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 № 1098-ст)

Утвержден и введен в действие

СИСТЕМЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ И ИНТЕГРАЦИЯ

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. № 1098-ст

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. № 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

В таблице 2 представлен пример количественного показателя.

Таблица 2

Пример количественного показателя

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.

Структура оценочного показателя

В таблице 4 представлен пример оценочного показателя.

Пример оценочного показателя

5.3 Общий процесс верификации и валидации

Общий процесс верификации и валидации в рамках рабочего процесса APC-O-системы приведен на рисунке 2.

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.

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»

Таблицы 6 - 13 содержат описание показателей на стадии «анализ требований».

Таблица 6

Таблица 7

Выбор APC-O модулей

Задача, поставленная пользователем

Таблица 9

Рабочий процесс

Таблица 11

Запланированная область охвата APC-O модулей

Таблица 12

Плановая окупаемость вложенных средств

Плановая эффективность исполнения

5.6 Контрольные точки стадии «проектирование»

Таблица 14

Таблицы 15 - 18 содержат описание показателей на стадии «проектирование».

Таблица 15

Таблица 16

Проектирование структуры модулей системы

Проектирование логических систем защиты

Возможность обработки несоответствия моделей

5.7 Контрольные точки стадии «разработка»

Таблица 19 содержит описание чеклиста на стадии «разработка».

Чеклист стадии «разработка»

Таблица 20

Проектирование пошагового тестирования

Спецификация определения фактической информации

Верификация результатов тестирования

Верификация системы

Таблица 25

Верификация механизма логического переключения и защиты

5.8 Контрольные точки стадии «исполнение»

Таблица 27 содержит описание чеклиста на стадии «исполнение».

Чеклист на стадии «исполнение»

Таблицы 28 - 37 содержат описание показателей на стадии «исполнение».

Онлайн-моделирование

Таблица 29

Анализ и изучение системы управления

Таблица 30

Обучение и подтверждение подготовленности пользователей

Таблица 31

Разработка плана действий в аварийной ситуации

Таблица 32

Спецификация определения фактической информации

Таблица 33

Валидность данных

Таблица 34

Анализ возмущений

Таблица 35

Общий (централизованный) контроль и оповещение о состоянии контрольной точки

Таблица 36

Стандартное отклонение управляемой переменной

5.9 Контрольные точки на стадии «техническая поддержка»

Таблица 38 содержит описание чеклиста на стадии «техническая поддержка».

Чеклист на стадии «техническая поддержка»

Таблицы 39 - 42 содержат описание показателей на стадии «техническая поддержка».

Полнота системных данных

Таблица 40

Таблица 41

Верификация решений

Повышение ARR

6 Валидация

Таблицы 43 - 51 содержат описание показателей валидации.

Повышение ARR

Повышение стабильной скорости

Таблица 45

Повышение коэффициента способности устройства

Повышение скорости воспроизводимости основного продукта

Таблица 47

(на единицу продукции)

Таблица 48

(на единицу продукции)

Таблица 49

Фактический доход на инвестицию

Таблица 50

Таблица 51

Улучшение защиты окружающей среды

БИБЛИОГРАФИЯ