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Work: ISA8895 Implementation Section: Interoperability Chapter: B2O Methodology
Language: Français Version: V3 - 05/2011
Jean Vieille
www.syntropicfactory.info j.vieille@syntropicfactory.info
Research community www.controlchainmanagement.org Consulting group www.controlchaingroup.com
Agenda
Introduction Methodology overview Business Processes Transactions Messages Spreadsheet examples
5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology
2
Pourquoi des interfaces?
Les systèmes d'information se spécialisent Ø Les fonctions de planification avancés APS, de gestion de la relation client ou fournisseurs (CRM, SRM), de gestion du cycle de vie produit (PLM, CAO) sont assurées par des systèmes séparés Les processus d'entreprise sont de plus en plus collaboratifs, mettant en jeux des systèmes spécialisés Ø Le processus de planification est complexe, il parcourt tous les niveaux décisionnels de l'entreprise jusqu'à l'animation des actionneurs, impliquant une collaboration entre systèmes, de l'ERP jusqu'à l'automatisme en passant par l'ordonnancement
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3
Interfaces manuelles ou automatisées?
L'isolement des systèmes peut être compensé par des saisies manuelles Ø L'information nécessaire crée part le systèmes amont peut être resaisie dans le système aval. Ø Ceci est tout à fait possible si le flux de données n'est pas trop important L'automatisation des échanges d'information Ø Permet des débits plus importants, autorise une information plus complète Ø Fiabilise les échanges, Élimine les erreurs de saisie Attention Ø Le coût des interfaces est élevé Ø Le coût de la maintenance peut être encore plus critique Ø Considérer objectivement les bénéfices réels face au coût
5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology
4
Quel problème?
L'interface assure la liaison entre plusieurs systèmes au niveau des données : Ø l'information nécessaire pour une fonction donnée d'un système est obtenue à partir d'un autre système Ø Le transfert d'information intervient à l'occasion d'un événement déterminé Ø Le transfert d'information, résultat d'une action au niveau de celui qui l'émet, correspond à une demande de traitement au niveau de celui qui la reçoit Ø Le processus qui supervise l'initiation de ces actions et des transferts correspondants peut être lui-même manuel ou automatisé
5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology
5
Quel problème?
Les systèmes ont des cycles de vie indépendants En conséquence Les informations produites et consommées par chaque système pour une fonction donnée Ø vont évoluer dans le temps Ø De façon asynchrone Ø Entraînant une corruption possible des interfaces concernées à chaque évolution La maintenance des interfaces est le point le plus critique pour la maintenance et la gestion du cycle de vie des systèmes d'information collaboratifs
5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology
6
Evolution des interfaces
Approche classique Ø Conception point à point: chaque besoin de transfert d'information est traité comme un problème concernant exclusivement les 2 applications concernées Ø Souvent réalisées par des transferts de fichiers ou des bases de données Ø Le bonheur des intégrateurs Ø Le cauchemar des utilisateurs EAI / middlewares Ø Sécurisent les transferts d'information Ø Autorisent une communication banalisée indépendante des OS SOA / Architectures orientée services Ø Implique un langage de communication commun Ø Enregistrement/découverte de services proposés par les applications
Interface standardisée (WSDL) § Indépendance du service et de l'application qui le fournit
§
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7
Approche classique > EAI / Services
Connect Appli A Appli G Appli A Connect Connect Connect Connect Connect Appli G . . . MES / . B2M standardized messages
Appli B
Appli H
Appli B
Connect
Appli H
Appli C
Appli I
Appli C
Connect
Appli I
Appli D
Appli J
Appli D
Connect Connect
Appli J
Appli E
Appli K
Appli E
Appli K
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.
8
Qu'apportent ISA95 et B2MML?
ISA-95 Ø Partie 3 : Cartographie fonctionnelle Ø Parties 1 et 2 : Définition des structures de données échangées Ø Partie 5 : Définition de services standardisés B2MML Ø Traduit en XML les modèles/attributs ISA-95 partie 2 Ø Met en oeuvre les transactions partie 3 sur le modèle OAGIS § WSDL non disponible jamais demandé à ce jour
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9
Découplage processus de gestion / processus d'exécution
Processus de gestion de production
Fabrication à la Commande Fabrication Sur Stock Conception à la Commande Configuration à la Commande
ISA-95
(ISA-88) Production Continue ISA-88 Production Discontinue (ISA-88) Production Discrète
Processus d'exécution de production
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Exemple
5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology
11
Echange B2MML / systèmes non compatibles
Emission Message ERP Réception message ERP Transformation B2MML Emission message B2MML Réception message B2MML Transformation MES Emission Message MES Réception Message MES
Mess. ERP
Mess B2MML
Connecteur B2MML ERP Connecteur B2MML MES
Mess MES
ERP
MES
12
5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology
Echange B2MML / ERP compatible
Emission Message B2MML Réception message B2MML Transformation MES Emission Message MES Réception Message MES
Mess. B2MML
Mess MES
Connecteur B2MML MES
ERP
MES
13
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Echange B2MML / MES compatibles
Emission Message ERP Réception message ERP Transformation B2MML Emission message B2MML Réception Message B2MML
Mess. ERP
Mess B2MML
Connecteur B2MML ERP
ERP
MES
14
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Echange B2MML / systèmes compatibles Option1
Emission Message B2MML Réception Message B2MML
Attention Extensions Transactions
Mess. B2MML
ERP
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MES
15
Echange B2MML / systèmes compatibles Option2
Emission Message B2MML Réception message B2MML Transformation B2MML Emission message B2MML Réception Message B2MML
Mess. B2MML
Mess. B2MML
Harmoniseur B2MML
ERP
MES
16
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Exemple
PI_XXXXX BAPI PM PI_XXXXX BAPI PM ZRECADV01 WMMBID02 ZRECADV06 PPPI-PCS Interface PI_PHCON BAPI PM YINTVRTP500ZRECADV02 YINTVRTP501 ZRECADV07
By-Product
PI_CRST BAPI PM
010250
010126 Change_ Request_Status Sync_ProcessParameters Sync_MaterialConsummed Sync_ProductionResponse 010249 010xxx 010248 010246 Sync_MaterialProduced 010247
By-Product
SAP
Connecteur SAP
ProductionSchedule
Sync_Request_Status Syn_Schedule
PI_CR BAPI PM
Bus S95 B2MML
ProductionPerformance
Connecteurs MES
Tout système d'information industriel
5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology
SII
17
Agenda
Introduction Methodology overview Business Processes Transactions Messages Spreadsheet examples
5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology
18
Overview
Technical Technical Design Design Per environment (Global mw, Plant mw) Not studied here
Functional Design (Global)
Implementation Implementation Message instance Implementation Mapping (Local)
Per system (ERP, MES1, MES2..) Per project (Message set 1, 2...)
5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology
19
Functional Design
Functional Design (Global) 1. Describe Business/Operation process Workflows § Identify use cases involving inter-system communications § Describe workflows, identifies communication instances 2. Specify Transactions § For each synchronous communication instance § Identify message instances 3. Message templates § Consolidate message types § Select the appropriate data structure for each message type § Build and map enterprise semantic meta-data (Glossary) Messages instance mapping (Local) Ø. Map business data, define custom extensions Ø. Each message mapping is an independent sub-project § Interface projects can be split at will : per business process, per 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology 20 system..
Agenda
Introduction Methodology overview Business Processes Transactions Messages Spreadsheet examples
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21
Business Processes
Defined BP: Ø Inspection Lot Execution Ø Process Order Optimization Ø BOM update from Manufacturing
5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology
22
B1: Process Order Optimization
Create / Release Production Requests Manage Material
5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology
23
timizer
MES soluti
ERP
Execute Production Requests
Optimize Production Requests
Agenda
Introduction Methodology overview Business Processes Transactions Messages Spreadsheet examples
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B1: Process Order Optimization
Create / Release Production Requests Manage Material
T1
Optimized Production Requests M at eri al Pr op ert ie s
Execute Production Requests MES soluti
T4
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25
timizer
Material properties
Optimized Production Requests Executed Planned Production Requests Production Requests
ERP T2
T6
T3
T5
Optimize Production Requests
T1: Planned Production Requests ERP> MES
ERP
PUSH
MES
M1.1: Send Planned Production Requests
PROCESS Operations Schedule
Note: no confirmation / acknowledgement at the application level 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology 26
T2: Executed Production Requests MES > ERP
MES
PUSH
M2.1 Send Production Responses
PROCESS Operations Performance
ERP
Note: no confirmation / acknowledgement at the application level 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology 27
T3: Material properties ERP to MES
MES
PULL
M3.1 Query Material Properties
GET Material Lot
ERP
M3.2 Send Material Properties
SHOW Material Lot
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28
T4: Material properties MES > Optimizer
MES
PUBLISH
M4.1 Send Material Properties
SYNC Material Lot
Optimizer
5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology
29
T5: Optimized Production Requests MES <> Optimizer
MES
PUSH
Optimizer
M5.1 Send Planned Production Requests
PROCESS Operations Schedule
M5.2 Send Optimized Production Requests
ACKNOWLEDGE Operations Schedule
5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology
30
T6: Optimized Production Requests MES > ERP
MES
PUSH
ERP
M6.1 Send Optimized Production Requests
PROCESS Operations Schedule
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31
Agenda
Introduction Methodology overview Business Processes Transactions Messages Spreadsheet examples
5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology
32
ISA95 messages Summary
Cliquez sur l'icône pour ajouter un tableau
# Message Name From ERP MES MES ERP MES MES
Optimiz er MES
To MES ERP ERP MES
Optimiz er Optimiz er
Verb PROCESS PROCESS GET SHOW SYNC PROCESS ACKNOWLED GE PROCESS
ISA95 Model Operations Schedule Operations Performance Material Material Material Operations Schedule Operations Schedule Operations Schedule
M1. 1 M2. 1 M3. 1 M3. 2 M4. 1 M5. 1 M5. 2 M6. 1
Send Planned Production Requests Send Production Responses Query Material Properties Send Material Properties Send Material Properties Send Planned Production Requests Send Optimized Production Requests Send Optimized Production Requests
MES ERP
5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology
33
Glossary: problem
Many « languages » Ø Each software solution has its own: « Batch » in ERP is « Lot » in MES, is SKU in warehouse system Ø People may use a terminology based on § A well established company wide glossary § the current software solution § An ancien sotware solution § An ancien plant owner § ... ISA-95 brings an addiitonal one! Ø Can be an advantage: neutral language beyond possible political and personnal conflicts Ø Can be problematic is the company has established its own terminology
5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology 34
Glossary: an opprotunity
Most probably, many terminologies exist Ø At least, the solutions' Designing interface is the right time to establish a common understanding on company's meta-data ISA-95 is a semi-canonical standard Ø Imposes a given terminology for a limited set of terms § Standard structures and attributes: Production Request, Material Definition... § All other data have are custom extensions through properties or extension attributes The « Glossary » shall be built / maintained Ø Defining an appropriate definition Ø Matching the different terms with ISA-95 standard and extensions Ø can be part of a semantic metat data registration process in the concept of a company-wide MDM effort
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Agenda
Introduction Methodology overview Business Processes Transactions Messages Spreadsheet examples
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Message Mapping
See Excel spreadsheet
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Work: ISA8895 Implementation Section: Interoperability Chapter: B2O Methodology
Language: Français Version: V3 - 05/2011
Jean Vieille
www.syntropicfactory.info j.vieille@syntropicfactory.info
Research community www.controlchainmanagement.org Consulting group www.controlchaingroup.com
Agenda
Introduction Methodology overview Business Processes Transactions Messages Spreadsheet examples
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2
Pourquoi des interfaces?
Les systèmes d'information se spécialisent Ø Les fonctions de planification avancés APS, de gestion de la relation client ou fournisseurs (CRM, SRM), de gestion du cycle de vie produit (PLM, CAO) sont assurées par des systèmes séparés Les processus d'entreprise sont de plus en plus collaboratifs, mettant en jeux des systèmes spécialisés Ø Le processus de planification est complexe, il parcourt tous les niveaux décisionnels de l'entreprise jusqu'à l'animation des actionneurs, impliquant une collaboration entre systèmes, de l'ERP jusqu'à l'automatisme en passant par l'ordonnancement
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Interfaces manuelles ou automatisées?
L'isolement des systèmes peut être compensé par des saisies manuelles Ø L'information nécessaire crée part le systèmes amont peut être resaisie dans le système aval. Ø Ceci est tout à fait possible si le flux de données n'est pas trop important L'automatisation des échanges d'information Ø Permet des débits plus importants, autorise une information plus complète Ø Fiabilise les échanges, Élimine les erreurs de saisie Attention Ø Le coût des interfaces est élevé Ø Le coût de la maintenance peut être encore plus critique Ø Considérer objectivement les bénéfices réels face au coût
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Quel problème?
L'interface assure la liaison entre plusieurs systèmes au niveau des données : Ø l'information nécessaire pour une fonction donnée d'un système est obtenue à partir d'un autre système Ø Le transfert d'information intervient à l'occasion d'un événement déterminé Ø Le transfert d'information, résultat d'une action au niveau de celui qui l'émet, correspond à une demande de traitement au niveau de celui qui la reçoit Ø Le processus qui supervise l'initiation de ces actions et des transferts correspondants peut être lui-même manuel ou automatisé
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Quel problème?
Les systèmes ont des cycles de vie indépendants En conséquence Les informations produites et consommées par chaque système pour une fonction donnée Ø vont évoluer dans le temps Ø De façon asynchrone Ø Entraînant une corruption possible des interfaces concernées à chaque évolution La maintenance des interfaces est le point le plus critique pour la maintenance et la gestion du cycle de vie des systèmes d'information collaboratifs
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Evolution des interfaces
Approche classique Ø Conception point à point: chaque besoin de transfert d'information est traité comme un problème concernant exclusivement les 2 applications concernées Ø Souvent réalisées par des transferts de fichiers ou des bases de données Ø Le bonheur des intégrateurs Ø Le cauchemar des utilisateurs EAI / middlewares Ø Sécurisent les transferts d'information Ø Autorisent une communication banalisée indépendante des OS SOA / Architectures orientée services Ø Implique un langage de communication commun Ø Enregistrement/découverte de services proposés par les applications
Interface standardisée (WSDL) § Indépendance du service et de l'application qui le fournit
§
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Approche classique > EAI / Services
Connect Appli A Appli G Appli A Connect Connect Connect Connect Connect Appli G . . . MES / . B2M standardized messages
Appli B
Appli H
Appli B
Connect
Appli H
Appli C
Appli I
Appli C
Connect
Appli I
Appli D
Appli J
Appli D
Connect Connect
Appli J
Appli E
Appli K
Appli E
Appli K
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.
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Qu'apportent ISA95 et B2MML?
ISA-95 Ø Partie 3 : Cartographie fonctionnelle Ø Parties 1 et 2 : Définition des structures de données échangées Ø Partie 5 : Définition de services standardisés B2MML Ø Traduit en XML les modèles/attributs ISA-95 partie 2 Ø Met en oeuvre les transactions partie 3 sur le modèle OAGIS § WSDL non disponible jamais demandé à ce jour
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Découplage processus de gestion / processus d'exécution
Processus de gestion de production
Fabrication à la Commande Fabrication Sur Stock Conception à la Commande Configuration à la Commande
ISA-95
(ISA-88) Production Continue ISA-88 Production Discontinue (ISA-88) Production Discrète
Processus d'exécution de production
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Exemple
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Echange B2MML / systèmes non compatibles
Emission Message ERP Réception message ERP Transformation B2MML Emission message B2MML Réception message B2MML Transformation MES Emission Message MES Réception Message MES
Mess. ERP
Mess B2MML
Connecteur B2MML ERP Connecteur B2MML MES
Mess MES
ERP
MES
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Echange B2MML / ERP compatible
Emission Message B2MML Réception message B2MML Transformation MES Emission Message MES Réception Message MES
Mess. B2MML
Mess MES
Connecteur B2MML MES
ERP
MES
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Echange B2MML / MES compatibles
Emission Message ERP Réception message ERP Transformation B2MML Emission message B2MML Réception Message B2MML
Mess. ERP
Mess B2MML
Connecteur B2MML ERP
ERP
MES
14
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Echange B2MML / systèmes compatibles Option1
Emission Message B2MML Réception Message B2MML
Attention Extensions Transactions
Mess. B2MML
ERP
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MES
15
Echange B2MML / systèmes compatibles Option2
Emission Message B2MML Réception message B2MML Transformation B2MML Emission message B2MML Réception Message B2MML
Mess. B2MML
Mess. B2MML
Harmoniseur B2MML
ERP
MES
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Exemple
PI_XXXXX BAPI PM PI_XXXXX BAPI PM ZRECADV01 WMMBID02 ZRECADV06 PPPI-PCS Interface PI_PHCON BAPI PM YINTVRTP500ZRECADV02 YINTVRTP501 ZRECADV07
By-Product
PI_CRST BAPI PM
010250
010126 Change_ Request_Status Sync_ProcessParameters Sync_MaterialConsummed Sync_ProductionResponse 010249 010xxx 010248 010246 Sync_MaterialProduced 010247
By-Product
SAP
Connecteur SAP
ProductionSchedule
Sync_Request_Status Syn_Schedule
PI_CR BAPI PM
Bus S95 B2MML
ProductionPerformance
Connecteurs MES
Tout système d'information industriel
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Agenda
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Overview
Technical Technical Design Design Per environment (Global mw, Plant mw) Not studied here
Functional Design (Global)
Implementation Implementation Message instance Implementation Mapping (Local)
Per system (ERP, MES1, MES2..) Per project (Message set 1, 2...)
5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology
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Functional Design
Functional Design (Global) 1. Describe Business/Operation process Workflows § Identify use cases involving inter-system communications § Describe workflows, identifies communication instances 2. Specify Transactions § For each synchronous communication instance § Identify message instances 3. Message templates § Consolidate message types § Select the appropriate data structure for each message type § Build and map enterprise semantic meta-data (Glossary) Messages instance mapping (Local) Ø. Map business data, define custom extensions Ø. Each message mapping is an independent sub-project § Interface projects can be split at will : per business process, per 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology 20 system..
Agenda
Introduction Methodology overview Business Processes Transactions Messages Spreadsheet examples
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Business Processes
Defined BP: Ø Inspection Lot Execution Ø Process Order Optimization Ø BOM update from Manufacturing
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B1: Process Order Optimization
Create / Release Production Requests Manage Material
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timizer
MES soluti
ERP
Execute Production Requests
Optimize Production Requests
Agenda
Introduction Methodology overview Business Processes Transactions Messages Spreadsheet examples
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B1: Process Order Optimization
Create / Release Production Requests Manage Material
T1
Optimized Production Requests M at eri al Pr op ert ie s
Execute Production Requests MES soluti
T4
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timizer
Material properties
Optimized Production Requests Executed Planned Production Requests Production Requests
ERP T2
T6
T3
T5
Optimize Production Requests
T1: Planned Production Requests ERP> MES
ERP
PUSH
MES
M1.1: Send Planned Production Requests
PROCESS Operations Schedule
Note: no confirmation / acknowledgement at the application level 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology 26
T2: Executed Production Requests MES > ERP
MES
PUSH
M2.1 Send Production Responses
PROCESS Operations Performance
ERP
Note: no confirmation / acknowledgement at the application level 5_14_ISA8895_Interoperability_B2O_Methodology 27
T3: Material properties ERP to MES
MES
PULL
M3.1 Query Material Properties
GET Material Lot
ERP
M3.2 Send Material Properties
SHOW Material Lot
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T4: Material properties MES > Optimizer
MES
PUBLISH
M4.1 Send Material Properties
SYNC Material Lot
Optimizer
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T5: Optimized Production Requests MES <> Optimizer
MES
PUSH
Optimizer
M5.1 Send Planned Production Requests
PROCESS Operations Schedule
M5.2 Send Optimized Production Requests
ACKNOWLEDGE Operations Schedule
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T6: Optimized Production Requests MES > ERP
MES
PUSH
ERP
M6.1 Send Optimized Production Requests
PROCESS Operations Schedule
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Agenda
Introduction Methodology overview Business Processes Transactions Messages Spreadsheet examples
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ISA95 messages Summary
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# Message Name From ERP MES MES ERP MES MES
Optimiz er MES
To MES ERP ERP MES
Optimiz er Optimiz er
Verb PROCESS PROCESS GET SHOW SYNC PROCESS ACKNOWLED GE PROCESS
ISA95 Model Operations Schedule Operations Performance Material Material Material Operations Schedule Operations Schedule Operations Schedule
M1. 1 M2. 1 M3. 1 M3. 2 M4. 1 M5. 1 M5. 2 M6. 1
Send Planned Production Requests Send Production Responses Query Material Properties Send Material Properties Send Material Properties Send Planned Production Requests Send Optimized Production Requests Send Optimized Production Requests
MES ERP
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Glossary: problem
Many « languages » Ø Each software solution has its own: « Batch » in ERP is « Lot » in MES, is SKU in warehouse system Ø People may use a terminology based on § A well established company wide glossary § the current software solution § An ancien sotware solution § An ancien plant owner § ... ISA-95 brings an addiitonal one! Ø Can be an advantage: neutral language beyond possible political and personnal conflicts Ø Can be problematic is the company has established its own terminology
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Glossary: an opprotunity
Most probably, many terminologies exist Ø At least, the solutions' Designing interface is the right time to establish a common understanding on company's meta-data ISA-95 is a semi-canonical standard Ø Imposes a given terminology for a limited set of terms § Standard structures and attributes: Production Request, Material Definition... § All other data have are custom extensions through properties or extension attributes The « Glossary » shall be built / maintained Ø Defining an appropriate definition Ø Matching the different terms with ISA-95 standard and extensions Ø can be part of a semantic metat data registration process in the concept of a company-wide MDM effort
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Agenda
Introduction Methodology overview Business Processes Transactions Messages Spreadsheet examples
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Message Mapping
See Excel spreadsheet
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Johann Sebastian Bach. the music closest to silence, closest, in spite of its being so highly organized, to pure, one-hundred-degree proof Spirit" (Aldous Huxley, Island)