ПНСТ 647-2022 Умное производство. Системы автоматизации производства и их интеграция. Оценка конвергенции информатизации и индустриализации для промышленных предприятий. Часть 1. Структура и типовая модель

ПНСТ 647-2022

(ИСО 22549-1:2020)

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Умное производство. Системы автоматизации производства и их интеграция

ОЦЕНКА КОНВЕРГЕНЦИИ ИНФОРМАТИЗАЦИИ И ИНДУСТРИАЛИЗАЦИИ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Часть 1

Структура и типовая модель

Smart manufacturing. Industrial automation systems and integration. Assessment on convergence of informatization and industrialization for industrial enterprises. Part 1. Framework and reference model

ОКС 25.040.01

Срок действия с 2023-01-01

до 2026-01-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им.Н.Э.Баумана), Ассоциацией разработчиков и эксплуатантов передовых производственных технологий (Ассоциация "Технет") и Федеральным государственным бюджетным учреждением "Российский институт стандартизации" (ФГБУ "Институт стандартизации") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 194 "Кибер-физические системы"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 ноября 2022 г. N 113-пнст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 22549-1:2020* "Системы автоматизации и интеграция. Оценка конвергенции информатизации и индустриализации для промышленных предприятий. Часть 1. Структура и типовая модель" (ISO 22549-1:2020 "Automation systems and integration - Assessment on convergence of informatization and industrialization for industrial enterprises - Part 1: Framework and reference model", MOD) путем изменения отдельных фраз (слов, значений показателей, ссылок), которые выделены в тексте курсивом**. Внесение указанных технических отклонений направлено на учет потребностей национальной экономики Российской Федерации.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте, приведены в дополнительном приложении ДА.

Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой примененного в нем международного стандарта приведено в дополнительном приложении ДБ

5 Некоторые элементы настоящего стандарта могут быть объектами патентных прав. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии не несет ответственности за установление подлинности каких-либо или всех таких патентных прав

Правила применения настоящего стандарта и проведения его мониторинга установлены в ГОСТ Р 1.16-2011** (разделы 5 и 6).

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии собирает сведения о практическом применении настоящего стандарта. Данные сведения, а также замечания и предложения по содержанию стандарта можно направить не позднее чем за 4 мес до истечения срока его действия разработчику настоящего стандарта по адресу: 121205 Москва, Инновационный центр Сколково, ул.Нобеля, д.1, e-mail: [email protected] и/или в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии: 123112 Москва, Пресненская набережная, д.10, стр.2.

В случае отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты" и также будет размещена на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

Введение

Конвергенция информатизации и индустриализации (КИИ) представляет собой процесс интеграции информационных технологий в промышленное производство. Целью конвергенции является повышение производительности и эффективного распределения ресурсов вследствие перехода на цифровые технологии.

Повышение производительности включает:

- повышение интеграции производства и распределения ресурсов (внутренней и взаимной);

- повышение динамичности и устойчивости к внешним воздействиям производства и распределения ресурсов;

- оптимизация производства и распределения ресурсов.

Настоящий стандарт предоставляет требования и рекомендации для промышленных предприятий в отношении:

- оценки текущего положения КИИ;

- выявления слабых сторон КИИ;

- определения путей совершенствования КИИ.

Предполагаемыми пользователями настоящего стандарта являются:

- независимая третья сторона, например консалтинговая компания или государственные органы, проводящие оценку зрелости КИИ;

- отдел управления производством, отдел управления качеством, отдел управления запасами и другие отделы предприятия, которые проводят оценку своего или дочернего предприятия;

- предприятия, заинтересованные в переходе на цифровые технологии.

1 Область применения

Настоящий стандарт определяет основные принципы оценки конвергенции информатизации и индустриализации (КИИ) на промышленных предприятиях, включая:

- структуру оценки КИИ;

- типовую модель оценки КИИ;

- компоненты типовой модели оценки КИИ.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:

ГОСТ Р МЭК 62264-1-2014 Интеграция систем управления предприятием. Часть 1. Модели и терминология

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 индустриализация (industrialization): Процедура повышения производительности путем распределения последовательных задач между автоматическими или автоматизированными методами или персоналом.

3.2 информатизация (informatization): Процедура получения информации из данных в заданном контексте с использованием вычислительных и коммуникационных технологий.

3.3 конвергенция информатизации и индустриализации; КИИ (convergence of informatization and industrialization, CII): Интеграция информационных технологий в промышленное производство, способствующая повышению добавочной стоимости промышленной продукции и реструктуризации традиционного производства.

3.4 прикладная область (domain application): Применение информационных технологий в одной бизнес-деятельности, имеющей четко определенные и идентифицируемые границы ответственности и полномочий для подчиненных видов деятельности.

3.5

3.6

3.7

3.8 бизнес-деятельность (business activity): Упорядоченный набор функций предприятия на уровнях 3 и 4 функциональной иерархии по ГОСТ Р МЭК 62264-1.

3.9 комплексная интеграция (comprehensive integration): Процесс объединения функциональных приложений в рамках предприятия.

3.10 совместная интеграция (collaborative integration): Процесс объединения функциональных приложений между разными предприятиями.

3.11 типовая модель (reference model): Абстрактная структура или онтология предметной области из взаимосвязанного набора однозначно определенных понятий, созданных экспертом или группой экспертов для формирования четкого взаимопонимания.

Примечание - Типовая модель может представлять составные части любого представления, от бизнес-функций до компонентов системы, если оно представляет собой систему полного цикла. Типовая модель может быть использована для четкого взаимопонимания между членами одного и того же сообщества.

3.12

3.13

3.14 структура оценки (assessment framework): Схема получения показателя качества промышленного предприятия, введенного в эксплуатацию.

4 Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

EHS - охрана труда, окружающей среды и техника безопасности (environment, health and safety);

OPM - объектно-процессуальная методология (object-process methodology).

5 Оценка конвергенции информатизации и индустриализации

5.1 Общие положения

Объектами оценки КИИ являются производственная деятельность предприятия, бизнес-деятельность предприятия и инфраструктура предприятия. Производственная деятельность связана с управлением операционной деятельностью. Бизнес-деятельность предприятия связана с функциями на уровнях 3 и 4 функциональной иерархии. Инфраструктура предприятия связана с капиталовложениями, оборудованием и материально-техническими средствами и т.д.

Для оценки КИИ должны быть получены данные от уровней 2, 3 и 4. Дополнительная информация по уровням приведена в приложении В. Настоящий стандарт включает деятельность предприятия для поддержки предприятия, которая не связана напрямую с производством, не входит в функциональную иерархию по ГОСТ Р МЭК 62264-1 и не ограничена рамками уровня 4.

5.2 Система оценки предприятия

Архитектура системы оценки предприятия представлена на рисунке 1. На рисунке 1 отображена взаимосвязь процесса оценки предприятия с входными и выходными объектами, которые объединяются в степень КИИ.

Примечание - На рисунках настоящего стандарта использовано графическое представление OPM. См. приложение A.

Рисунок 1 - Система оценки КИИ предприятия

Группа оценки должна проводить оценку предприятия с использованием структуры оценки промышленного предприятия.

Группа оценки должна следовать цели оценки предприятия.

Цель оценки предприятия включает:

a) оценку текущего положения КИИ;

b) выявление слабых сторон КИИ;

c) определение путей совершенствования КИИ.

Степень КИИ должна быть оценена с точки зрения инфраструктуры, прикладной области, комплексной интеграции и совместной интеграции предприятия. Результатами процесса оценки предприятия являются уровень КИИ инфраструктуры, уровень КИИ прикладной области, уровень КИИ комплексной интеграции и уровень КИИ совместной интеграции, которые объединяются в степень КИИ.

5.3 Структура оценки промышленного предприятия

Структура оценки промышленного предприятия включает опросные листы, модель зрелости и типовую модель оценки. Типовая модель оценки поддерживает опросные листы и модель зрелости, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2 - Система оценки промышленного предприятия

6 Типовая модель оценки

Структура типовой модели оценки КИИ представлена на рисунке 3. Процесс оценки предприятия должен охватывать следующие аспекты:

- инфраструктуру;

- прикладную область;

- комплексную интеграцию;

- совместную интеграцию.

На рисунке 3 аспекты сгруппированы синей пунктирной линией, 24 компонента аспектов сгруппированы красной пунктирной линией.

Рисунок 3 - Типовая модель оценки (аспекты и компоненты аспектов)

Инфраструктура включает капиталовложения, организацию и планирование, оборудование и материально-технические средства, информационные ресурсы и информационную безопасность.

В оценке инфраструктуры должны быть учтены структура и состояние инфраструктуры, которая относится к КИИ.

Прикладная область включает проектирование продукта, проектирование процессов, управление производством, управление материалами, управление продажами, финансовое управление, управление безопасностью, управление проектами, управление техническим обслуживанием, управление персоналом, управление документами, управление качеством, управление EHS и управление энергопотреблением.

В оценке прикладной области должно быть учтено применение информационных технологий в отдельной бизнес-деятельности, имеющей четко определенные и идентифицируемые границы ответственности и полномочий для нижестоящих видов деятельности.

Комплексная интеграция включает интеграцию проектирования и производства продукции, интеграцию управления и контроля производства, интеграцию поставок и сбыта продукции, а также поддержку принятия операционных решений.

В оценке комплексной интеграции должен быть учтен процесс объединения функциональных приложений в рамках предприятия.

В оценке совместной интеграции должен быть учтен процесс объединения функциональных приложений между различными предприятиями.

7 Компоненты типовой модели оценки

7.1 Инфраструктура

7.1.1 Капиталовложения

В оценку КИИ должен быть включен анализ применения информационных технологий для капиталовложений, в том числе:

- инвестиций в строительство средств автоматизации и информатизации;

- инвестиций в эксплуатацию и технического обслуживания информационной системы;

- инвестиций в исследования и разработки.

7.1.2 Организация и планирование

В оценку КИИ должен быть включен анализ системы управления организации, квалификации персонала и полномочий определения стратегий в области автоматизации и информатизации.

7.1.3 Оборудование и материально-технические средства

В оценку КИИ должен быть включен анализ информационного оборудования и материально-технических средств, а также промышленного оборудования и материально-технических средств, связанных с информатизацией производства.

7.1.4 Информационные ресурсы

В оценку КИИ должен быть включен анализ применения информационных технологий для размещения информационных ресурсов, в том числе:

- сбора информационных ресурсов;

- стандартизации информационных ресурсов;

- накопления информационных ресурсов;

- интеграции информационных ресурсов;

- анализа информационных ресурсов;

- управления информационными ресурсами.

7.1.5 Защита информации

В оценку КИИ должен быть включен анализ применения информационных технологий для обеспечения защиты информации, в том числе:

- реализации механизмов защиты информации;

- защиты вычислительной машины и защищенности сети;

- защиты информационных ресурсов и готовности к чрезвычайным ситуациям;

- защищенности системы;

- управления защищенностью и построения механизма предотвращения нарушений требований безопасности.

7.2 Прикладная область

7.2.1 Проектирование изделия

В оценку КИИ должен быть включен анализ применения информационных технологий для проектирования продукции, в том числе:

- цифровой модели продукции;

- цифровых испытаний;

- комплексного проектирования и оптимизации;

- "умного" проектирования продукции.

7.2.2 Проектирование производственных процессов

В оценку КИИ должен быть включен анализ применения информационных технологий для проектирования и запуска производственных процессов, в том числе:

- разработки или планирования потока процессов;

- анализа динамического моделирования;

- оптимизации параметров и управления процессами, а также проектирования интегрированных процессов.

7.2.3 Управление производством

В оценку КИИ должен быть включен анализ применения информационных технологий для производственной деятельности, в том числе:

- планирования выпуска продукции и производственного календарного планирования;

- управления производством;

- планирования потребности в материалах;

- управления распределением;

- планирования и управления привлечением третьих лиц для выполнения работ.

7.2.4 Управление материалами

В оценку КИИ должен быть включен анализ применения информационных технологий для управления материалами, в том числе:

- управления закупками;

- входящей логистики;

- организации работы с поставщиками и закупок в электронной коммерции.

7.2.5 Управление продажами

В оценку КИИ должен быть включен анализ применения информационных технологий для управления продажами, в том числе:

- организации работы с продажами;

- инвентаризации готовой продукции;

- логистического товародвижения;

- послепродажного обслуживания, организации работы с поставщиками и продаж в электронной коммерции.

7.2.6 Финансовое управление

В оценку КИИ должен быть включен анализ применения информационных технологий для финансового управления, в том числе:

- управления системой учета;

- контроля и регулирования капитала;

- бухгалтерской отчетности и бухгалтерского анализа;

- управления стоимостью и финансовым бюджетом.

7.2.7 Управление безопасностью

В оценку КИИ должен быть включен анализ применения информационных технологий для управления безопасностью, в том числе:

- проектирования информационных технологий и управления безопасностью;

- аварийного реагирования для раннего предупреждения об основных источниках угроз;

- прогнозирования новых угроз.

7.2.8 Управление проектами

В оценку КИИ должен быть включен анализ применения информационных технологий для управления проектами, в том числе:

- исследования и производства изделий и инженерных конструкций в конкретной сфере деятельности;

- информатизированного управления планированием и утверждением проекта;

- информатизированного управления проектированием, планированием и составлением бюджета проекта;

- информатизированного управления реализацией проекта.

7.2.9 Управление техническим обслуживанием

В оценку КИИ должен быть включен анализ применения информационных технологий для управления техническим обслуживанием, в том числе информатизированного управления техническим обслуживанием оборудования.

7.2.10 Управление персоналом

В оценку КИИ должен быть включен анализ применения информационных технологий для управления персоналом, в том числе:

- управления планированием и набором персонала;

- обучения и повышения квалификации персонала;

- единовременных выплат;

- компенсационных выплат;

- достижений;

- отношения сотрудников.

7.2.11 Управление документацией

В оценку КИИ должен быть включен анализ применения информационных технологий для документооборота оцениваемого предприятия.

7.2.12 Управление качеством

В оценку КИИ должен быть включен анализ применения информационных технологий для управления качеством для обеспечения надлежащего качества продукции.

7.2.13 Управление охраной труда, окружающей среды и техникой безопасности (EHS)

В оценку КИИ должен быть включен анализ применения информационных технологий для обеспечения благоприятной для здоровья, безопасной и экологически безопасной производственной среды.

7.2.14 Управление энергоснабжением

В оценку КИИ должен быть включен анализ применения информационных технологий для обеспечения низкого потребления энергии.

7.3 Комплексная интеграция

7.3.1 Интеграция проектирования и производства продукции

В оценку КИИ должен быть включен анализ двунаправленного информационного потока между процессами исследования/проектирования продукции и производства продукции, например, для определения данных, обмена данными и управления спецификациями продукта.

7.3.2 Интеграция управления и контроля производства

В оценку КИИ должен быть включен анализ интеграции между процессами управлением операционной деятельностью, производственным исполнением и контролем производственными процессами на предприятии.

7.3.3 Интеграция поставок и сбыта продукции

В оценку КИИ должен быть включен анализ интеграции поставок и сбыта продукции, в том числе производства на заказ, оптимизации организации производства и динамического планирования, интегрированной цепи поставок и прослеживаемости всей последовательности производственных процессов для обеспечения качества продукции.

7.3.4 Поддержка принятия операционных решений

В оценку КИИ должен быть включен анализ аналитики бизнес-информации, извлечения и накопления знаний, бизнес-решений предприятий, повышения доверия к предприятию, а также контроля и управления рисками.

7.4 Совместная интеграция

В оценку КИИ должен быть включен анализ процесса объединения функциональных приложений между различными предприятиями.

Приложение A

(справочное)

Нотации объектно-процессуальной методологии

В настоящем стандарте для описания структуры оценки промышленного предприятия используется объектно-процессуальная методология (OPM). OPM представляет собой компактный концептуальный подход, язык и методологию моделирования и представления знаний в системах автоматизации и их взаимодействия. OPM является формальной, но интуитивно понятной основой для системной архитектуры, процессов проектирования, разработки, поддержки жизненного цикла, информационного обмена и дальнейшего совершенствования систем. Нотации OPM позволяют поддерживать концептуальное моделирование систем. Целостный подход ОРМ позволяет описывать функциональные, структурные и поведенческие аспекты системы. Нотации OPM, используемые в настоящем стандарте, представлены в таблице А.1.

Таблица A.1 - Нотации OPM, используемые в настоящем стандарте

Символ	Наименование	Определение
	Информационный объект	Объект - это сущность, которая после создания будет существовать (или может существовать) физически или информационно. Связи между объектами должны составлять структуру объекта моделируемой системы, т.е. статический, структурный аспект системы
	Физический объект	Физический объект - это сущность, которая после создания будет существовать (или может существовать) физически. Связи между объектами должны составлять структуру объекта моделируемой системы, т.е. статический, структурный аспект системы
	Процесс	Процесс - это сущность, которая выражает поведенческий, динамический аспект системы: как процессы преобразуют объекты в системе, и как система функционирует для получения результата. Процессы дополняют объекты, создавая динамический, поведенческий аспект системы
	Отношение агрегации "часть - целое"	Фундаментальная структурная связь "часть - целое" - это исходная сущность, которая объединяет несколько других участников, целевые сущности, в значимое целое
	Однонаправленная тегированная структурная связь	Однонаправленная тегированная структурная связь должна обладать заданной пользователем семантикой относительно характера взаимоотношений между двумя сущностями. Содержательный тег в виде текстовой фразы должен выражать характер структурных взаимоотношений между связующими объектами или связующими процессами
	Агентская связь	Агент - это человек или группа людей, способных вызывать процесс, с которым он связан, однако не способных преобразовываться этим процессом
	Инструментальная связь	Инструмент - это неодушевленный объект, способный вызывать процесс, с которым он связан, однако не способный преобразовываться этим процессом
	Результирующая связь	Результирующая связь должна быть преобразующей связью, определяющей, что связанный процесс создает (формирует, производит) связанный объект, который является результирующим объектом
	Потребительская связь	Потребительская связь должна быть преобразующей связью, определяющей, что связанный процесс потребляет (разрушает, уничтожает) связанный объект

Приложение B

(справочное)

Функциональная иерархия в соответствии с ГОСТ Р МЭК 62264-1

Функциональная иерархия производственных систем, используемая в настоящем стандарте, определена в ГОСТ Р МЭК 62264-1 и представлена на рисунке B.1.

Рисунок B.1 - Функциональная иерархия (ГОСТ Р МЭК 62264-1-2014, рисунок 3)

a) Уровень 0 определен для реальных физических процессов.

b) Уровень 1 определен для тех видов деятельности, которые связаны с измерением и воздействием на физические процессы и охватывают временные интервалы длительностью не более чем несколько секунд.

c) Уровень 2 определен для тех видов деятельности, которые связаны с непрерывным контролем и управлением физическими процессами и охватывают временные интервалы длительностью в несколько часов, минут, секунд и долей секунд.

d) Уровень 3 определен для тех видов деятельности, которые связаны рабочим потоком при производстве требуемой продукции, включая работы по ведению учета/координации процессов, и охватывают временные интервалы длительностью в несколько дней, смен, часов, минут и секунд.

e) Уровень 4 определен для тех видов деятельности, которые связаны с бизнесом и необходимы для управления производством. Связанные с производством виды деятельности включают в себя утверждение основного плана работы предприятия (например, использование материалов, доставки и перевозок), определение уровня материальных запасов и получение гарантий того, что материалы для производства будут поставлены вовремя и в нужное место. Информация, получаемая на уровне 3, имеет решающее значение для работ, проводимых на уровне 4. Уровень 4, как правило, охватывает временные интервалы длительностью в несколько месяцев, недель и дней.

Приложение ДА

(справочное)

Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте

Таблица ДА.1

Приложение ДБ

(справочное)

Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой примененного в нем международного стандарта

Таблица ДБ.1