ГОСТ Р МЭК 61512-2-2016. Национальный стандарт Российской Федерации. Управление серийным производством. Часть 2. Структуры данных и руководство по языку

(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 10.10.2016 № 1336-ст)

1 июня 2017 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 10 октября 2016 г. № 1336-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 61512-2:2001 «Управление серийным производством. Часть 2. Структуры данных и руководство по языку» (IEC 61512-2:2001 «Batch control — Part 2: Data structures and guidelines for languages», IDT).

Международный стандарт разработан Техническим комитетом 65 Подкомитетом 65А Международной электротехнической комиссии (МЭК).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

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 текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «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

В МЭК 61512-1 определяются модели и терминология, применяемые в области управления серийным производством, в МЭК 61512-2 рассматриваются соответствующие структура данных и руководство по языку. Структура данных рассматривается на основе модели данных, определенной в разделе 4, которая более точно идентифицирует объекты и отношения, рассмотренные с помощью специальных моделей и понятий МЭК 61512-1. Структуры данных также рассматриваются с помощью реляционных таблиц обмена информацией, определенных в разделе 5. Языки рассматриваются в совокупности с методологией отображения рецептур, определенной в разделе 6.

Назначением модели данных, определенной в настоящем стандарте, является создание точки отсчета для разработки спецификаций интерфейса компонентов программного обеспечения, использующих разделы МЭК 61512-1. Модели данных, установленные в настоящем стандарте, используют разделы МЭК 61512-1 в качестве интегральной модели объекта. При этом заранее не предполагается и не исключается возможность использования специальной системной архитектуры или архитектуры для обмена информацией. Данная модель не предполагает какого-либо специального разделения функциональности между системами.

В разделе 5 определен специальный метод обмена выбранными данными. Реляционные таблицы реализуют указанный метод обмена информацией, так как в рамках рассматриваемой области они:

• широко используют имеющиеся технологии;
• могут ассоциироваться и интегрироваться с другими технологиями;
• легко воспринимаются;
• согласуются с другими разделами настоящего стандарта.

Ряд методов передачи информации в настоящем стандарте не рассмотрен. Не рассмотрен также вопрос идентификации обмениваемой информации. В последующих редакциях могут быть определены дополнительные методы, обеспечивающие альтернативные пути обмена данных.

В разделе 6 определяются условные обозначения и правила графического языка, которые могут быть использованы для описания рецептур. Рецептуры являются центральной отличительной особенностью системы управления серийным производством. Они могут существенно различаться по степени сложности. Однако нет ни одного отображения, которое было бы идеальным во всех обстоятельствах. Простая таблица, например, — это наиболее пригодная форма отображения рецептуры для простых случаев. Настоящий стандарт устанавливает метод описания технологических рецептур и рецептурных процедур управления, применяемых в широком диапазоне задач.

Несмотря на то, что настоящий стандарт и предназначен, прежде всего, для описания процессов серийного производства, он может использоваться также и для описания процессов другого типа.

1 Область применения

В настоящем стандарте устанавливаются модели данных, относящиеся к управлению серийным производством и применяемые в соответствующих отраслях промышленности, структуры данных, обеспечивающие внутренние и внешние связи между различными имплементациями системы управления серийным производством, руководство по языку, используемому для представления рецептур. Приложение A содержит нотацию универсального языка моделирования (UML), приложение B содержит сводный анализ всех определений языка структурированных запросов (SQL), приведенных в разделе 5.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты, которые необходимо учитывать при его применении. При ссылках на документы, у которых указана дата утверждения, необходимо пользоваться только указанной редакцией, если эта дата не приведена, — последней редакцией ссылочных документов, включая любые поправки и изменения к ним.

IEC 60848:2013, GRAFCET specification language for sequential function charts (Язык спецификаций GRAFCET для последовательных функциональных схем)

IEC 60050-351:2013, International Electrotechnical Vocabulary — Part 351: Control technology (Международный электротехнический словарь. Часть 351. Технология управления)

IEC 61131-3:2013, Programmable controllers — Part 3: Programming languages (Контроллеры программируемые. Часть 3. Языки программирования)

IEC 61512-1:1997, Batch control — Part 1: Models and terminology (Управление серийным производством. Часть 1. Модели и терминология)

ISO/IEC 9075:1992 (all parts), Information technology — Database languages — SQL (Информационные технологии. Языки базы данных. Язык структурированных запросов (SQL) (все части ISO/IEC 9075))

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по МЭК 61512-1, МЭК 60050-351, а также следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 обозначение выделения ресурса (allocation symbol): Графическое обозначение, используемое для представления (инкапсуляции) процедуры оформления правил выделения (высвобождения) ресурса для процедурного элемента рецептуры.

3.2 структурный элемент (building block): Рецептурная сущность, представленная в библиотеке.

3.3 множество элементов перечисления (enumeration set): Список предварительно определенных строк и соответствующих им ассоциированных численных значений.

3.4 таблица обмена (exchange table): Таблица базы данных, используемая для обмена информации, связанной с производством партии изделий, между системами.

3.5 соединительное звено, связь (link): Объект, задающий порядок соединения между двумя различными объектами (например, порядок соединения между отдельными рецептурными сущностями или между рецептурными сущностями и переходами).

3.6 процедурная функциональная диаграмма (procedure function chart): Графическое представление рецептурной процедуры, задающей порядок обработки процедурных элементов рецептуры.

3.7 рецептурный элемент (recipe element): Структурная сущность, используемая для представления рецептурных сущностей и рецептурных обозначений, за исключением переходов и направленных связей (соединительных звеньев), используемых в процедурных функциональных диаграммах.

3.8 рецептурная сущность (recipe entity): Комбинация процедурного элемента и ассоциированной рецептурной информации (например, заголовка, формулы, требований к оборудованию, прочей информации).

Примечание - Общая рецептура, рецептура, связанная с местом производства, технологическая рецептура и рецептура управления также являются рецептурными сущностями.

4 Модель данных

4.1 Общие положения

Настоящий раздел содержит модели данных, описывающие множество объектов, атрибутов и их базовые отношения, распространяющиеся на понятия МЭК 61512-1 на высоком уровне абстракции. Данная модель применима к интерфейсам систем управления серийным производством для любой используемой технологии. Указанные модели не предназначены для организации внутренней архитектуры систем управления серийным производством.

Данные модели можно рассматривать как точку отсчета для процесса разработки спецификаций интерфейса компонент программного обеспечения для любого подмножества МЭК 61512-1.

Данную модель можно рассматривать в качестве интегральной модели объектов МЭК 61512-1 без необходимости учета особых предпочтений или исключений в части специальной архитектуры системы или архитектуры для обмена информацией. Рассматриваемые модели не предполагают какого-либо специального разделения функциональности между системами.

Если объекты и отношения, определенные в настоящем разделе, представлены посредством интерфейса, то данный интерфейс должен использовать имена объектов, имена атрибутов и отношений данного раздела, соразмерных с выбранной технологией интерфейса и с доступными возможностями. Примером такого интерфейса является интерфейс реляционных таблиц языка SQL, определенный в разделе 5.

Формат обмена или спецификации интерфейса обеспечивают практическую реализацию только некоторых объектов или частей объектов (например, когда определены не все свойства). Формат обмена или спецификация интерфейса могут также обеспечивать дополнительные объекты или их свойства (например, информацию о продолжительности фазы), включая расширение любого атрибута модели данных на несколько атрибутов. Каждая подобная практическая реализация должна соответствовать представленной в настоящем стандарте модели данных и понятиям, определенным в МЭК 61512-1.

Модели, описанные далее, построены на основе языка UML (см. раздел A.1).

Рассматриваемые таблицы описывают только атрибуты класса объектов. Отношения между объектами приведены на рисунках.

4.2 Обзорная модель

Данная модель (см. рисунок 1) обеспечивает высокий уровень рассмотрения определенных здесь основных классов, а также взаимосвязи между данными классами для области серийного производства, описанных моделью управляющих действий в МЭК 61512-1. Классы индивидуальных объектов более детально описаны специальными моделями в данном подразделе.

General or site recipe — общая рецептура или технологическая рецептура; references — ссылается; batch schedule entry — календарная запись процесса изготовления партии; may be derived from — может быть выведена из; master recipe entity — сущность технологической рецептуры; created based on — создана на основе ...; control recipe entity — сущность рецептуры управления; is documented through — задокументировано с помощью ...; production information — производственная информация; equipment entity — сущность оборудования; usage is documented by — использование задокументировано ...; initiates the execution of — инициирует выполнение ...; equipment procedural element — процедурный элемент оборудования; execution is documented through — выполнение задокументировано ...

Общая рецептура или рецептура, связанная с местом производства, представляют собой иерархию сущностей общей рецептуры, соответствующих процедурным сущностям (стадиям производства, технологическим операциям, технологическим действиям).

Технологическая рецептура может быть выведена из общей рецептуры или из рецептуры, связанной с местом производства. Саму технологическую рецептуру можно рассматривать как сущность технологической рецептуры верхнего уровня. Технологическая рецептура представляет собой иерархию сущностей технологической рецептуры, соответствующих процедурным сущностям (например, собственно процедурам, процедурам технологической установки, операциям, фазам).

Запись в календарном плане производства партии изделий характеризует конкретную партию изделий посредством выполнения соответствующей рецептуры. Календарный план производства партии изделий — это список, определяющий процесс производства партии изделий. Он также включает информацию о сроках. Необходимая информация о конкретном продукте выводится из соответствующей сущности технологической рецептуры.

Основанная на записи в календарном плане, рецептура управления изначально формируется как копия конкретной версии технологической рецептуры. Затем она модифицируется в реальную рецептуру, по которой осуществляется производство партии изделий. Рецептура управления включает в себя информацию, необходимую для управления оборудованием.

Сущности рецептуры управления разрабатываются на основе сущностей технологической рецептуры. Рецептура управления может быть усилена дополнительной информацией (например, о масштабировании, о назначении оборудования). Она может быть модифицирована (включая создание или удаление сущностей рецептуры управления).

Сущности оборудования выбираются и выделяются для всех сущностей рецептуры управления.

Сущность рецептуры управления может быть соединительным звеном для процедурной сущности оборудования внутри сущности оборудования (как правило, это технологическая установка). Процедурная сущность оборудования может быть инициирована, ее параметрами могут быть назначенные рецептурные значения.

Производственная информация генерируется в ходе производства партии изделий. Данная информация может быть взаимосвязана с рецептурными сущностями, сущностями оборудования и/или с процедурными элементами оборудования.

4.3 Модель рецептуры

4.3.1 Рецептурная сущность

Рецептуры организованы иерархически с различными категориями информации на каждом уровне. Рецептурная сущность — это компонент структуры, используемый для представления сопряжения данных на рассматриваемом уровне.

Рецептурная сущность — это базовая структура всех видов рецептур (см. рисунок 2). Рецептурная сущность структурно задействована в процедурном элементе рецептуры в соответствии с МЭК 61512-1. Она может включать любой или все компоненты рецептуры: процедурные определения, параметры со своими значениями, требования к оборудованию и прочую информацию.

Recipe entity — рецептурная сущность; category — subtypes — категория — подтипы; recipe — рецептура; recipe component — компоненты рецептуры; recipe building block — структурный элемент рецептуры; recipe types — subtypes — типы рецептуры — подтипы; general recipe entity — сущность общей рецептуры; site recipe entity — сущность рецептуры, связанной с местом производства; master recipe entity — сущность технологической рецептуры; control recipe entity — сущность рецептуры управления

Спецификации классов приведены в таблице 1.

Рецептура является рецептурной сущностью (категория: рецептура; recipe). Рецептура строится из рецептурных сущностей нижнего уровня (например, рецептуры технологической установки) (категория: компонент; component). Если строится особая рецептура, то ее компоненты могут быть взяты из библиотеки элементов (категория: структурный элемент; building block).

Понятие рецептурной сущности применяется ко всем типам рецептур: общая рецептура, рецептура, связанная с местом производства, технологическая рецептура и рецептура управления. Если рецептура выполнена, то представления выполненной рецептурной сущности в истории производства партии изделий имеют похожую структуру и, следовательно, показаны как подкласс. Обзор подклассов приведен в таблице 2. Категории подклассов приведены в таблицах 3 - 5. Типы подклассов приведен в таблицах 6 - 9. Общие рецептуры и рецептуры, связанные с местом производства, больше в данном подразделе не обсуждаются.

Таблица 3

Таблица 7

4.3.2 Части рецептурной сущности

Модель, представленная на рисунке 3 и в таблицах 10 - 13, определяет категории информации о рецептуре в соответствии с МЭК 61512-1. Модель предполагает, что данные компоненты могут существовать на любом уровне декомпозиции рецептуры на составные части (например, рецептура технологической установки может содержать свои собственные требования к оборудованию).

Recipe entity — рецептурная сущность; hierarchy — иерархия; equipment requirement — требования к оборудованию; parameter — параметр; other information — прочая информация; procedural structural element — процедурный структурный элемент

Категория информации заголовка сама содержится в атрибутах рецептурной сущности, вместо того, чтобы быть отдельным классом объектов данной модели.

Категория формулы в соответствии с МЭК 61512-1 моделируется как множество объектов параметров. Все уровни разложения рецептуры на составные части могут иметь параметры, включая саму рецептуру. См. 4.3.6.

Моделирование требований к оборудованию обсуждается в 4.3.5.

В соответствии с МЭК 61512-1, категория прочей информации представлена как отдельный класс объектов, даже если прочая информация может иметь несколько элементов и различную структуру.

В соответствии с МЭК 61512-1, категория процедуры моделируется как множество процедурных структурных элементов.

4.3.3 Взаимосвязи рецептурной сущности (процедурная структура)

Рецептурные сущности иерархически раскладываются на составные части по структурам процедурных сущностей в соответствии с МЭК 61512-1 (например, рецептурная процедура содержит процедуры технологической установки, которые содержат операции, содержащие, в свою очередь, фазы). Данная иерархия моделируется с помощью рекурсивного вложения. Объекты высокого уровня могут содержать объекты нижнего уровня.

Процедурные структурные элементы включают процедурные элементы рецептур и связи (например, соединительные звенья, переходы), используемые для их упорядочивания (например, процедурные структурные элементы рецептуры технологической установки — это операции и встроенные процедуры упорядочивания данных операций). Рассматриваемые процедурные структурные элементы могут быть взаимосвязаны с другими процедурными структурными элементами.

4.3.4 Структурные элементы рецептуры

Структурные элементы рецептуры — это важное понятие модели данных (см. рисунок 4). Данный рисунок определяет взаимосвязи на одном отдельном уровне иерархии процедур.

Recipe building block — структурные элементы рецептуры; may be implemented in equipment by — может быть реализовано в оборудовании с помощью; may be created as an instance of — может быть создано как реализация (экземпляр); master recipe entity — сущность технологической рецептуры; may identify an — может идентифицировать; equipment procedural element — процедурный элемент оборудования

Структурные элементы рецептуры — это структурные элементы, из которых создаются технологические рецептуры. При инстанцировании структурного элемента рецептуры в технологической рецептуре как сущности технологической рецептуры, результат инстанцирования (экземпляр) может содержать параметры, требования к оборудованию и прочую информацию, а также конкретные значения параметров технологических рецептур. Содержимое нижнего уровня структурного элемента рецептуры (например, подчиненные рецептурные сущности) может копироваться в сущности технологической рецептуры. Указанное содержимое нижнего уровня может также быть доступно путем ссылок на соответствующие структурные элементы рецептуры.

Функциональность структурного элемента рецептуры обеспечивается путем имплементации в оборудование процедурных элементов оборудования (см. таблицу 14), необходимых для выполнения рецептурных сущностей самого нижнего уровня (например, рецептурных сущностей, предназначенных для соединения с процедурными элементами оборудования).

Рассматриваемый механизм иллюстрируется следующим примером (см. рисунок 5). Он представляет собой модель объекта части реального приложения. Характерное понятие структурного элемента инстанцировано как конкретный структурный элемент «количество теплоты». Отношение типа «основан на» между структурными элементами и компонентами заменено на отношение подкласса (это одна возможная практическая реализация, и она указывает, что если структурный элемент «количеств теплоты» изменен, то данное изменение распространяется на все рецептуры, использующие элемент «количество теплоты»). Другая практическая реализация может заключаться в том, что элемент «количество теплоты» просто копируется при инстанцировании.

Factory recipe system — рецептурная система производственного предприятия; recipe building block — структурный элемент рецептуры; may be created as an instance of — может быть создан как реализация (экземпляр); may be implemented in equipment by — может быть реализован в оборудовании с помощью; master recipe component — компонент технологической рецептуры; is copied into — копируется в; control recipe component — компонент рецептуры управления; is executed on — выполняется с помощью; equipment procedural element — процедурный элемент оборудования; the building block mechanism in this example is implemented as an inheritance mechanism — в данном примере механизм структурного элемента реализуется как механизм наследственности; recipe building block: heat — структурный элемент рецептуры: нагрев; is implemented by — реализуется; master recipe phase heat — фаза технологической рецептуры: нагрев; control recipe phase: heat — фаза рецептуры управления: нагрев; unit 81a, phase: heat — технологическая установка № 81a, фаза — нагрев

Рисунок 5 — Понятие структурного элемента

4.3.5 Требования к оборудованию

Рецептурные сущности могут содержать требования к оборудованию (см. рисунок 6, таблицы 15 - 17). Требования к оборудованию ссылаются на конкретные типы свойств оборудования (например, типом свойств оборудования может быть «размер резервуара» или «облицовка резервуара»). В данном случае конкретное требование к оборудованию может описывать минимальное значение размера резервуара.

Recipe entity — рецептурная сущность; equipment entity — сущность оборудования; equipment requirement — требование к оборудованию; may be fulfilled by — может быть выполнено с помощью; equipment property — свойство оборудования; specifies requirements to a — устанавливает требования к; defines the value of — определяет значение для; equipment property type — тип свойств оборудования

Таблица 15

Таблица 17

Тип свойств оборудования

Данное требование может быть справедливо в отношении единицы оборудования с конкретным свойством, которое ссылается на один и тот же тип свойств оборудования. Например, свойство конкретной технологической установки (например, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ № 12) может иметь значение для заданного типа свойств «размер резервуара».

Сущность оборудования — это конкретная единица оборудования. Ее можно заменить классом оборудования. См. 4.4.

Сущности рецептуры управления изначально содержат требования к оборудованию, которые копируются из сущности технологической рецептуры, которая, в свою очередь, выполняется с помощью соответствующего свойства одной или нескольких сущностей оборудования, чтобы выделить конкретное оборудование в соответствии с запросом. Начальное требование к оборудованию может быть заменено выделением конкретного оборудования. Данное выделение также можно моделировать как требование к оборудованию.

4.3.6 Параметры рецептуры

Параметры можно категоризировать как входные сигналы технологического процесса, выходные сигналы технологического процесса, параметры процесса.

Одни параметры могут представлять собой совокупности других параметров. Рассматриваемая модель поддерживает понятие структурированного параметра. Следовательно, данная модель допускает возможность включения параметров различных типов (параметры процесса, входные сигналы технологического процесса, выходные сигналы технологического процесса) в ту же самую структуру, так же как и определение структур данных отдельного типа.

Атрибуты значений параметров могут быть организованы путем определения типов значений параметров. Типы значений параметров могут включать:

• базовые типы данных в соответствии с МЭК 61131-3;
• информацию о матрице совместимости, используемую для определения требований «чистки по месту» (CIP, clean-in-place) или «стерилизации-по-месту» (SIP, sterilize-in-place);
• наборы данных, определяющие транзакции материала (передача, потребление, генерация материала);
• наборы данных (например, отслеживаемый профиль температур).

Значения параметров могут быть простыми значениями, выражениями или ссылками на параметры, определяемыми на том же самом уровне или на более высоких уровнях в процедурной иерархии. Значения, являющиеся выражениями, могут включать ссылки на другие параметры.

Допустимые формы представления параметров:

• алгебраические или булевы выражения;
• специальные формы записи информации о продукте, включающие один или несколько параметров;
• стандартные рабочие (операционные) процедуры (SOP), которые отображают или используют параметры другим способом (например, динамические значения, значения рецептуры);
• отнесение параметров к различным рецептурным сущностям (на том же самом уровне или на другом уровне);
• внешние приложения, использующие параметры.

Формулы представляются в модели данных как параметры рецептуры (см. таблицу 10). Формула рецептуры — это совокупность выбранных параметров рецептурной процедуры. Она также может включать параметры, определенные на нижних уровнях процедурной иерархии.

Масштабирование параметров часто зависит от объема партии изделий или на другом ключевом атрибуте. Масштабирование может быть более сложным, чем простое линейное отношение. Более сложные методы масштабирования можно адаптировать к алгоритмам и отношениям, определенным пользователем.

4.4 Модель оборудования

При оценке выбора оборудования в ходе выполнения рецептуры необходимо принимать во внимание физическую структуру установки (см. рисунок 8 и таблицу 18). В частности, для маршрутизации производства партии изделий важно учитывать пропускную способность оборудования или возможность выделения оборудования для общего пользования.

Equipment entity — сущность оборудования; equipment property — свойство оборудования; equipment procedural element — процедурный элемент оборудования; equipment relation — взаимосвязи оборудования

Таблица 18

Сущности оборудования определяются в соответствии с имеющейся иерархией (см. МЭК 61512-1). Указанная иерархия моделируется с учетом рекурсивной природы объектов. Рассматриваемый конструктивный элемент допускает расширение и сжатие конфигурации.

Оборудование, например, технологического цеха (например, технологические установки, блоки оборудования, блоки управления) связываются друг с другом трубами или соединительными элементами. Данные соединительные элементы могут моделироваться как взаимосвязи оборудования (см. рисунок 9). Направление соединения можно выбирать (например, направление потока). Указанные взаимосвязи (например, трубы) — это часть сущности оборудования более высокого уровня. Данные соединения можно категоризировать в классы отношений, что обеспечивает их правильную оценку. К взаимосвязям оборудования относятся:

• постоянные соединения;
• временные соединения;
• могут использоваться как ресурс;

Is made up of — составлено из; equipment entity — сущность оборудования; is referenced by — является ссылкой для; references another — ссылается на другую; equipment relation — взаимосвязь оборудования

Отметим, что отношения, отличные от указанных, также возможны.

Оборудование может иметь свойства. Для каждой практической реализации характерны свои свойства. Свойства оборудования могут использоваться для проверки характеристик оборудования на предмет их соответствия требованиям рецептуры. См. 4.3.5

Классы оборудования (см. рисунок 10 и таблицу 19) обеспечивают средства группировки сущностей оборудования по общим характеристикам. Сущности оборудования могут быть членами одного или нескольких классов оборудования. Они могут не принадлежать ни к какому классу. Классы оборудования могут быть использованы для описания групп технологических установок. Они могут также быть использованы в качестве альтернативы при выборе оборудования. Например, рецептура может потребовать использование реактора для конкретной процедуры технологической установки: ее требования к оборудованию могут описывать один конкретный реактор (например, реактор R-101), несколько реакторов (например, реакторы R-101, R-103) или целый класс реакторов (например, класс «реактор», содержащий реакторы R-101, R-102 и R-103).

Рисунок 10 — Классы оборудования

Сущности оборудования могут быть элементами класса оборудования, а класс определяет некоторые свойства элементов класса. Определенные свойства оборудования (например, облицовка стеклом) могут являться общими для всего класса.

Сущности оборудования могут не принадлежать никаким или принадлежать нескольким классам оборудования (например, резервуар BV1 может быть как реактором, так и накопительной емкостью).

Класс оборудования может определять некоторые или все свойства оборудования, процедурные элементы оборудования и взаимосвязи оборудования для ссылочных сущностей оборудования.

4.5 Разработка производственного и календарного планов

Центральной сущностью календарного плана (см. рисунок 11) является запись в календарном плане производства партии изделий. Данный объект определяет планируемую разработку одной или нескольких рецептур производства партии изделий, рецептур управления или прочих сущностей рецептуры управления (обычно это процедуры технологической установки) (см. таблицу 20). Запись в календарном плане может также быть использована для календарного планирования прочих действий (например, учет простоя оборудования). Запись в календарном плане производства партии изделий может также включать значения формулы/параметра, используемые в рецептуре управления (см. таблицу 21).

Schedule parameter — календарный параметр; may contain — может содержать; batch schedule entry — запись в календарном плане производства партии изделий; provides ordering to — обеспечивает упорядочивание; schedule relation — календарное отношение; schedules an execution of — формирует календарный план выполнения; schedules the use of — формирует календарный план использования; references — ссылается; equipment entity — сущность оборудования; is selected and allocated — выбрано и выделено для; equipment procedural element — процедурный элемент оборудования; master recipe entity — сущность технологической рецептуры; control recipe entity — сущность рецептуры управления

Таблица 20

Запись в календарном плане производства партии изделий может также быть использована для представления календарных сущностей более высокого уровня (например, для производственной кампании и организации производства).

Рассматриваемые календарные отношения могут быть использованы для представления подмножества рецептурных отношений, соответствующих календарному плану (например, отношение перемещения партии) (см. таблицу 22). На более высоких уровнях, они могут быть использованы для представления требуемых (желательных) отношений между календарными записями (например, партия xx должна следовать за партией yy, или конкретная операция очистки должна иметь место между производством двух партий изделий). Отношения конкретного подкласса и характеристик календарной записи в настоящем стандарте не рассматриваются.

Запись в календарном плане производства партии изделий более высокого уровня включает календарные записи и отношения более низкого уровня (например, запланированная производственная кампания может включать календарное производство партий изделий и отношения между данными партиями).

В простейшем случае запись в календарном плане производства партии изделий представляет рассматриваемую партию в перечне (очереди) производства партии изделий, инициируемого в установленном порядке. Сюда добавляются плановое время начала работ и расчетная продолжительность (расчетное время окончания) работ. Более того, запись в календарном плане производства партии изделий может определять назначение оборудования и использование прочих ресурсов. Разработка календарного плана может производиться и на более детальном уровне (например, разработка календарного плана индивидуальных рецептур технологической установки, назначение рецептур для оборудования, потенциально возможная разработка календарного плана индивидуальных операций или фаз, их расчетная продолжительность, расходование ресурсов, включая ресурсы совместного использования или эксклюзивные ресурсы, ограничивающие календарное планирование). Технологические установки и блоки оборудования выделяются (освобождаются) в соответствии с конкретной рецептурой управления.

Совокупность календарных записей можно рассматривать как:

• список партий или карту производства партий изделий в технологическом цехе (или его части), обеспечивающую загрузку производственных мощностей;
• список или карту использования ресурсов в соответствии с календарным планом расходования ресурса или загрузки оборудования.

4.6 Управление производственной информацией

Данный подраздел содержит описание моделей, определяющих порядок сбора производственной информации.

Производственная информация, включая своевременно полученную информацию о ходе процесса производства, может включать специальную информацию о производстве партии изделий, информацию, не относящуюся к производству партии изделий, общую информацию (см. рисунок 12 и таблицы 23 - 28).

Batch report — отчет о производстве партии; may use — может использовать; production information — производственная информация; batch specific information — специальная информация о производстве партии; batch history — история производства партии изделий; common information — общая информация; is associated with — ассоциирована с; executed procedural entity — выполненная процедурная сущность

Рисунок 12 — Производственная информация

Производственная информация

Таблица 24

Специальная информация о производстве партии изделий

Таблица 25

Производственная информация может включать:

• копию рецептуры управления;
• копию технологической рецептуры;
• информацию о материалах, используемых и изготовленных;
• информацию о технологическом процессе в динамике;
• сигналы тревоги и сообщения;
• информацию о взаимодействии оператора с партией (например, внесение записи, подтверждение);
• последние записи, асинхронные записи (например, измерения лабораторных образцов);
• дополнительную информацию (например, выделение оборудования, начало работ/окончание работ).

Выполненная процедурная сущность — это регистрация реализации (экземпляра записи) выполнения рецептурной сущности или процедурной сущности оборудования (см. таблицу 27). Данные ассоциируются с фактом реализации, отражаются в соответствующей записи истории производства партии изделий.

Выполненные процедурные сущности, являющиеся результатом выполнения рецептуры управления, часто имеют ту же самую структуру, что и сущности рецептуры управления. Структура выполненных процедурных элементов может, вместе с тем, в некоторых случаях отличаться от рецептуры управления. Типовые примеры:

• повторные реализации рецептурной сущности, созданные посредством замыкания в процедурной логике;
• реализации, не выполненные вследствие наличия ветвей или условных переходов в процедурной логике;
• рецептурные сущности, вставленные или повторяемые вручную;
• рецептурные сущности, активированные на участке технологической установки и уже ассоциированные (ассоциируемые вручную) с производством партии изделий.

Отношение рецептурной сущности и оставшейся части общей схемы (модели) рецептурной сущности в настоящем стандарте не рассматривается, так как история производства отражает реальные факты, а не плановую структуру.

Отчеты о производстве партии изделий (см. таблицу 28) рассматриваются как извлечение данных о производстве партии из всей совокупности производственной информации. Они отображаются на экране (на бумаге) или передаются прочим системам.

5 Реляционные таблицы обмена информацией

5.1 Общие положения

Данный раздел определяет структуру реляционных таблиц Языка структурированных запросов (SQL) для обмена необходимой информацией об управлении производством между системами. Данный раздел устанавливает спецификацию интерфейса (в соответствии с требованиями раздела 4) для обмена информацией о производстве партии изделий для следующих установленных категорий:

• технологическая информация и информация о рецептуре управления;
• информация об оборудовании технологического цеха;
• информация календарного планирования;
• производственная информация.

Таблицы обмена должны включать имя таблицы, имя поля и отношения, определенные в соответствии с настоящим разделом. Не все таблицы могут найти практическую реализацию, но все информационные поля в реализованных таблицах должны присутствовать. Каждая практическая реализация должна согласовываться с представленными табличными определениями и понятиями, установленными в МЭК 61512-1.

Табличный формат обмена определяет только стандартную информацию. Табличные определения могут быть расширены посредством включения дополнительных атрибутов, дополнительных соответствующих таблиц и дополнительной нумерации. Расширенные структуры могут использоваться для обмена информацией между структурно-ориентированными инструментами, но данная информация не является предметом рассмотрения настоящего стандарта.

Примеры дополнительной информации:

• дополнительные иконки, представляющие различные элементы иерархии оборудования, так что рассматриваемое оборудование может быть последовательно представлено его различными инструментами;
• добавление адресов системы управления для процедур элементов оборудования, параметров процедур, элементов данных.

5.1.1 Метод

Структура реляционных таблиц определяется с помощью языка SQL в соответствии с ИСО/МЭК 9075.

Механизм обмена основан на общей структуре таблиц базы данных. Указанные таблицы определены в качестве схемы базы данных, реализованной на языке SQL. Приложение B содержит табличные определения языка SQL для таблиц обмена.

Рисунок 13 иллюстрирует порядок использования таблиц обмена для реализации информационного обмена между различными инструментами в процессе серийного производства. Каждый инструмент, как правило, имеет свои собственные локальные устройства памяти для хранения информации о производстве партии изделий. Каждый инструмент обеспечивает импортирование информации из (экспортирование информации в) таблицы обмена.

Exchange tables — таблицы обмена; import from exchange tables — импортирование из таблиц обмена; export to exchange tables — экспортирование в таблицы обмена; tool a — инструмент а; tool b — инструмент в; local data store — локальное устройство памяти для хранения данных

Большинство из оставшихся моделей данного раздела представляются с помощью диаграмм отношения сущностей (ERS) (см. A.3).

Типы инструментов и порядок их использования (с учетом информации о производстве партии изделий) в настоящем стандарте не определены. Данные инструменты включают (и не только):

• системы авторизации (создания) рецептур;
• системы выполнения рецептур;
• системы оформления документации;
• системы конфигурирования;
• системы моделирования;
• системы управления производством партии изделий;
• системы разработки производственного и календарного планов;
• системы управления информацией.

5.1.2 Таблицы обмена

Настоящий стандарт не описывает инструменты для создания и обслуживания таблиц обмена. Настоящий стандарт только определяет структуру указанных таблиц. Инструменты могут считывать информацию из предварительно заготовленных таблиц обмена, писать информацию в таблицы обмена, считывать и писать информацию, считывать, писать и создавать информацию для таблиц обмена.

Структура таблиц обмена обеспечивает возможность обмена сразу несколькими рецептурами на одном множестве таблиц. Она допускает обмен несколькими версиями одной рецептуры. Структура таблиц обмена также допускает обмен информации о технической оснащенности и о спецификации оборудования, имеющегося в технологическом цехе.

Структура таблиц обмена также допускает передачу как полных, так и неполных подмножеств технологических рецептур, описаний оборудования, календарной информации, истории производства партии изделий.

Синтаксис строк данных таблицы обмена (например, вычисленные значения элементов формул, условия перехода) в настоящем стандарте не определен. Инструменты, записывающие и считывающие таблицы обмена на языке SQL, должны учитывать особенности синтаксиса.

Длины информационных полей, установленных для определения таблиц обмена в языке SQL, должны быть достаточны для представления значений по умолчанию, но не должны выходить за минимальный или максимальный пределы размеров строки. Инструменты, записывающие и считывающие таблицы обмена в языке SQL, должны учитывать длину информационной строки.

5.1.3 Общий обмен информацией

Рассматриваемое множество таблиц содержит информацию, включающую описание формата обмена и используемую, в общем случае, в различных множествах таблиц обмена. На рисунке 14 приведена таблица, используемая для обмена общей информацией.

BXT_Exchange — таблица обмена общей информацией; BXT_EnumerationSet — таблица множества элементов перечисления; BXT_Enumeration — таблица нумерации

5.1.3.1 Обмен информацией

Таблица обмена общей информацией, BXT_Exchange, содержит всю информацию, используемую только один раз при обмене данными (см. таблицу 29).

BXT_Exchange

Таблица обмена BXT_Exchange содержит (см. таблицу 30) одну запись по каждому пункту (например, признаки SCHEMA и DELIMITER). Она также может содержать прочую информацию для пользователя.

Таблица 30

5.1.3.2 Множества элементов перечисления

Многие таблицы имеют информационные поля, содержащие стандартные или определенные пользователем перенумерованные пункты. Данные перенумерованные пункты проходят в таблице обмена как номера, строки располагаются в таблице множества элементов перечисления. Таблицы множества элементов перечисления (см. таблицу 31) обеспечивают однократное размещение переводов строки на различные языки. Таблица BXT_EnumerationSet определяет множество элементов перечисления. Таблица BXT_Enumeration указывает на соответствующий элемент множества и ассоциированное численное значение.

Таблицы нумерации задают стандартную нумерацию и соответствующие значения. Таблица может быть расширена пользователем. Дополнительная нумерация пользователя для стандартных множеств элементов перечисления может принимать значения от 100 и выше. В настоящем стандарте используются (резервируются) значения нумерации от 0 до 99. Кроме того, в таблице нумерации пользователь может определить множества элементов перечисления и их соответствующие значения. Например, множество элементов перечисления «компаундирование масла» может быть определено для фазовых параметров с элементами «масло первого прессования», «масло с присадками» и «регенерированное масло» со значениями 101, 102 и 103, соответственно.

Таблица 32 задает стандартное множество элементов перечисления, определенное в настоящем стандарте.

Таблица 33 указывает порядок определения нумерации в настоящем стандарте.

Таблица 33

Таблица BXT_Enumeration

Таблица 34 содержит список стандартных элементов нумерации, определенных настоящим стандартом.

Таблица 34

Стандартная нумерация

5.2 Информация о технологической рецептуре

В данном подразделе рассмотрены только технологические рецептуры. Обмениваемая информация — это информация технологической рецептуры в соответствии с МЭК 61512-1. Данная информация содержит определения процедурного управления, определения значений формулы, рецептурные требования к оборудованию, информацию заголовка, специальную информацию о технологическом цехе, прочую информацию и требования к управлению координацией.

Обмениваемая информация — это обмениваемая информация технологической рецептуры. Она не включает:

• порядок создания информации;
• порядок использования технологической рецептуры в системе.

5.2.1 Определения рецептуры

При создании технологической рецептуры, в соответствии с МЭК 61512-1, может использоваться информация из рецептуры, связанной с местом производства, а также определение производственных возможностей технологического цеха. Технологическая рецептура связывается (линкуется) с производственными возможностями технологического цеха. Определение производственных возможностей не является частью обмениваемой рецептурной информации.

5.2.2 Структура рецептуры

Рецептура включает следующие категории информации: заголовок, формулы, процедуры, требования к оборудованию, прочую информацию.

Схема обмена рецептур имеет рекурсивную природу. Базовая структура данной схемы (см. рисунок 15) построена на пяти указанных категориях информации. Каждый уровень определения содержит все указанные категории информации до тех пор, пока процедурные определения ссылаются на процедурную сущность оборудования.

Master recipe — технологическая рецептура; header — <Заголовок>; formula — <Формула>; equipment requirements — <Требования к оборудованию>; other information — <Прочая информация>; procedure — <Процедура>; unit procedure — процедура технологической установки; header — <Заголовок>; formula — <Формула>; equipment requirements — <Требования к оборудованию>; other information — <Прочая информация>; procedure — <Процедура>; operation — операция; header — <Заголовок>; formula — <Формула>; equipment requirements — <Требования к оборудованию>; other information — <Прочая информация>; procedure — <Процедура>; phase — фаза; header — <Заголовок>; formula — <Формула>; equipment requirements — <Требования к оборудованию>; other information — <Прочая информация>; procedure — <Процедура>

Рисунок 15 — Встроенные рецептурные элементы образуют рецептуру

Термин «рецептурный элемент (RE)» используется для определения некоторых структурных сущностей рецептуры. Рецептурный элемент сам может быть технологической рецептурой, рецептурной процедурой, рецептурной процедурой технологической установки, рецептурной операцией, рецептурной фазой, обозначением выделения ресурса или прочими графическими обозначениями в соответствии с таблицей 34.

В рекурсивной модели схемы, рецептурные элементы содержат как рецептурные элементы нижнего уровня, так и ссылки на процедурные элементы оборудования. Если определение рецептурного элемента содержится в таблице рецептурных элементов, то каждое использование рецептурного элемента называется «шагом».

5.2.3 Обзор таблиц и ограничения целостности

На рисунке 16 приведены таблицы, используемые для обмена рецептур и их отношений. Рисунок 16 определяет ассоциированные ограничения целостности для указанных таблиц.

Formula — формула; may contain — может содержать ...; BXT_MRecipeStepParameter — таблица параметров шага рецептуры; BXT_MRecipeLink — таблица рецептурных соединительных звеньев; BXT_MRecipeStep — таблица рецептурных шагов; may be made up of — может состоять из ...; BXT_MRecipeElementParameter — таблица параметров рецептурных элементов; step is the use of an re — шаг — это использование рецептурного элемента; header — заголовок; may contain steps — может содержать шаги ...; BXT_MRecipeStepEquip — таблица рецептурных шагов, связанных с оборудованием; BXT_MRecipeTransition — таблица рецептурных переходов; may contain transitions — может содержать переходы ...; BXT_MRecipeElement — таблица рецептурных элементов; equipment requirements — требования к оборудованию; procedure — процедура; may contain other information — может содержать прочую информацию; may contain equipment requirements — может содержать требования к оборудованию; BXT_MRecipeElementEquip — таблица рецептурных элементов, связанных с оборудованием; BXT_MRecipeOtherInformation — таблица прочей рецептурной информации; other information — прочая информация

Рисунок 16 — Связи между таблицами обмена

Непрямые отношения, такие как отношения между сущностями LINK и RE, здесь не рассматриваются. Вместе с тем, они определяются посредством множества общих ключевых полей таблиц. Записи «NOT NULL» в ассоциированных таблицах языка SQL используются только для того, чтобы усилить ограничения целостности для диаграмм отношения сущностей.

Рекурсивное определение рецептурного элемента (RE) обеспечивается путем использования двух ассоциаций между сущностями BXT_MRecipeStep и BXT_MRecipeElement. Каждое заявленное использование рецептурного элемента регистрируется в таблице BXT_MRecipeStep. Каждое определение рецептурного элемента регистрируется в таблице BXT_MRecipeStep. Одна ассоциация указывает, какие шаги содержит рассматриваемый рецептурный элемент. Другая ассоциация указывает, на какой элемент рассматриваемый шаг ссылается. Каждый рецептурный элемент (RE), на который ссылается рассматриваемый RE, имеет запись в таблице шагов. В свою очередь, таблица шагов ссылается на соответствующее определение RE. Данные таблицы поддерживают отдельные определения RE на каждом шаге. Они также поддерживают несколько шагов, ссылающихся на один RE.

Отношение между шагами и переходами определяется таблицей BXT_MRecipeLink.

Определение формулы технологической рецептуры — это совокупность записей всех параметров технологической рецептуры. Оно содержит описание входного сигнала технологического процесса, выходного сигнала технологического процесса, а также параметров данного процесса в рамках рецептуры. Значения формулы содержатся в таблице BXT_MRecipeStepParameter. Их определения приведены в таблице BXT_MRecipeElementParameter.

Рецептурные требования к оборудованию содержатся в таблицах BXT_MRecipeStepEquip и BXT_MRecipeElementEquip.

На рисунке 17 приведен порядок внесения записей в каждую таблицу, а также их отношения для таблиц BXT_MRecipeStep, BXT_MRecipeElement, BXT_MRecipeElementParameter и BXT_MRecipeStepParameter. Любая запись таблицы BXT_MRecipeElement существует для каждой версии обмениваемой рецептуры. Имеет место определенное отношение между записью таблицы BXT_MRecipeElement и записью таблицы BXT_MRecipeStep. Данное отношение содержит конкретную рецептурную информацию, включая значения формул, сведенные в таблицу BXT_MRecipeStepParameter.

BXT_MRecipeElement entry for the master recipe — запись для технологической рецептуры таблицы BXT_MRecipeElement; StepID — идентификатор шага; 1 only — только один элемент; BXT_MRecipeStep entry for the recipe's procedure — запись для рецептурной процедуры таблицы BXT_MRecipeStep; RE_ID — идентификатор рецептурного элемента; 0 or more — 0 или несколько элементов; BXT_MRecipeStepParameter entry for formula values — запись для значений формулы таблицы BXT_MRecipeStepParameter; BXT_MRecipeElement entry for procedure definition — запись для определения процедуры таблицы BXT_MRecipeElement; BXT_MRecipeStepParameter entry for formula specification — запись для спецификации формулы таблицы BXT_MRecipeStepParameter; ParentRE — родительский рецептурный элемент; BXT_MrecipeStep entry for unit procedure — запись для процедуры технологической установки таблицы BXT_MRecipeStep; BXT_RecipeStepParameter entry for parameter values — запись для значений параметра таблицы BXT_RecipeStepParameter; BXT_MRecipeElement entry for unit procedure definition — запись для определения процедуры технологической установки таблицы BXT_MRecipeElement; BXT_MRecipeElementParameter entry for parameter specification — запись для спецификации параметра таблицы BXT_MRecipeElementParameter; BXT_MRecipeStep entry for operation — запись для операции таблицы BXT_MRecipeStep

Рисунок 17 — Отношения записей в таблицах

Таблица BXT_MRecipeStep содержит ключ к отдельным записям таблицы BXT_MRecipeElement. Записи таблицы BXT_MRecipeElement содержат определения рецептурных процедур, включая определения значений формул в таблице BXT_MRecipeElementParameter.

Таблица BXT_MRecipeElement для данной процедуры содержит ключи к нескольким записям таблицы BXT_MRecipeStep. Для каждой процедуры технологической установки используется свой ключ (для простоты, прочие рецептурные элементы процедурного уровня в данном примере не рассматриваются). Записи таблицы BXT_MRecipeStep для процедур технологических установок содержат ключи к записям таблицы BXT_MRecipeElement, определяющим рассматриваемую процедуру технологической установки. Для каждой процедуры технологической установки запись таблицы BXT_MRecipeElement содержит ключ к каждой операции таблицы BXT_MRecipeStep. Рассматриваемая структура далее переходит к определению фаз.

Рассматриваемый табличный формат использует таблицы BXT_MRecipeStep и BXT_MRecipeElement в рамках рассматриваемой процедурной иерархии рецептурной процедуры.

5.2.4 Сводный анализ рецептурных таблиц

Таблицы, определенные для рецептурного обмена, указаны в таблице 35.

5.2.5 Определения рецептурных таблиц

5.2.5.1 Информация заголовка

Информация заголовка технологической рецептуры передается в виде поля записи в таблице BXT_MRecipeElement. Таблица BXT_MRecipeElement (см. таблицу 36) содержит один элемент для каждой обмениваемой технологической рецептуры. Комбинация идентификатора рецептурного элемента RE_ID и версии рецептурного элемента REVersion определяет обмениваемую технологическую рецептуру.

5.2.5.2 Процедурная информация

Процедурные части технологической рецептуры включаются (содержатся) в комбинацию (совокупность) таблиц. Данные записи определяют:

• связи между элементами;
• переходы (определения переходов) между элементами.

Таблицы шагов, таблицы переходов и таблицы соединительных звеньев содержат определения RE, включающие, в свою очередь, RE нижнего уровня. Таблица BXT_MRecipeStep (см. таблицу 37) содержит все реализации (экземпляры) используемого RE. Каждая таблица BXT_MRecipeStep содержит используемые параметры для используемого RE. Если RE используется рецептурой только один раз, то имеется только одна соответствующая запись в таблице BXT_MRecipeElement. Если в таблице BXT_MRecipeStep имеется несколько записей, то RE используется несколько раз. Каждому использованию RE соответствует своя запись.

Таблица 37

Таблица BXT_MRecipeStep

5.2.5.2.1 Рецептурный элемент

Таблица BXT_MRecipeElement (см. таблицу 36) содержит одну запись для каждого процедурного элемента, на который производится ссылка из обмениваемой технологической рецептуры. Данная таблица содержит определение самого элемента, но не порядка его использования. В данной таблице одна запись соответствует процедуре, одна — каждой процедуре технологической установки, одна — каждой операции и одна — каждой обмениваемой рецептурной фазы. Таблицы BXT_MRecipeElement и BXT_MRecipeElementParameter содержат спецификации порядка использования RE, номер и типы рассматриваемых параметров, значения параметров по умолчанию.

Элементы RE должны быть уникальными по отношению к родительскому RE. Идентификатор RE_ID — это полное имя RE, соответствующее своему родительскому RE. Таким образом, использование идентификатора RE_ID достаточно для описания всех идентификаторов родительских RE_ID.

5.2.5.2.2 Переходы

Таблица BXT_MRecipeTransition содержит одну запись для каждого перехода, определенного соответствующим RE (см. таблицу 38). Рассматриваемые записи соответствуют переходам, описанным в процедурных функциональных диаграммах (см. раздел 6).

Таблица 38

Таблица BXT_MRecipeTransition

5.2.5.2.3 Соединительные звенья (связи)

Таблица BXT_MRecipeLink содержит одну запись для каждого соединения, определенного RE и/или соответствующим переходом (см. таблицу 39). Данные записи соответствуют строкам, соединяющим элементы, описанные в процедурных функциональных диаграммах (см. раздел 6).

Таблица 39

Таблица BXT_MRecipeLink

5.2.5.2.4 Параметры

Таблица BXT_MRecipeElementParameter содержит одну запись для каждого параметра каждого используемого RE (см. таблицу 40). Например, элемент RE (с именем CHARGE) может быть определен двумя параметрами: 1) тип заряжаемого материала, 2) количество заряжаемого материала. Для элемента RE CHARGE, одна запись вносится в таблицу BXT_MRecipeElement, две записи вносятся в таблицу BXT_MRecipeElementParameter.

5.2.5.2.5 Стандартные подпараметры

Настоящий стандарт определяет множество подпараметров, которые могут быть поставлены в соответствие значению некоторого параметра, чтобы дополнить его определение и порядок использования. Например, может оказаться полезным определение и передача верхнего и нижнего пределов значений рассматриваемого параметра. Данный тип информации передается с помощью таблиц обмена путем определения подпараметров для рассматриваемого параметра. Подпараметры определяются для данного параметра путем создания новых записей таблицы с задействованным идентификатором ParameterID, используемым как идентификатор ParentParamID. Множество стандартных подпараметров и порядок их использования определены в таблице 41. Прочие подпараметры могут быть определены пользователем. Использование данного множества подпараметров поддерживается таблицами BXT_MRecipeElementParameter, BXT_MRecipeStepParameter (см. 5.2.5.3), BXT_EquipInterfaceParameter (см. 5.3.5.7) и BXT_ScheduleParameter (см. 5.4.3.4).

5.2.5.3 Формулы

Значения компонентов, используемых в производстве (модификации) партии изделий, рассматриваются как параметры шага и их пределы. Таблица BXT_MRecipeStepParameter содержит одну запись для каждого параметра, используемого на данном шаге (см. таблицу 42). Так как элементы RE могут оценивать значения параметров по умолчанию, то не все параметры элементов RE нужно определять на данном шаге.

5.2.5.4 Прочая информация

Обычно прочая информация передается вместе с рецептурой (см. таблицу 43). Смысл данной информации не указывается в определении обмена, но обязательно согласовывается отправителем и получателем. Прочая информация обычно представляет собой экстраординарную информацию (описательную информацию), необходимую для обмена корректной технологической рецептуры. Но это не та информация, которая нужна для выполнения указанной рецептуры. Примеры прочей информации могут включать документацию соответствия, диаграммы молекулярной структуры, чертежи ожидаемого продукта. Указанная информация содержится в таблицах BXT_MRecipeOtherInformation прочей информации об элементе RE.

5.2.5.5 Требования к оборудованию

Требования к оборудованию элемента RE содержат ограничения на оборудование и рецептурные условия. Они определены с помощью аналогичных таблиц и отношений, как те, что используются для определения возможностей оборудования в разделе 5.3.

Ограничения (условия) оборудования могут быть ассоциированы с любым рецептурным элементом в имеющейся иерархии рецептурных элементов. Требования к оборудованию RE задают ограничения на оборудование и рецептурные условия, соответствующие рассматриваемому уровню (например, уровню процедуры технологической установки, уровню производственной операции).

Требования к оборудованию содержатся в таблицах BXT_MRecipeElementEquip и BXT_MRecipeStepEquip. Таблица BXT_MRecipeElementEquip содержит определение и значение (по умолчанию) для свойства. Таблица BXT_MRecipeStepEquip содержит конкретное значение свойства, соответствующее рассматриваемому шагу.

5.2.5.5.1 Требования к оборудованию элемента RE

Элемент RE может заявлять требования к оборудованию (например, «имя реактора», «облицовка реактора»). Эти требования должны быть выполнены. Конкретные допустимые значения свойств для конкретных шагов определены в таблице BXT_MRecipeStepEquip.

Требования к оборудованию могут определять элементы данных, обеспечиваемые технологическим цехом в соответствии с рецептурой. Данные элементы могут быть использованы в рецептурных условиях перехода и в других выражениях. Примеры элементов данных: «VesselPressure» (сосуд высокого давления) технологической установки, «SteamPressure» (давление пара) блока оборудования.

Таблица 44 BXT_MRecipeElementEquip содержит указанное множество требований к оборудованию.

5.2.5.5.2 Требования к оборудованию для шага RE

Рецептурный шаг BXT_MRecipeStep может задавать конкретные значения свойств оборудования (например, «класс реактора», «экзотермичность», «облицовка реактора = стекло»). Таблица 45 BXT_MRecipeStepEquip определяет указанное множество соответствующих требований к оборудованию.

Таблица 45

Таблица BXT_MRecipeStepEquip

«Смысл» накладываемых ограничений не важен для определений языка. Вместе с тем, названия наборов оборудования или сущностей оборудования должны согласовываться.

5.3 Обмен моделями оборудования технологического цеха

Здесь определено множество таблиц, дающих описание возможностей оборудования в технологическом цехе. Данная информация отражает фактические возможности технологического цеха. Обмен возможностей технологического цеха может быть полезным в контексте обмена информацией даже в отрыве от рассмотрения рецептуры.

5.3.1 Описание оборудования

Таблицы возможностей технологического цеха составлены в контексте иерархии описаний оборудования. Элементы данной иерархии соответствуют элементам иерархии оборудования МЭК 61512-1.

Таблицы обмена информацией об оборудовании включают:

a) элемент оборудования: определяются конкретный элемент оборудования, класс оборудования;

c) свойство элемента оборудования: определяются свойства оборудования, спецификация свойств отражает спецификацию свойств оборудования RE;

d) соединительные звенья (связи) элементов оборудования: определяются связи оборудования, спецификация свойств отражает связи оборудования элемента RE технологической рецептуры.

5.3.2 Обзор таблиц и ограничения целостности

На рисунке 18 приведена структура таблиц, содержащих информацию об оборудовании.

5.3.3 Обзор таблицы описания оборудования

5.3.3.1 Иерархия оборудования

Таблица информации об оборудовании содержит иерархическое определение оборудования, составленное с помощью атрибута «ContainedIn» таблицы BXT_EquipElement. Данная таблица указывает оборудование, содержащееся внутри другой единицы оборудования. Например, рассматриваемый элемент оборудования технологического цеха может содержать другие элементы оборудования, составленные из технологических установок и/или блоков оборудования.

Каждый уровень может иметь ассоциированные спецификации свойств, спецификации данных и спецификации соединительных звеньев. Каждый уровень может также иметь ассоциированные процедурные элементы, чтобы обеспечивать поддержку полной модели, определенной в Части 1 настоящего Стандарта. Данные элементы обычно ассоциируются с технологическими установками или блоками оборудования.

5.3.3.2 Классы оборудования

Таблицы информации об оборудовании обеспечивают спецификацию классов оборудования с помощью ассоциации типа «включение возможностей» между рассматриваемыми элементами. Элементы оборудования могут также включать дополнительную возможность, определенную в одном или нескольких элементах оборудования.

Например, некоторая технологическая установка может быть элементом класса технологических установок. Это обеспечивает реализацию множества процедур, определенных данным классом. Технологическая установка содержит множество свойств класса, а также любую комбинацию рассматриваемой информации. В таблице BXT_EquipElement имеется одна запись для каждого определения реализации оборудования. В таблице BXT_EquipElement имеется одна запись для каждого определения класса.

5.3.4 Сводный анализ таблицы информации об оборудовании

Таблицы, используемые для обмена информацией об оборудовании, сведены в таблицу 46.

5.3.5 Определения таблицы оборудования

Нижеследующий подраздел содержит подробную спецификацию таблиц информации об оборудовании.

5.3.5.1 Элемент оборудования

Таблица BXT_EquipElement содержит одну запись для каждой сущности оборудования (например, технологический цех, технологическая установка, блок оборудования, блок управления) (см. таблицу 47). Таблица BXT_EquipElement содержит определения сущностей и классов сущностей (например, «Реактор101», «Фильтр20», «Реактор», «Фильтр»). Таблица BXT_EquipInclude, определенная ниже, содержит отношения класса.

Таблица 47

Таблица BXT_EquipElement

5.3.5.2 Соединительные звенья элементов оборудования

Элемент оборудования может иметь спецификацию соединительных звеньев элементов оборудования (например, рассматриваемое оборудование может снабжать топливом другое оборудование). Указанные соединительные звенья обычно устанавливают порядок передачи, материала, принятый в технологическом цехе (технологической установке). Например, рецептура может устанавливать соединительные звенья МИКСЕРА и РЕАКТОРА. Таблица BXT_EquipLink описывает соединительные звенья элементов оборудования (см. таблицу 48).

Таблица 48

Таблица BXT_EquipLink

5.3.5.3 Элемент оборудования включает возможности

Элемент оборудования может включать в себя возможности одного или нескольких классов элементов оборудования. Например, может существовать элемент оборудования, представляющий собой целый класс реакторов с конкретным множеством процедурных элементов, в свою очередь представляющих производственные возможности имеющегося реактора. Особые технологические установки могут включать возможности целого класса реакторов, предоставлять дополнительные возможности (спецификации). Таблица BXT_EquipInclude представляет отношения между классом оборудования и реализацией оборудования (см. таблицу 49).

5.3.5.4 Свойства элементов оборудования

Свойства элементов оборудования определяют возможности, доступные для каждого элемента оборудования. Возможности обеспечиваются путем указания доступного оборудования в соответствии с требованиями рецептуры с помощью определения спецификации и задания значения спецификации.

Спецификации могут ассоциироваться с любым элементом оборудования в рамках иерархии оборудования. Спецификации должны применяться в соответствии с уровнем рассмотрения (например, на уровне технологического цеха, на уровне технологической установки, на уровне блока оборудования).

Таблица BXT_EquipProperty (см. таблицу 50) содержит одну запись для каждого свойства, присущего элементу оборудования (например, свойство «тип облицовки», свойство «стеклянная облицовка технологической установки», свойство «размер», свойство «50000 галлонов» и т.д.). Спецификации могут также включать элементы данных оборудования, присущие данному оборудованию (например, «температура пара» для теплового блока оборудования, «VesselPressure» (давление в сосуде) для технологической установки). Указанные элементы данных могут быть доступными для использования в рецептурных переходах и выражениях.

5.3.5.5 Интерфейс процедурного элемента оборудования

Таблица BXT_EquipInterface (см. таблицу 51) содержит одну запись для каждой процедуры элемента оборудования, определенной внутри элемента оборудования. Каждая запись таблицы BXT_EquipInterface дает отображение на определение интерфейса для ассоциированной процедуры элемента оборудования. Так как несколько таблиц BXT_EquipInterface (например, для фаз оборудования) могут иметь одно внешнее определение интерфейса, все они могут ссылаться на одно определение интерфейса типа BXT_EquipInterface. Данная структура допускает определение функционально эквивалентных интерфейсов BXT_EquipInterface рецептур с учетом класса оборудования.

Таблица 51

Таблица BXT_EquipInterface

5.3.5.6 Определение интерфейса процедурного элемента оборудования

Таблица BXT_EquipInterfaceDefinition (см. таблицу 52) содержит одну запись для каждого определенного интерфейса процедурного элемента оборудования. Таблица BXT_EquipInterfaceDefinition содержит определения входных и выходных параметров таблицы BXT_EquipInterface.

Таблица 52

Таблица BXT_EquipInterfaceDefinition

5.3.5.7 Параметры интерфейса процедурного элемента оборудования

Таблица BXT_EquipInterfaceParameter (см. таблицу 53) содержит одну запись для каждого элемента данных, требуемого, генерируемого или модифицируемого путем выполнения заданного процедурного элемента оборудования, определенного внутри некоторого элемента оборудования. Таблица BXT_EquipInterfaceParameter содержит определение типа и единиц измерения рассматриваемого элемента данных, а также необязательную ссылку на некоторое множество элементов перечисления.

Таблица 53

Таблица BXT_EquipInterfaceParameter

Таблица BXT_EquipInterfaceParameter также указывает, является ли значение входа масштабируемым. Она может задавать значение по умолчанию, используемое, если фактические значения параметров на процедурный элемент оборудования не поступают.

5.4 Обмен информацией календарного планирования

Календарные таблицы определяют один или несколько календарных планов производства партии изделий в данном технологическом цехе. Каждый календарный план производства партии изделий содержит дополнительную специальную информацию о производстве партии изделий, используемую вместе с информацией о технологической рецептуре для создания рецептуры управления. Каждый рассматриваемый календарный план производства партии изделий может задавать множество значений параметров, необходимых для разработки рецептуры, а также множество требований к оборудованию. Однако не вся информация, необходимая для выполнения рецептуры управления, должна отражаться в таблицах обмена календарной информацией. Дополнительная информация поступает от системы управления или от оператора.

Разработка мероприятий календарного плана может потребовать новой информации, дополнительно к той, что обеспечивается данной таблицей. Разработка календарного плана может потребовать использования других средств для получения новых данных (например, статус оборудования, запасы материала, коммунальные условия). Для обмена данной информацией требуются особые методы.

5.4.1 Обзор календарных таблиц

Таблицы обмена календарной информацией обеспечивают включение информации (по нескольким календарным планам производства партии изделий) в отдельное множество таблиц.

Таблицы обмена календарной информацией не указывают порядок создания информации или порядок ее использования. Инструменты, использующие указанную информацию, могут включать пакеты разработки календарного плана, пакеты автоматизации серийного производства, пакеты отображения операций, пакеты отслеживания порядка выполнения производственных операций. Инструменты импортирования и экспортирования определяют порядок корректного использования календарной информации в рассматриваемых таблицах.

На рисунке 19 приведены пять вспомогательных таблиц, с помощью которых формируется таблица обмена календарной информацией.

5.4.2 Сводный анализ календарных таблиц

Таблица 54

Таблицы обмена календарной информацией

5.4.3 Определения календарных таблиц

5.4.3.1 Календарная запись

Таблица BXT_ScheduleEntry (см. таблицу 55) содержит один элемент для каждого календарного мероприятия. Календарные записи могут представлять производство партии изделий и прочие технологические действия (например, рецептуру технологической установки). Если календарное мероприятие — это производство партии изделий, то таблица содержит идентификацию партии изделий, ассоциируемую с календарным планом производства данной партии (например, назначенной на конкретное время) в информационном поле ScheduleEntryID. Технологическая рецептура, ассоциируемая с календарным планом изготовления партии, идентифицируется в информационном поле RE_ID. Информационное поле ScheduleEntryString используется для уникальной идентификации календарных записей, если их фактический идентификатор ID не был назначен.

Таблица 55

Таблица BXT_ScheduleEntry

5.4.3.2 Требования к оборудованию в календарной записи

Таблица BXT_ScheduleEquip (см. таблицу 56) содержит один элемент для каждого требования к оборудованию в календарной записи. Соответствующая таблица BXT_ScheduleEquipProperty содержит определения конкретных свойств, которыми должно обладать используемое оборудование.

Таблица 56

Таблица BXT_ScheduleEquip

Типовым требованием для производства партии изделий является корректный выбор оборудования. Требования к оборудованию в календарной записи и свойства оборудования обычно соответствуют требованиям к оборудованию и свойствам оборудования в технологической рецептуре. Например, пакет разработки календарного плана может описывать конкретную технологическую установку, используемую на производстве. Таблица BXT_ScheduleEquip устанавливает идентичность оборудования для элемента RE. Таблица BXT_ScheduleProperty задает имя выбранной технологической установки.

5.4.3.3 Требование к свойствам оборудования в календарной записи

Таблица BXT_ScheduleProperty (см. таблицу 57) содержит один элемент для каждой спецификации требования к свойствам оборудования в календарной записи.

Так как отдельно взятое требование к оборудованию в данном календарном пункте может иметь несколько критериев свойств (например, тип конструкционного материала, объем материала), для формирования списка указанных требований используется отдельная таблица.

5.4.3.4 Календарный параметр

Таблица BXT_ScheduleParameter (см. таблицу 58) содержит один элемент для каждого параметра календарного пункта. Параметр календарного пункта — это обычно параметр технологической рецептуры. Данные параметры могут также содержать информацию для оператора или для прочих пользователей календарной информации.

Пределы пунктов календарных параметров могут быть определены так же, как ниже подпараметры определяют параметры рецептур.

Таблица 58

Таблица BXT_ScheduleParameter

5.5 Обмен производственной информацией

Обмен производственной информацией формирует особую структуру, обеспечивающую обмен всей информацией о серийном производстве.

Данную информацию могут использовать многие инструменты (например, автоматические системы серийного производства, лабораторные системы управления информацией, системы оформления отчета о производстве партии изделий, системы анализа производства партии изделий, системы разработки календарного плана, системы моделирования).

Структура таблиц обмена позволяет использовать эти таблицы для обмена данных по нескольким партиям изделий.

a) в рецептуре управления;

5.5.1 Информация о рецептуре управления

Информацией о рецептуре управления обмениваются с помощью таблиц MR. Идентификатор продукта ProductID — это представление идентификатора партии изделий.

Первоначально рецептура управления представляет собой копию технологической рецептуры. При этом таблицы MR могут содержать технологическую рецептуру производства. Таблица событий может содержать любые изменения рецептуры управления. Таблица MR может содержать модифицированную рецептуру управления. В обоих случаях информация об идентификаторе рецептуры RecipeID и версии элемента REVersion помогает идентифицировать конкретную технологическую рецептуру, использованную для создания рецептуры управления.

5.5.2 Информация об оборудовании

Оборудование, используемое для производства партии изделий, может самостоятельно обмениваться с помощью таблицы BXT_EquipElement (сущностей оборудования). Данная таблица содержит определения оборудования всего технологического цеха, используемого в производстве. Она может содержать только подмножество единиц оборудования, фактически используемых для производства конкретной партии изделий.

5.5.3 История производства партии изделий

История производства партии изделий содержится в двух таблицах: BXT_HistoryElement и BXT_HistoryLog.

Таблица BXT_HistoryElement регистрирует выполнение процедурного элемента рецептуры и/или эквивалентного процедурного элемента оборудования. Данная таблица содержит один элемент для каждой реализации выполнения элементов RE или EPE. На рисунке 20 показаны элементы истории производства партии изделий и отношения для предварительно определенных таблиц элементов оборудования. Таблица BXT_HistoryElement (см. таблицу 59) содержит записи, используемые для ссылок на ассоциированное оборудование и на процедурные элементы оборудования.

BXT_HistoryElement — таблица элементов истории производства; BXT_EquipElement — таблица элементов оборудования; BXT_HistoryLog — журнал исторических событий; BXT_EquipInterface — таблица интерфейсов оборудования

• информация, дублируемая несколькими записями, передается в таблицу BXT_HistoryElement. Это позволяет существенно сократить размер журнала BXT_HistoryLog;
• информация, описываемая в таблицах оборудования, отыскивается по ключевому значению. Записи таблицы BXT_HistoryElement: идентифицируют элементы оборудования на множестве ассоциированного оборудования, идентифицируют ассоциированные процедурные элементы оборудования;
• таблица BXT_HistoryLog включает ссылку на элементы оборудования и процедурные элементы оборудования (для упрощения порядка использования журнала BXT_HistoryLog) несмотря на то, что данная информация дублируется таблицей BXT_HistoryElement.

5.5.3.1 Элементы истории производства

Таблица BXT_HistoryElement содержит одну запись на каждый рецептурный элемент (см. таблицу 59).

Таблица BXT_HistoryElement

5.5.3.2 Журнал истории производства

Таблица BXT_HistoryLog (см. таблицу 60) содержит пять массивов информации о событиях, регистрируемых в журнале:

• время события;
• информация о производстве партии изделий и рецептуре, ассоциированной с данным событием;

Таблица 60

Таблица BXT_HistoryLog содержит информацию о регистрируемых производственных событиях. Информация о регистрируемых производственных событиях категоризируется с помощью элементов перечисления в информационных полях RecordSet и RecordSubSet для облегчения процесса обработки информации (например, для фильтрации и сортировки).

5.6 Применение таблиц обмена

В ключевых информационных полях множества таблиц может содержаться одна и та же информация. Многие информационные поля таблиц имеют одинаковые области применения (например, конкретные типы данных и диапазоны значений). ИСО/МЭК 9075 в части языка SQL не определяет возможные области применения. Таблица 61 содержит определения областей применения для выбранных атрибутов таблиц обмена.

6 Процедурные функциональные диаграммы

Данный раздел определяет метод графического представления технологических рецептур и рецептур управления. Порядок представления процедуры называют процедурной функциональной диаграммой (PFC). Данный раздел также устанавливает требования для представления формул, требования к оборудованию, требования к заголовкам и прочую информацию. Язык диаграммы PFC, в соответствии с настоящим стандартом, поддерживает рецептуры со сложными процедурами (например, параллельные шаги, процедуры выбора), которые могут изменяться от одного продукта к другому.

Процедурные функциональные диаграммы строятся на функциональных диаграммах в соответствии с МЭК 60848. В процедурных функциональных диаграммах предполагается, что шаги следуют за переходами, а переходы следуют за шагами в соответствии с МЭК 60848. Вместе с тем, имеется значительное отличие между указанным стандартом МЭК 60848 и настоящим стандартом. Оно обусловлено необходимостью удовлетворения требований процедурного управления в отличие от требований документации. При управлении серийным производством процедурные элементы оборудования содержат процедурную логику, устанавливающую порядок их завершения. Кроме того, многие фазы оборудования (при управлении производством партии изделий) сначала завершают работу, а затем отключаются. Использование PFC-диаграмм обеспечивает отделение процедурных элементов рецептуры от процедурных элементов оборудования. При этом предполагается, что если процедурный элемент оборудования запущен, то он выполняется независимо. Другим отличием, учтенным в процедурных функциональных диаграммах, является многоуровневая структура процедурных элементов рецептуры. Необходимо различать обозначения рецептурных фаз, обозначения рецептурных операций, обозначения рецептурных процедур технологической установки и обозначения рецептурной процедуры в целом.

6.1 Нотация процедурных функциональных диаграмм

Процедурные функциональные диаграммы содержат описание процедурной логики с помощью набора обозначений, взаимосвязанных направленными связями, определяющими порядок выполнения последовательности процедурных элементов. Выполнение процедурных элементов может происходить последовательно или параллельно. Выполнение их может зависеть от условной логики. Описанные действия включают планируемое выполнение процедур технологической установки, операций, фаз, а также оценки корректности переходов. Направления выполнения операций — «сверху-вниз» и «слева-направо». Процедурные функциональные диаграммы используются для описания процедурной логики на всех уровнях рецептуры: рецептурные процедуры, рецептурные процедуры технологической установки, рецептурные операции.

6.1.1 Обозначения

Процедурные функциональные диаграммы определяются множеством обозначений:

• точек начала и окончания процесса;

• синхронизации элементов;

Учитывается возможность глобального представления обозначений. При этом размеры и технические детали (например, толщина линий, шрифт) зависят от используемого приложения.

6.1.1.1 Элементы

Указанные обозначения используются для представления рецептурной фазы, рецептурной операции, рецептурной процедуры технологической установки, рецептурной процедуры. Графическая индикация внутри обозначения используется для идентификации обозначения, представляющего рецептурную фазу, рецептурную операцию, рецептурную процедуру технологической установки, рецептурную процедуру. Пример идентификации процедурного элемента приведен на рисунке 21.

Identifier — идентификатор; procedure — процедура; unit procedure — процедура технологической установки; operation — операция; phase — фаза

Рисунок 21 — Обозначения процедурных элементов рецептуры

В МЭК 61512-1 определены четыре уровня процедурной иерархии. Только эти четыре уровня рассматриваются в настоящем стандарте. Вместе с тем, возможны и дополнительные уровни, вводимые для различных целей. Тогда как настоящий стандарт рассматривает только четыре указанных уровня процедурных элементов, определенных в МЭК 61512-1, любые (определенные отдельно) дополнительные уровни могут быть идентифицированы как графически (в соответствии с установленными здесь общими принципами), так и текстовой строкой, размещаемой в верхнем левом углу прямоугольника блок-схемы.

Процедурные элементы, расположенные выше уровня фазы, могут представлять собой пакеты прочих процедурных элементов, расположенных на последующих нижних уровнях иерархии процедурного управления. Процедурные элементы, представляющие собой инкапсуляцию, в которых процедурные элементы рецептуры нижнего уровня не показаны, идентифицируются знаком «плюс» (+) в верхнем правом углу прямоугольника блок-схемы, представляющего рассматриваемый процедурный элемент (см. рисунок 22). Обозначения процедурных элементов, представляющие собой инкапсуляцию без вложений идентифицируются знаком «минус» (-) (см. рисунок 38). Обозначения процедурных элементов, ссылающихся на процедурные элементы оборудования, не имеют индикации.

Identifier — идентификатор; procedure — процедура; unit procedure — процедура технологической установки; operation — операция

Рисунок 22 — Процедурные элементы, включающие пакеты процедурных элементов рецептуры нижнего уровня

Если процедурный элемент представляет собой пакет подчиненных процедурных элементов, то для его определения может быть использована отдельная процедурная функциональная диаграмма нижнего уровня, задающая эти подчиненные процедурные элементы и ассоциированные упорядочивающие обозначения. Иконка, представляющая инкапсулирующий процедурный элемент рецептуры, также может быть расширена, чтобы обеспечить описание процедурной функциональной диаграммы нижнего уровня внутри границ данной инкапсулирующей иконки. Процесс расширения отдельных обозначений можно продолжать до попадания на подчиненный уровень. Процедуру оборудования можно также показать как расширение процедурного элемента рецептуры, который на данную процедуру ссылается.

6.1.1.2 Точки начала и окончания работ

Процедурные функциональные диаграммы имеют, по крайней мере, одну точку начала работ и, по крайней мере, одну точку окончания работ, в отличие от последовательной функциональной диаграммы, которая может быть непрерывно зациклена.

6.1.1.2.1 Начало работ

Для обозначения начала работ по каждой процедурной функциональной диаграмме (подчиненной процедурной функциональной диаграмме) используется, по крайней мере, одно обозначение начала работ (см. рисунок 23).

Рисунок 23 — Обозначение начала работ

6.1.1.2.2 Окончание работ

По крайней мере, одно обозначение (см. рисунок 24) используется для окончания работ по каждой процедурной функциональной диаграмме (подчиненной процедурной функциональной диаграмме).

Рисунок 24 — Обозначение окончания работ

6.1.1.3 Выделение ресурса

Некоторые ресурсы выделяются (для производства партии изделий) до того как необходимость в них возникает. Управление таймингом данного выделения может оказаться важным для рецептуры или для разработки календарного плана. Необходимо установить правила выделения ресурса и условия начала работ. Выделение (на блок-схеме) указывается овальной иконкой (см. рисунок 25). Оно представляет собой инкапсуляцию требований к выделению ресурса для реализации рецептурной сущности. Обозначение выделения — это процедурный элемент рецептуры, соответствующий уровню процедурной функциональной диаграммы. Он может быть использован на любом уровне процедурной иерархии.

Identifier — идентификатор

Рисунок 25 — Обозначение выделения ресурса

Обозначение выделения содержит данные и/или логику, определяющую: 1) что выделяется для производства партии изделий (например, конкретная технологическая установка, критерий выбора технологической установки, блока оборудования, материала, физического лица), 2) время выделения ресурса для производства партии изделий (например, через два часа после начала работ по другой процедуре технологической установки). Обозначение выделения ресурса может содержать логику, которой нужно следовать в процессе управления или исполнения процедурных элементов оборудования (не обязательно ассоциированных с имеющимся физическим оборудованием). Явный переход, следующий за обозначением выделения ресурса, может быть использован для описания условия начала работ для нижеследующей рецептурной сущности.

Обозначение выделения ресурса также может быть использовано для описания явного освобождения ресурса. В данном случае, соответствующая текстовая аннотация используется для указания освобождения ресурса.

6.1.1.4 Синхронизация элементов

Может оказаться необходимым указание наличия синхронизации рецептурных элементов (см. рисунок 26). Синхронизация (если она есть) описывается прямоугольником блок-схемы с расширением в сторону обозначения любого рецептурного элемента, используемого для синхронизации. Соответствующее обозначение синхронизации может использовать штриховые и прочие линии, отличающиеся от обозначения направленной связи, чтобы восприниматься без путаницы. Если синхронизация представляет собой передачу материала, то используется стрелка для указания планируемого направления движения материала. Если линий нет, то используется уникальный идентификатор, указывающий на конкретное взаимодействие с каждым рецептурным элементом, задействованным в синхронизации.

Add A — добавить компонент а; heat — нагрев; transfer to reactor — передача материала в реактор; transfer from pre-mix — передача после предварительного смешивания

Рисунок 26 — Пример синхронизации элементов

6.1.1.5 Переход рецептуры

Процедурные функциональные диаграммы описывают два типа перехода: неявный и явный переходы.

6.1.1.5.1 Неявный переход

Направленная связь, состоящая из отдельной линии, идущей между рецептурными сущностями (см. рисунок 27), указывает на переход, единственным условием которого является то, что сущности до перехода должны закончить свою работу. Для данного типа перехода дополнительных логических условий не требуется.

Identifier — идентификатор

Рисунок 27 — Неявный переход

6.1.1.5.2 Явный переход

Направленная связь обозначается отдельной линией, идущей между рецептурными сущностями. Для указания явного перехода рецептуры используются две короткие близко расположенные черты, идущие перпендикулярно линии связи (см. рисунок 28).

Identifier — идентификатор; When condition is TRUE, a request to terminate may be passed to the equipment phase — если условие равно TRUE, то на фазу оборудования может быть передан запрос на прекращение работы; equipment phase — фаза оборудования; Some condition — некоторое условие; transition to the next entity occurs after the equipment phase indicates its termination and the condition is TRUE — переход к следующей сущности имеет место, если произошло прекращение работы фазы оборудования и значение условия равно TRUE

Рисунок 28 — Явный переход

Данный переход определен выражением, равным либо TRUE, либо FALSE. Условие перехода начинает непрерывно оцениваться, как только непосредственно предшествующая сущность активируется.

Переход необходим для реализации двух функций:

a) прерывание выполнения ветви процедурной логики рецептуры;

b) запрос на прекращение работы всех непосредственно предшествующих переходу процедурных элементов (например, процедур технологической установки, операций, фаз).

Прекращение работы непосредственно предшествующих процедурных элементов может быть формулируемым условием. Вместе с тем, условный язык формулировки в настоящем стандарте не рассматривается.

Если условие перехода равно TRUE, то активные процедурные элементы, непосредственно предшествующие переходу, должны прекратить работу. Если непосредственно предшествующие процедурные элементы прекращают работу до того как условие перехода равно TRUE, то функция перехода продолжает оценивать значение логической функции до тех пор, пока оно равно TRUE.

Сущность, непосредственно следующая за переходом, активируется после реализации условия перехода, равного TRUE, после прекращения работы процедурного элемента, предшествующего переходу.

6.1.1.6 Базовые структуры

Данные структуры определяют планируемую последовательность выполнения рецептурных элементов. Простейший случай — это набор процедурных элементов рецептуры, активируемых один за другим. Более сложные структуры включают выбор указанной последовательности выполнения работ и рассмотрение параллельных последовательностей.

6.1.1.6.1 Начало выбора последовательности выполнения работ

Начало выбора последовательности иллюстрируется на рисунке 29. Каждая ветвь выбора последовательности начинается с перехода. Выбор одной из нескольких возможностей представлен совокупностью переходов (например, под горизонтальной линией) по числу возможностей. Ниже указанной линии выбирается только одна последовательность из нескольких возможных. Переходы оцениваются приоритетно слева направо. Последовательность, расположенная на блок-схеме ниже перехода, для которой условие перехода становится равным TRUE первым (при оценке с указанным приоритетом), становится искомой «выбранной» последовательностью.

Identifier — идентификатор

Рисунок 29 — Начало выбора последовательности

6.1.1.6.2 Окончание выбора последовательности

Окончание выбора последовательности указывает на возможность присоединения других последовательностей выполнения работ путем их выбора (см. рисунок 30).

Identifier — идентификатор

Рисунок 30 — Окончание выбора последовательности

6.1.1.6.3 Начало параллельных последовательностей

Начало параллельных последовательностей (см. рисунок 31) указывает начало независимых последовательностей выполнения рецептурных элементов. В начале процедуры выбора имеется одна последовательность выполнения работ для каждого пути. Все возможные последовательности выполнения начинаются от одной последовательности выполнения, определенной в рецептурной сущности. Начало и окончание последовательностей выполнения могут не сочетаться. Если нужен явный переход, то он выполняется над параллельными линиями.

Identifier — идентификатор

Рисунок 31 — Начало параллельной последовательности

6.1.1.6.4 Окончание параллельной последовательности

Окончание параллельных последовательностей указывает порядок сопряжения независимых последовательностей выполнения рецептурного элемента (см. рисунок 32). Переход, следующий непосредственно за параллельными линиями, оценивается только при условии, что все сущности, непосредственно предшествующие рассматриваемым параллельным линиям, либо активны, либо уже закончили работу.

Identifier — идентификатор

Рисунок 32 — Окончание параллельных последовательностей

6.1.1.6.5 Правила для корректных диаграмм

Корректные диаграммы должны отвечать согласованным правилам, установленным для последовательностей выполнения работ. Независимые параллельные последовательности выполнения работ объединяются. Окончание выбора последовательностей не может использоваться для объединения параллельных последовательностей выполнения работ. Рисунок 33 содержит пример корректного сегмента диаграммы с выбором последовательности и окончанием последовательности работ.

Identifier — идентификатор

Рисунок 33 — Диаграмма корректного выбора последовательности

Рисунок 34 содержит пример корректного сегмента диаграммы, указывающего начало работ и окончание параллельной последовательности.

Identifier — идентификатор

Рисунок 34 — Корректная диаграмма параллельной последовательности

Замыкание блок-схемы обеспечивает повторное выполнение сущностей, основанное на условиях перехода (см. рисунок 35). Замыкание допускает динамическое выполнение сущностей с учетом различных условий.

Identifier — идентификатор

Рисунок 35 — Замыкание с явными процедурными элементами рецептуры

Настоящий стандарт не может определить все корректные и некорректные процедурные функциональные диаграммы. Рассматриваемые PFC-диаграммы могут иметь недостижимые процедурные сущности или сущности с некорректными последовательностями выполнения работ (например, (см. рисунок 36) последовательность с «фазой 1» может никогда не закончиться, если выполняется последовательность с «фазой 5»).

Phase — фаза

Рисунок 36 — Некорректная процедурная функциональная диаграмма

6.1.2 Процедура технологической установки и ее инициализация

Отображение начала рецептурной процедуры приведено на рисунке 37. На каждом уровне, расположенном ниже уровня процедуры технологической установки, направленные соединительные звенья ясно указывают порядок активизации (инициализации) процедурных элементов рецептуры. Инициализация рецептурной процедуры ставится в соответствие требованиям разработки календарного плана. Следовательно, необходимо принимать во внимание правила начала работ, некоторые из которых основываются на календарном плане выполнения работ. Процедура технологической установки активируется после того, как переход (идущий после символа выделения ресурса) принимает значение TRUE.

Unit procedure — процедура технологической установки

Рисунок 37 — Отображение процедуры технологической установки и ее инициализации

6.1.2.1 Процедура, процедура технологической установки, завершение операции

Если в процедурной функциональной диаграмме достигнут символ окончания работ, то работа инкапсулирующего процедурного элемента завершается.

6.1.2.2 Отношения между процедурными сущностями

Рисунки 38 и 39 иллюстрируют два метода отображения относительного отношения (relative relationship) между процедурными элементами в процедурных функциональных диаграммах. Данное отношение может быть выполнено путем расположения процедурных элементов вертикально по отношению друг к другу. Вертикальный размер процедурного элемента также может изменяться для корректного отображения относительных отношений между указанными элементами. Горизонтальные штриховые линии обозначают синхронизацию, имеющую место между операциями внутри каждой процедуры технологической установки.

Unit procedure — процедура технологической установки; operation — операция

Рисунок 38 — Отношения между процедурными сущностями

Unit procedure — процедура технологической установки; operation — операция

Рисунок 39 — Отношения между процедурными сущностями — Альтернатива 1

Соответствующая система должна обеспечивать практическую реализацию, по крайней мере, одной из методик, описанных на рисунках 38 и 39.

Если процедурные элементы на двух различных уровнях (например, процедуры технологической установки и операции) представляются на рисунке данного типа, то прямоугольник блок-схемы, указывающий группировку процедурного элемента более высокого уровня (например, процедуры технологической установки), включает и процедурные элементы нижнего уровня (например, операции). Процедура технологической установки #1 (см. рисунок 38) иллюстрирует процедурный элемент высокого уровня, включающий PFC-диаграмму нижнего уровня.

6.1.3 Непроцедурная информация о технологической рецептуре

Прочая информация, являющаяся частью технологической рецептуры, поставлена в соответствие конкретному элементу (обозначению) процедуры технологической рецептуры. Настоящий стандарт не описывает порядок практической реализации соответствующего отношения (связи). В «бумажном» варианте, например, ссылка может быть выполнена аналогично сноске в конец страницы. Информация может расшифровываться параллельно с рассмотрением указанного процедурного элемента. В электронном варианте для реализации процедуры выбора можно использовать «всплывающие окна» и некоторые прочие (пока отсутствующие) механизмы. Вместе с тем, рассматриваемое отношение должно быть четко указано. Оно ставится в соответствие каждому рассматриваемому приложению.

6.1.3.1 Формула технологической рецептуры

Информация о формуле включает входные сигналы, параметры и выходные сигналы технологического процесса.

Информация о формуле должна быть представимой во всей своей целостности (например, должна ассоциироваться с рецептурной процедурой) как для отдельных частей (например, только входного сигнала технологического процесса, только для конкретной процедуры технологической установки), так и для сводного анализа формул нижнего уровня в соответствии с имеющимся контекстом и требованиями приложения. Формула должна ассоциироваться с процедурным элементом рецептуры в соответствии с указанием.

Например, количество продукта, изготавливаемого по рецептуре, может ассоциироваться с конкретной рецептурной процедурой, если количество материала, добавляемого в реактор, может ассоциироваться с конкретной технологической фазой. Использование формул позволяет просуммировать все параметры процедурных элементов рецептуры, идентифицируемые как входные сигналы технологического процесса. Таким образом, может быть сформирован список всех входных сигналов технологического процесса для всех рецептур, процедур технологической установки и операций.

6.1.3.2 Требования технологической рецептуры к оборудованию

Требования к оборудованию в части выполнения процедурных элементов рецептуры могут иметь свои особенности. Для их представления используется метод, позволяющий выделить требования к оборудованию, как ассоциированные индивидуально с каждым процедурным элементом, так и ассоциированные со всеми указанными элементами в совокупности.

6.1.3.3 Заголовок и прочая информация

Категория «информация заголовка и прочая информация» — это категория рецептурной информации, которая может быть поставлена в соответствие как рецептуре в целом (например, идентификатор рецептуры, ее организационно-правовой статус), так и конкретной рецептурной процедурной сущности (например, требования безопасности оборудования, информация о химических угрозах). Вся информация заголовка и прочая информация должна быть представима как в целом, так путем ассоциирования с процедурными сущностями, которым данная информация поставлена в соответствие.

6.2 Отображение рецептуры управления

Если для отображения рецептуры управления используются процедурные функциональные диаграммы, то следует использовать известные принципы, определенные для PFC-диаграмм, отображающих технологические рецептуры. В данном случае, отображение рецептуры управления может превратиться в активное отображение текущей информации в автоматизированных системах. Так как отношение между процедурными элементами рецептуры и процедурными элементами оборудования известно (в ходе выполнения рецептуры управления), то для указания статуса процедурного элемента могут быть использованы цвета и/или прочие обозначения.

6.3 Работа в исключительных ситуациях

Режим работы в исключительных ситуациях может быть включен в рецептуру (для обеспечения технологической безопасности) в дополнение к любой другой логике работы оборудования, используемой в реальных обстоятельствах. Указанные исключительные ситуации, связанные с производством особых продуктов, обычно ставятся в соответствие имеющемуся методу изготовления продукта и требуемому качеству продукта. Указанные ситуации не ставятся в соответствие конкретному оборудованию. Указанный режим работы «вставляется» в нормальную технологическую процедуру. Его трудно отличить от штатного режима работы. Особые режимы работы активируются только в исключительных ситуациях.

Область применения режима работы в исключительной ситуации (в рецептурной процедуре) обычно ограничивается процедурами технологической установки, так как технологические установки работают независимо. В некоторых случаях, особые команды, состояния и/или режимы распространяются на другие задействованные технологические установки (например, передача материала, его параллельная обработка с общими временными ограничениями). В некоторых обстоятельствах вся рецептура полностью может быть переведена в особое состояние и/или в особый режим работы.

Приложение A (обязательное)

МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ ДАННЫХ

A.1 Нотация языка UML

В таблице A.1 приведена нотация языка UML, используемая в настоящем стандарте.

Таблица A.1

Нотация языка UML

Обозначение	Определение
	Определяет класс объекта. Каждый объект имеет свой тип и свои атрибуты. Каждый объект уникально идентифицируется и нумеруется. Для указанных классов операции или методы здесь не описаны. Если перед атрибутом стоит символ '-', то данный атрибут не является обязательным при любом использовании данного класса
	Это ассоциация между элементами данного класса и элементами другого или этого же класса. Каждая ассоциация идентифицируется. Она может иметь некоторое ожидаемое количество (диапазон) членов подкласса. Число 'n' указывает, что значение не определено (например, 0, n означает, что могут существовать нуль и более членов рассматриваемого подкласса)
	Данное обозначение (стрелка указывает на суперкласс) указывает, что элемент рассматриваемого класса имеет особый тип суперкласса
	Обозначение зависимости (например, интенсивная взаимосвязь между пунктами) указывает, что элемент данного класса зависит от элементов другого класса
	Обозначение агрегации (например, указание на то, что данный элемент состоит из нескольких других элементов) указывает, что элемент данного класса составлен из элементов других классов
	Класс объектов, являющихся реализациями объектов другого класса

A.2 Определения

A.2.1 класс (class): Описание множества объектов, имеющих одинаковые атрибуты, поведение, отношения и семантику.

A.2.2 инкапсуляция (encapsulation): Методика, позволяющая отделить внешние аспекты объекта от его внутренних аспектов. Описывает подробности практической реализации объекта (другое название — «сокрытие информации»).

A.2.3 реализация; экземпляр (instance): Термин, используемый для ссылки на объект, принадлежащий некоторому классу. Сам термин не является классом или подклассом. Например, термин «реактор401» является реализацией класса «реактор».

A.2.4 модель (model): Формальное абстрактное представление системы. Модель обычно представляется как совокупность диаграмм и словаря данных.

A.2.5 объект (object): Сущность, состоящая из состояния и поведения. Состояние — это значения всех атрибутов в заданный момент времени. Атрибут — это единица информации, определяющая объект. Поведение объекта — это функциональность, содержащаяся в объекте. Она необходима для выполнения манипуляций с атрибутами.

A.2.6 подкласс (subclass): Это класс, представляющий собой частный случай более общего класса (например, «реактор со стеклянной облицовкой» — это подкласс класса «реакторов»).

A.2.7 универсальный язык моделирования; UML (unified modeling language (UML)): Язык, используемый для описания, визуализации, конструирования и документирования элементов программного обеспечения систем. Используется как для коммерческого моделирования, так и для систем без программного обеспечения.

A.3 Нотация диаграммы отношений сущностей, ERD

Таблица A.2 содержит нотацию ERD, используемую в настоящем стандарте.

Таблица A.2

Нотация ERD

Обозначение	Определение
	Определяет сущность
	Для каждого события A имеет место одно и только одно событие B. Ассоциация с B может быть обозначена № 1.
	Численно определенная ассоциация. В данном примере, для каждого события A может иметь место одно или несколько событий B. Другим примером является обозначение 0..N. Если числовая ассоциация отсутствует, то имеет место вариант 0..N
	Численно определенная ассоциация: от 0 до некоторого положительного значения. В данном примере, для каждого события A имеет место от 0 до 2 событий B
	Зацикленная ассоциация. Для каждого события A может иметь место нуль и более событий для сущностей того же типа. Ассоциация является необязательной, если событие для сущности A включает нуль и более событий для сущностей того же типа.
	Ассоциация между сущностями помечена для указания природы имеющегося отношения. Метка относится к ближайшей сущности. Ассоциация считывается следующим образом: каждое событие A содержит одно или несколько событий B

Приложение B (обязательное)

ЛИСТИНГ ОПРЕДЕЛЕНИЙ ЯЗЫКА СТРУКТУРИРОВАННЫХ ЗАПРОСОВ SQL

Данное приложение содержит примеры составления текстов программ для формирования таблиц (в соответствии с ИСО/МЭК 9075:1992), приведенных в разделе 5.