La trasformazione digitale (Industria 4.0) richiede una convergenza fluida tra i sistemi aziendali e quelli di controllo produttivo. Gli standard ISA-95 (ANSI/ISA-95) e ISA-88 (ANSI/ISA-88) forniscono il framework essenziale per modellare e implementare questa integrazione, supportando in particolare l'automazione orizzontale e verticale.

1. Il Contesto: L'Integrazione di Sistema

Nell'era della Qualità 4.0, la capacità di raccogliere dati in tempo reale, analizzarli e prendere decisioni operative immediate è cruciale. Questo impone la necessità di un linguaggio comune tra il livello gestionale (ERP/MES) e il livello di controllo (PLC/SCADA).

• Automazione Verticale: Riguarda l'integrazione delle informazioni lungo la gerarchia dei sistemi di produzione, dal livello 4 (Business Planning and Logistics) fino al livello 0 (Processo Fisico), come definito nel modello di riferimento Purdue.
• Automazione Orizzontale: Si riferisce all'integrazione dei flussi di lavoro attraverso diverse funzioni aziendali o diverse unità operative lungo la catena del valore (es. dalla pianificazione alla logistica, fino alla consegna).

2. Lo Standard ANSI/ISA-95: Il Framework per l'Integrazione Aziendale-Produzione

ISA-95 (Enterprise-Control System Integration) definisce un modello gerarchico funzionale e un modello di informazione per standardizzare lo scambio di dati tra i sistemi aziendali (livelli superiori) e i sistemi di controllo (livelli inferiori).

2.1 Il Modello Gerarchico ISA-95

ISA-95 utilizza e formalizza la piramide di automazione tradizionale, definendo cinque livelli funzionali:

• Livello 4 (Business Planning & Logistics): Sistemi ERP (Enterprise Resource Planning). Responsabile di pianificazione ordini, gestione risorse, contabilità.
• Livello 3 (Manufacturing Operations Management - MOM/MES): Gestione delle operazioni di produzione. Include MES (Manufacturing Execution Systems), gestione della produzione, della qualità, della manutenzione.
• Livello 2 (Supervisory Control): Sistemi SCADA, HMI. Controllo supervisione in tempo reale.
• Livello 1 (Basic Control): PLC, DCS. Controllo di loop e sequenze.
• Livello 0 (Processo Fisico): Sensori, attuatori.

2.2 Il Modello di Informazione ISA-95

ISA-95 specifica come devono essere strutturate le informazioni scambiate tra i livelli, concentrandosi su sei categorie principali di oggetti di produzione:

1. Prodotto/Lotto (Product/Batch Definition): Ricette, specifiche.
2. Risorse (Resources): Attrezzature, personale, materiali.
3. Produzione (Production Definition): Pianificazione degli ordini di produzione.
4. Dati di Produzione (Production Performance Information): Risultati, consumo, stato.
5. Dati di Qualità (Quality Information): Risultati dei test, non conformità.
6. Manutenzione (Maintenance Information): Stato delle apparecchiature.

L'adozione di ISA-95 facilita l'automazione verticale garantendo che un ordine di produzione definito al Livello 4 possa essere tradotto in modo univoco e non ambiguo in attività di controllo ai Livelli 1 e 0.