从更可追溯的药品到更好批次的聚四氟龙，再到配方管理的就地清洁系统，ISA-88批次控制标准似乎是一份不断给予的礼物。它为设计和操作控制系统提供了清晰的定义、模型和方法，超越了简单的批处理应用，实现了所有类型的灵活制造。该标准在其五个部分中的第一部分——“模型和术语”——于1995年获得批准后，多年来一直在发挥作用。
ANSI/ISA-88标准(也称为IEC 61512-3或S88，简称)为批量控制提供了通用模型，消除了交流需求和集成来自不同供应商的系统的困难。因此，它促进了其他行业新“基于食谱”系统的开发。
“S88适用于所有类型的柔性制造操作，包括批量生产。它的关键概念是将产品信息(配方)与设备能力分离，它适用于任何级别的自动化和任何类型的自动化设备。BR&L咨询(www.brlconsulting.com)。
S88通用和现场配方只描述处理要求，而不是具体的目标设备或控制器硬件。然而，S88模型确实描述了构造控制和控制逻辑以实现所需灵活性的推荐实践，Brandl说。
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Brandl是ISA SP88批处理系统控制标准的前主席，ISA SP95企业/控制系统集成委员会的成员，也是国际电工委员会(IEC)批处理控制方面的美国专家。他说，S88在推出时代表了一个“重大转变”，它的下一个创新将来自于与ISA-95的集成，使配方定义能够在整个企业之间交换。但是系统集成商和他们的最终用户公司今天正受益于基于该标准构建的系统。
杜邦改进了聚四氟乙烯的生产
三年前，管理层在杜邦公司(www.dupont.com)决定该公司位于西弗吉尼亚州伍德县的华盛顿工厂特氟龙生产业务。该公司需要提高生产率，降低运营成本。华盛顿工厂每年生产超过7亿磅的聚合物和热塑性塑料产品，但其已有25年历史的传统批处理系统正在经历寿命结束的问题，以及昂贵的维护备件可用性问题。它也不符合公司标准。因此管理层试图迁移到现代控制系统，其中包括与S88指南一致的批处理系统。
杜邦公司华盛顿工厂的高级过程控制工程师戴维·尼尔迈耶说，杜邦公司决定用新技术取代工厂过时的控制系统霍尼韦尔的(www.honeywellprocess.com)Experion Process Knowledge System (PKS) R400版本，运行Experion Batch Manager应用程序。
Experion PKS产品经理Chris Morse表示:“由于该解决方案基于S88原理和层次结构，它提供了杜邦批处理流程所要求的冗余特性，允许工厂人员从流程级别开始使用多个批处理单元执行批处理。”
华盛顿工厂的遗留系统不是S88结构的，它的软件运行在非冗余服务器上，这些服务器很容易停机，因此有可能不得不废弃一批。现代基于s88的系统的模块化允许配方逻辑在用户认为合适的任何硬件平台上运行，从小型控制器到大型分布式服务器体系结构。
Morse表示，Experion批处理管理器能够在Experion C300控制器中执行S88模型的所有四个级别。硬件冗余增加了平台的可用性，他说，“由于批处理在控制器环境中执行，序列执行周期时间可配置为50毫秒。”
Morse补充说，当你有一个分裂的体系结构(一些代码运行在控制器上，一些运行在服务器系统上)，控制器和服务器之间的握手会引入死时间。“如果将该功能引入控制器，可以显著缩短批处理的周期。你可以从平台上多获得2- 3%的收益。”这种软件执行的灵活性——无需重写代码——正是S88所能实现的。此外，该项目还开发了先进的模拟解决方案，帮助杜邦的操作人员快速掌握新系统的运行速度。
莫尔斯说:“操作员的思维方式和传统系统的操作方式与现代系统截然不同。”“中国的一家姊妹工厂已经完成了类似的控制系统项目，从中吸取的经验教训提供了有价值的见解。由于遗留系统不是基于S88的，因此在新显示器和新工具方面有一定程度的培训，但(S88)结构使所有细微差别都更容易理解。”
新的工厂自动化和批量管理功能已经提高了杜邦的正常运行时间和产量，并有望缩短周期时间。此外，工厂缩短了批次之间的时间间隔，从长远来看，这应该会提高生产率，Morse说。工程仍在进行中，计划在2011-2014年分四个阶段完成。
像杜邦这样的大型跨国公司通常会指定ISA-88兼容性，因为他们希望确保所有工厂都能灵活地更换产品和配方，并快速启动新业务。但是任何从主要供应商购买软件的人都可以从S88中受益。
百特提高可追溯性
ISA-88标准促使自动化软件供应商在基于pc的系统和人机界面(hmi)刚刚引入的时候，将结构化和分层模型应用到他们的系统中。“行业PC技术的兴起使得更多的图形化建模工具成为可能，比如配方流程的结构化流程图和图形化配置方法，”公司的产品营销经理迈克尔•施瓦茨(Michael Schwartz)表示英维思集团Wonderware(www.wonderware.com)InBatch软件。“如果今天有任何终端用户会接受一个没有实施ISA-88标准的批处理管理系统，我会感到惊讶。”
使用标准软件和定义的接口来控制系统，并在不同阶段执行配方，都有助于“在受监管的行业中降低合格和验证批处理管理系统的成本和努力，”Schwartz说。他说:“这是透明的、结构化的ISA-88配方描述的间接影响，以及配方执行控制系统中的匹配结构。”
Schwartz提到了百特公司的一条新的营养品生产线的实施情况。这条新生产线由六道工序组成，分别用于各种营养品的制备和静脉输液储存袋的灌装，必须将现有的生产能力提高一倍，同时显著减少生产时间，整合每个设施子系统以创建一个完全自动化的流程，并协助百特达到FDA 21 CFR第11部分的要求。
为了实现这些目标，百特使用了各种Wonderware软件从英维思运营管理(www.iom.invensys.com),包括用于批量执行和谱系报告的Wonderware InBatch;用于过程可视化的Wonderware InTouch HMI;以及Wonderware系统平台，支持所有SCADA、监控HMI和MES应用。这些英维思系统采用ISA-88模型和方法，信息在公司的系统架构ArchestrA中同步，该系统架构本身基于分布式、基于对象的设计。
专门从事制药和生物技术行业的系统集成商BiiON与英维思和百特合作，确保新生产线以及Wonderware history和esignsignature管理应用程序的成功实施，用于确保百特符合FDA 21 CFR第11部分的规定。“通过建立自动化框架，Wonderware软件解决方案使我们的项目团队能够专注于生产力目标，”BiiON首席执行官Serge Bassem说。
在百特，一个安全的web服务器托管用户界面应用程序的配方管理和可配置参数，以及图形，审计跟踪和报告生成系统。它还集中保存了一组与s88兼容的自定义对象，这些对象可以在未来的项目中重用。Bassem说，BiiON工程师为阀门、传感器、称重设备和变速驱动器等功能创造了大约35个可重复使用的通用对象。
每个功能对象都与PLC和SCADA软件代码相关联。这些函数对象链接到系统中的进程，因此对泛型函数对象所做的任何更改都可以立即复制，并能够链接到系统中的所有实例。工程师保持对他想要在相关对象的全部或部分实例上部署修改的控制，”Bassem解释道。这允许工程人员在进行全局部署之前验证所实现的修改。
“Wonderware系统平台使我们能够模拟设备行为，封装高级功能，使百特能够管理生产线上的所有系统交互。这使我们能够查看设备的运行情况，以确保所有功能顺利协同工作。”Bassem补充道。
Bassem表示，该软件的可扩展性特性也是“百特做出决定的一个非常重要的因素，因为自动化系统将随着时间的推移而不断发展。”
材料的转移不是S88模型的一部分，但Schwartz说Wonderware批处理系统“附带了一个扩展的符合ISA-88的配方模型，它添加了连接到设备模型，使转移阶段成为配方的一部分，除了ISA-88工艺设备和工艺阶段。扩展简化了配方建模，并为共享设备上的并发批处理执行提供了更有效的设备仲裁。结合材料和库存模型，这可以实现自动完整的材料追溯和产品谱系。”
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这种贯穿整个企业的材料可追溯性也是世界批处理论坛所做工作的目标台面国际(www.mesa.org),以及其他正在扩展和结合ISA-88和ISA-95标准中体现的结构化开发方法的人员。
与此同时，全球工艺技术顾问约翰·帕拉加说罗克韦尔自动化的(www.rockwellautomation.com)批处理业务，”S88的程序方面可能从质量部门、工程方面和操作员的角度捕捉最佳实践。这是一个总结，是每个人程序需求的浓汤。《S88》真正抓住了这个程序生态系统中所有不同参与者的最佳实践。”
