлых периодов
ID
Описание
Анализ данных прошлых периодов
Область применения
Стадия "разработка": сборка модулей
Метод оценки
Анализируют данные прошлых периодов и проверяют достаточность имеющихся данных для внедрения функциональных APC-O модулей
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Инженеры проекта APC-O
Таблица 21
Проектирование пошагового тестирования
Название
Проектирование пошагового тестирования
ID
Описание
Проектирование пошагового тестирования
Область применения
Стадия "разработка": сборка модулей
Метод оценки
Проверяют соответствие проектирования пошагового тестирования требованиям безопасности и процесса проектирования
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Инженеры проекта APC-O, инженеры-технологи и операторы технологического процесса
Таблица 22
Спецификация определения фактической информации
Название
Спецификация определения фактической информации
ID
Описание
Валидация информации о взаимодействии
Область применения
Стадия "разработка": сборка модулей
Метод оценки
Проверяют соответствие определения информации о взаимодействии спецификации. Спецификация может представлять собой стандартные технические условия или спецификацию пользователя
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Инженеры-прикладники проекта APC-O, инженеры-технологи
Таблица 23
Верификация результатов тестирования
Название
Верификация результатов тестирования
ID
Описание
Верификация результатов тестирования
Область применения
Стадия "разработка": сборка модулей
Метод оценки
Проверяют соответствие результатов тестирования требованиям проекта
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Инженер проекта APC-O
Таблица 24
Верификация системы
Название
Верификация системы
ID
Описание
Верификация моделирования
Область применения
Стадия "разработка": тестирование модулей
Метод оценки
Проверяют достижение системой желаемых целей
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Инженеры проекта APC-O
Таблица 25
Верификация структуры данных
Название
Верификация структуры данных
ID
Описание
Верификация структуры данных
Область применения
Стадия "разработка": конструирование компонентов, тестирование модулей, загрузка модулей
Метод оценки
Проверяют соответствие структуры данных спецификации и требования к информационному обмену между модулями
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Инженеры проекта APC-O
Таблица 26
Верификация механизма логического переключения и защиты
Название
Верификация механизма логического переключения и защиты
ID
Описание
Верификация механизма логического переключения и защиты
Область применения
Стадия "разработка": загрузка модулей
Метод оценки
Тестируют на соответствие проектным требованиям механизма логического переключения и защиты
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Инженеры-технологи и операторы процесса
5.8 Контрольные точки стадии "исполнение"
Таблица 27 содержит описание чеклиста на стадии "исполнение".
Таблица 27
Чеклист на стадии "исполнение"
Номер
Контрольная точка
Название
ID
Результат оценки
1
Обновление модулей
Онлайн-моделирование
2
Установка параметров времени прогона (выполнения)
Онлайн-моделирование
Обучение и подтверждение подготовленности пользователей
Спецификация определения фактической информации
Валидность данных
3
Планирование задач
Онлайн-моделирование
4
Исполнительное управление
Обучение и подтверждение подготовленности пользователей
5
Обновление модулей
Обучение и подтверждение подготовленности пользователей
6
Выполнение установки компонентов модулей
Онлайн-моделирование
Анализ и изучение системы управления
Анализ возмущений
Общий (централизованный) контроль и оповещение о состоянии контрольной точки
7
Набор результатов и сигналов на выходе
Разработка плана действий в аварийной ситуации
Спецификация определения фактической информации
Валидность данных
8
Отслеживание и анализ характеристик
Спецификация определения фактической информации
Валидность данных
Скорость функционирования APC-O
Стандартное отклонение управляемой переменной (SDCV)
Таблицы 28 - 37 содержат описание показателей на стадии "исполнение".
Таблица 28
Онлайн-моделирование
Название
Онлайн-моделирование
ID
Описание
Онлайн-моделирование перед вводом в действие
Область применения
Стадия "исполнение": обновление модулей, установка параметров периода выполнения, планирование задач, выполнение установки компонентов модулей
Метод оценки
Моделируют систему онлайн и проверяют выполнение показателями проектных требований к системе, например, время вычисления контроллера
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Инженеры проекта APC-O
Таблица 29
Анализ и изучение системы управления
Название
Анализ и изучение системы управления
ID
Описание
Тщательное изучение системы управления перед вводом в действие
Область применения
Стадия "исполнение": выполнение установки компонентов модуля
Метод оценки
Проверяют соответствие системы требованиям к разработке
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Инженеры проекта APC-O
Таблица 30
Обучение и подтверждение подготовленности пользователей
Название
Обучение и подтверждение подготовленности пользователей
ID
Описание
Обучение пользователей перед вводом системы в действие
Область применения
Стадия "исполнение": исполнительное руководство, обновление модулей, установка параметров периода выполнения
Метод оценки
Проверяют подготовленность пользователей и их способность правильно применять систему усовершенствованного управления
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Инженеры-технологи и операторы процесса
Таблица 31
Разработка плана действий в аварийной ситуации
Название
Разработка плана действий в аварийной ситуации
ID
Описание
Разработка плана действий в аварийной ситуации
Область применения
Стадия "исполнение": набор результатов и набор сигналов на выходе
Метод оценки
Проверяют правильность разработанного плана действий в аварийной ситуации и включение в него всех производственных условий
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Инженеры-технологи, инженеры-прикладники проекта APC-O
Таблица 32
Спецификация определения фактической информации
Название
Спецификация определения фактической информации
ID
Описание
Валидация информации о взаимодействии
Область применения
Стадия "исполнение"
Метод оценки
Проверяют соответствие определения информации о взаимодействии техническим требованиям. Спецификация может представлять собой стандартные технические условия или спецификации пользователя
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Инженеры-прикладники проекта APC-O, инженеры-технологи
Таблица 33
Валидность данных
Название
Валидность данных
ID
Описание
Верификация данных
Область применения
Стадия "исполнение": Установка параметров периода выполнения, набор результатов и сигналов на выходе, отслеживание и анализ показателей работы
Метод оценки
Проверяют соответствие входных данных технологическому процессу
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Инженеры-прикладники проекта APC-O
Таблица 34
Анализ возмущений
Название
Анализ возмущений
ID
Описание
Возмущение должен оценить и подтвердить пользователь
Область применения
Стадия "исполнение": исполнение установки компонентов модуля
Метод оценки
Проверяют проведение пользователем анализа и подтверждения возмущения в процессе реализации, и разработку соответствующего плана действий в аварийной ситуации
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Инженеры-прикладники проекта APC-O
Таблица 35
Общий (централизованный) контроль и оповещение
о состоянии контрольной точки
Название
Общий (централизованный) контроль и оповещение о состоянии контрольной точки
ID
Описание
Общий (централизованный) контроль и оповещение о состоянии контрольной точки проводят с целью снижения эксплуатационных расходов
Область применения
Стадия "исполнение": исполнение установки компонентов модуля
Метод оценки
Проверяют надлежащее функционирование системы мониторинга и систем предупреждения (сигнализации)
Результат оценки
Да: пройдено. Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Инженеры-технологи
Таблица 36
Скорость функционирования APC-O-системы
Название
Скорость функционирования (прогона) APC-O-системы (ART)
ID
Описание
Верификация использования системы
Область применения
Стадия "исполнение": отслеживание и анализ характеристик
Расчетная формула
ARR = ART/PT
ARR: скорость функционирования (прогона) APC-O-системы
ART: время прогона APC-O-системы
PT: время выполнения операции
Единица измерения
%
Диапазон
0 ~ 100
Тренд
Чем выше данный показатель, тем лучше
Целевая аудитория
Инженеры-прикладники проекта APC-O, менеджеры технологического процесса
Таблица 37
Стандартное отклонение управляемой переменной
Название
Стандартное отклонение управляемой переменной (SDCV)
ID
Описание
Действия управления со стороны системы на управляемую переменную
Область применения
Стадия "исполнение": отслеживание и анализ характеристик
Расчетная формула
SDCV = среднеквадратическое отклонение (CV)
CV: управляемая переменная
Название
Стандартное отклонение управляемой переменной (SDCV)
Единица измерения
%
Диапазон
> 0
Тренд
Чем ниже данный показатель, тем лучше
Целевая аудитория
Инженеры-прикладники проекта APC-O, операторы процесса
5.9 Контрольные точки на стадии "техническая поддержка"
Таблица 38 содержит описание чеклиста на стадии "техническая поддержка".
Таблица 38
Чеклист на стадии "техническая поддержка"
Номер
Контрольная точка
Название
ID
Результат оценки
1
Сбор и хранение данных
Полнота системных данных
2
Оценка показателей работы
Подтверждение наличия проблемы
3
Определение типа улучшения (усовершенствования)
Верификация решения
Повышение ARR
Повышение стабильной скорости (ISR)
Таблицы 39 - 42 содержат описание показателей на стадии "техническая поддержка".
Таблица 39
Полнота системных данных
Название
Полнота системных данных
ID
Описание
Верификация полноты системных данных
Область применения
Стадия "техническая поддержка": сбор и хранение данных
Метод оценки
Проверяют полноту соответствующих системных данных, таких как спецификация требований, детальная конструкция
Результат оценки
Да: пройдено; Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Инженеры-прикладники проекта APC-O
Таблица 40
Подтверждение проблемы
Название
Подтверждение проблемы
ID
Описание
Подтверждение наличия нерешенной проблемы
Область применения
Стадия "техническая поддержка": оценка характеристик
Метод оценки
Проверяют возможность системы решить возникшую проблему
Результат оценки
Да: пройдено; Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Менеджеры процесса, менеджеры проекта APC-O
Таблица 41
Верификация решений
Название
Верификация решений
ID
Описание
Верификация решений
Область применения
Стадия "техническая поддержка": идентификация типа улучшения
Метод оценки
Обеспечивают решение целевых проблем
Результат оценки
Да: пройдено; Нет: не пройдено, требует модификации
Целевая аудитория
Менеджер проекта APC-O
Таблица 42
Повышение ARR
Название
Повышение ARR
ID
Описание
Повышение ARR на стадии "техническая поддержка"
Область применения
Стадия "техническая поддержка": идентификация типа улучшения
Расчетная формула
IARR = (ARRAC - ARRBC)/ARRBC
ARRAC: ARR после ввода в действие
ARRBC: ARR до ввода в действие
Единица измерения
%
Диапазон
0 - 100
Тренд
Чем выше данный показатель, тем лучше
Целевая аудитория
Менеджеры технологического процесса
6 Валидация
Таблицы 43 - 51 содержат описание показателей валидации.
Таблица 43
Повышение ARR
Название
Повышение ARR
ID
Описание
Повышение ARR на стадии "техническая поддержка"
Область применения
Стадия "исполнение"
Расчетная формула
IARR = (ARRAC - ARRBC)/ARRBC
ARRAC: ARR после ввода в действие
ARRBC: ARR до ввода в действие
Единица измерения
%
Диапазон
0 - 100
Тренд
Чем выше данный показатель, тем лучше
Целевая аудитория
Менеджеры технологического процесса
Таблица 44
Повышение стабильной скорости
Название
Повышение стабильной скорости (ISR)
ID
Описание
Повышение стабильной скорости на стадии "техническая поддержка"
Область применения
Стадии "техническая поддержка"
Расчетная формула
ISR = (SRAC - SRBC)/SRBC
SRAC: Стабильная скорость после ввода в действие
SRBC: Стабильная скорость до ввода в действие
Единица измерения
%
Диапазон
> 0
Тренд
Чем выше данный показатель, тем лучше
Целевая аудитория
Менеджеры технологического процесса
Таблица 45
Повышение коэффициента способности устройства
к обработке данных
Название
Повышение коэффициента способности устройства к обработке данных (IDPC)
ID
Описание
Повышение коэффициента способности устройства к обработке данных
Область применения
Стадия "техническая поддержка"
Расчетная формула
IDPC = (MPCAC - MPCBC)/MPCBC
IDPC: Повышение производительности устройства (способности к обработке данных)
PCAC: Способность к обработке данных после ввода в действие
PCBC: Способность к обработке данных до ввода в действие
Единица измерения
%
Диапазон
> 0
Тренд
Чем выше (показатель), тем лучше
Целевая аудитория
Менеджеры технологического процесса
Таблица 46
Повышение скорости воспроизводимости основного продукта
Название
Повышение скорости воспроизводимости основного продукта (IRRKP)
ID
Описание
Повышение скорости воспроизводимости основного продукта
Область применения
Стадия "исполнение"
Расчетная формула
IRRKP = (RRKPAC - RRKPBC)/RRKPBC
RRKPAC: скорость воспроизводимости основного продукта после ввода в действие
RRKPBC: скорость воспроизводимости основного продукта до ввода в действие
Единица измерения
%
Диапазон
> 0
Тренд
Чем выше данный показатель, тем лучше
Целевая аудитория
Менеджеры технологического процесса
Таблица 47
Уменьшение (относительного) энергопотребления
(на единицу продукции)
Название
Уменьшение энергопотребления на единицу продукции (IECPU)
ID
Описание
Уменьшение энергопотребления на единицу продукции
Область применения
Стадия "исполнение"
Расчетная формула
IECPU = (ECPUBC - ECPUAC)/ECPUBC
IECPU: Уменьшение энергопотребления на единицу продукции
ECPUAC: Энергопотребление на единицу продукции после ввода в действие
ECPUBC: Энергопотребление на единицу продукции до ввода в действие
Единица измерения
%
Диапазон
> 0
Тренд
Чем выше данный показатель, тем лучше
Целевая аудитория
Менеджеры технологического процесса
Таблица 48
Уменьшение (относительного) расхода материалов
(на единицу продукции)
Название
Уменьшение расхода материалов на единицу продукции (IMCPU)
ID
Описание
Уменьшение расхода материалов на единицу продукции
Область применения
Стадия "исполнение"
Расчетная формула
IMCPU = (MCPUBC - MCPUAC)/MCPUBC
IMCPU: Уменьшение расхода материалов на единицу продукции
MCPUAC: Расход материалов на единицу продукции после ввода в действие
MCPUBC: Расход материалов на единицу продукции до ввода в действие
Единица измерения
%
Диапазон
> 0
Тренд
Чем выше данный показатель, тем лучше
Целевая аудитория
Менеджеры технологического процесса
Таблица 49
Фактический доход на инвестицию
Название
Фактический доход на инвестицию (AROI)
ID
Описание
Фактическая ежегодная прибыль от инвестиций в APC-O-систему
(AAPIS)/стоимость инвестиции в APC-O-систему (CIS)
Область применения
Стадия "исполнение"
Расчетная формула
AROI = AAPIS/CIS
Единица измерения
%
Диапазон
> 0
Тренд
Чем выше данный показатель, тем лучше
Целевая аудитория
Менеджеры технологического процесса
Таблица 50
Выход продукции
Название
Выход продукции (PY)
ID
Описание
Производство продукции (PP)/использование сырья (RMU)
Область применения
Стадия "исполнение"
Расчетная формула
PY = PP/RMU
Единица измерения
%
Диапазон
> 0
Тренд
Чем выше данный показатель, тем лучше
Целевая аудитория
Менеджеры технологического процесса
Таблица 51
Улучшение защиты окружающей среды
Название
Улучшение защиты окружающей среды (IEP)
ID
Описание
Выбросы в окружающую среду до ввода в действие (PEBC) - Выбросы в окружающую среду после ввода в действие (PEAC)/PEBC
Область применения
Стадия "исполнение"
Расчетная формула
IEP = (PEBC - PEAC)/PEBC
Единица измерения
%
Диапазон
> 0
Тренд
Чем выше данный показатель, тем лучше
Целевая аудитория
Менеджеры технологического процесса
БИБЛИОГРАФИЯ
[1]
ISO 15745-1, Industrial automation systems and integration. Open systems application integration framework. Part 1: Generic reference description (Системы промышленной автоматизации и интеграция. Прикладная среда интегрирования открытых систем. Часть 1. Общее эталонное описание)
[2]
ISO 22400-1, Automation systems and integration. Key performance indicators (KPIs) for manufacturing operations management. Part 1: Overview, concepts and terminology (Системы промышленной автоматизации и интеграция. Ключевые показатели производительности (KPIs) для управления производственными операциями. Часть 1. Общие положения, понятия и терминология)
[3]
ISO 22400-2, Automation systems and integration. Key performance indicators (KPIs) for manufacturing operations management. Part 2: Definitions and descriptions (Системы промышленной автоматизации и интеграция. Ключевые технико-экономические показатели (KPIs) для управления производственными операциями. Часть 2. Определения и описания)
[4]
IEC 61131-1, Programmable controllers. Part 1: General information (Контроллеры программируемые. Часть 1. Общие сведения)
[5]
IEC 61499-1, Function blocks. Part 1: Architecture (Блоки функциональные для систем измерения и управления в производственных процессах. Часть 1. Архитектура)
[6]
IEC 62264-1, Enterprise-control system integration. Part 1: Models and terminology (Интеграция систем управления предприятием. Часть 1. Модели и терминология)
[7]
IEC 62264-3, Enterprise-control system integration. Part 3: Activity models of manufacturing operations management (Интеграция систем управления предприятием. Часть 3. Рабочая модель управления технологическими операциями)
[8]
Advanced Control and Information Systems Handbook 2005. Hydrocarbon Processing, November 2005
[9]
Liptak B.G., ed. Instrument Engineer's Handbook. CRC Press, Fourth Edition, 2006
[10]
S. Joe Qin, Thomas A. Badgwell. An overview of nonlinear model predictive control applications. Nonlinear model predictive control 26, pp. 369 - 392, 2000
[11]
S. Joe Qin, Thomas A. Badgwell. A survey of industrial model predictive control technology. Control Eng. Pract. 11, pp. 733 - 764, 2003
УДК 658.52.011.56
ОКС 25.040.40
IDT
Ключевые слова: системы промышленной автоматизации и интеграция, управление технологическими процессами, верификация, валидация, производственные системы, усовершенствованное управление и оптимизация технологических процессов (APC-O)