Национальный стандарт РФ ГОСТ Р ИСО 20140-5-2019 "Системы промышленной автоматизации и интеграция. Оценка энергетической эффективности и прочих факторов производственных систем, воздействующих на окружающую среду. Часть 5. Данные оценки экологической эффективности" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 сентября 2019 г. N 671-ст)

Национальный стандарт РФ ГОСТ Р ИСО 20140-5-2019
"Системы промышленной автоматизации и интеграция. Оценка энергетической эффективности и прочих факторов производственных систем, воздействующих на окружающую среду. Часть 5. Данные оценки экологической эффективности"
(утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 сентября 2019 г. N 671-ст)

Automation systems and integration. Evaluating energy efficiency and other factors of manufacturing systems that influence the environment. Part 5. Environmental performance evaluation data

ОКС 25.040.01

Дата введения - 1 января 2020 г.
Введен впервые

Предисловие

1 Подготовлен Обществом с ограниченной ответственностью "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 20 "Экологический менеджмент и экономика" совместно с ТК 100 "Стратегический и инновационный менеджмент"

3 Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 сентября 2019 г. N 671-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 20140-5:2017 "Системы промышленной автоматизации и интеграция. Оценка энергетической эффективности и прочих факторов производственных систем, воздействующих на окружающую среду. Часть 5. Данные оценки экологической эффективности" (ISO 20140-5:2017 "Automation systems and integration - Evaluating energy efficiency and other factors of manufacturing systems that influence the environment - Part 5: Environmental performance evaluation data", IDT).

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

5 Введен впервые

6 Некоторые положения международного стандарта, указанного в пункте 4, могут являться объектом патентных прав. Международная организация по стандартизации (ИСО) не несет ответственности за идентификацию подобных патентных прав

Введение

ИСО 20140 определяет методы оценки экологической эффективности (ЕРЕ-методы) в части энергетической эффективности производственных систем и прочих факторов, например энергопотребления, утилизации и сброса отходов и т.д., что может оказывать серьезное воздействие на окружающую среду. Рассматриваемый метод оценки позволяет подсчитать затраты энергии производственной системы и степень ее воздействия на окружающую среду. ИСО 20140 устанавливает систематическую оценку экологической эффективности путем анализа производственных возможностей производственных систем.

ИСО 20140 предназначен для производственных систем с дискретным производством (например, формование, механическая обработка, покраска, сборка, испытания) и производственных процессов, используемых при производстве самолетов, автомобилей, электрических приборов, механических инструментов и их компонентов и прочей аналогичной продукции.

Рассматриваемая область применения настоящего стандарта - производственная система, имеющая иерархическую структуру, созданная на базе характерного производственного оборудования, то есть рабочей единицы, рабочего центра, рабочей области или промышленного предприятия. ИСО 20140 определяет метод оценки экологической эффективности, учитывающий различные конфигурации производственных систем, усовершенствования системы управления производством и отдельные операции производственного оборудования.

Приведенный ЕРЕ-метод оценки и базовая концепция ИСО 20140 также могут быть использованы в качестве основы для оценки экологической эффективности при непрерывном и серийном производстве.

ИСО 20140 может быть использован:

- для сравнительного анализа (бенчмаркинга) экологической эффективности базовых производственных систем или различных производственных систем, выпускающих одинаковую продукцию;

- альтернативного изучения аспектов экологической эффективности для совершенствования существующего производственного процесса, реконфигурирования (реконструкции) существующей производственной системы/оборудования и разработки новых производственных систем;

- задания целей высокого уровня для совершенствования условий окружающей среды и предотвращения аварий систем, рабочих единиц и характерного производственного оборудования;

- улучшения производственных операций путем визуализации фактического статуса воздействия на окружающую среду.

Пользователями настоящего стандарта являются:

a) менеджеры, ответственные за состояние окружающей среды на промышленных объектах, в регионах, на предприятиях;

b) инженеры по планированию процесса производства продукции;

c) планировщики и разработчики производственных систем;

d) инженеры и руководители производственных систем.

В ИСО 20140-1 содержатся общий обзор и общие принципы метода оценки экологической эффективности производственных систем.

1 Область применения

В настоящем стандарте определены типы ЕРЕ-данных и их атрибуты, используемые для оценки экологической эффективности производственных систем и основанные на общих принципах, установленных в ИСО 20140-1. Кроме того, в нем содержатся рекомендации по отображению (мэппингу) данных по оценке экологической эффективности на информационные модели производственных систем, определенные в комплексе стандартов МЭК 62264.

Настоящий стандарт может применяться к процессам дискретного, непрерывного и серийного производства.

Настоящий стандарт может применяться на всех типах производственных предприятий и их частях (производственное оборудование, сконфигурированное на основе рабочей единицы, рабочего центра, рабочей области или промышленного предприятия).

Настоящий стандарт не распространяется:

- на оценку жизненного цикла продукции;

- результаты ЕРЕ-оценок, которые специфичны для той или иной отрасли промышленности, производителя или оборудования;

- аспекты сбора данных;

- аспекты передачи данных.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:

ISO 20140-1:2013, Automation systems and integration - Evaluating energy efficiency and other factors of manufacturing systems that influence the environment - Part 1: Overview and general principles (Системы промышленной автоматизации и интеграция. Оценка энергетической эффективности и прочих факторов производственных систем, воздействующих на окружающую среду. Часть 1. Обзор и общие принципы)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 фактические данные (actual data): Данные, полученные расчетным путем или измеренные в производственной системе в процессе производства продукции.

Примечание 1 - Термин "фактические данные" включает в себя архивные фактические данные, но не содержат запланированные данные.

Примечание 2 - Термин "фактические данные" в большей мере относится к структурам данных, которые содержат измеренные значения.

3.2 данные (data): Совокупность измеренных или полученных значений характеристик для объектов, таких как факты, процессы или события, прежде чем они будут интерпретироваться как информация (см. 3.5) в формализованном виде, пригодном для интерпретации, обработки и передачи.

Примечание - Для упрощения применения в настоящем стандарте термин "данные" будет использоваться (если не оговорено иное) в значении "данные для ЕРЕ-оценок" или "ЕРЕ-данные".

3.3 домен предприятия (enterprise domain): Область, которая содержит все работы на уровне 4, а также информацию, которая поступает на уровень 3 и передается с него.

[МЭК 62264-1:2013, статья 3.1.11]

3.4 внешние данные (external data): ЕРЕ-данные, поступающие в производственную систему извне.

Примечание - Внешние данные включают в себя (но не ограничиваются) Предшествующие данные и данные характеристик окружающей среды (ECD).

3.5 информация (information): Сочетание данных (см. 3.2), относящихся к объектам, таких как факты, процессы или события, в форме, которая позволяет интерпретировать их в конкретном смысле и в определенном контексте.

Примечание 1 - Как данные (см. 3.2), так и информация являются совокупностью элементов. В контексте настоящего стандарта данные становятся информацией в тех случаях, когда структура данных, модель или объект содержат справочные (эталонные) элементы (см. раздел 4 и 3.17).

Примечание 2 - Для упрощения применения в настоящем стандарте термин "информация" будет использоваться (если не оговорено иное) в значении "информация для оценки экологической эффективности".

3.6 данные оценки экологической эффективности; ЕРЕ-данные (environmental performance evaluation data, ЕРЕ data): Данные, которые используют для оценки экологической эффективности предприятия.

3.7 ключевой показатель эффективности (key performance indicator; KPI): Показатель эффективности конкретной системы или ее части, выраженный в терминах целей и задач предприятия.

Примечание - KPI-показатели выбираются организацией на основе конкретных критериев, которые определяются поставленными задачами, планом работ и процедурами непрерывного совершенствования производства.

3.8 уровень 0 (Level 0): Функции, связанные с реальным физическим процессом.

Примечание - Данный термин используют в контексте функциональной иерархии в системах управления предприятием.

[МЭК 62264-1:2013, статья 3.1.19]

3.9 уровень 1 (Level 1): Функции, связанные с измерением и воздействием на физический процесс.

Примечание - Данный термин используют в контексте функциональной иерархии в системах управления предприятием.

3.10 уровень 2 (Level 2): Функции, связанные с непрерывным контролем и управлением физическим процессом.

Примечание - Данный термин используют в контексте функциональной иерархии в системах управления предприятием.

3.11 уровень 3 (Level 3): Функции, входящие в управление рабочими потоками для получения требуемой конечной продукции.

Примечание - Данный термин используют в контексте функциональной иерархии в системах управления предприятием.

3.12 уровень 4 (Level 4): Функции, входящие в работы, связанные с деловой активностью и необходимые для управления промышленной организацией.

Примечание - Данный термин используют в контексте функциональной иерархии в системах управления предприятием.

3.13 домен производственных процессов и управления; МО&С-домен (manufacturing operations and control domain; MO&C domain): Домен, который включает в себя все виды деятельности и информацию, поступающую на уровни 3, 2 и 1, а также информацию, которая поступает на уровень 4 и передается с уровня 4.

Примечание - Традиционное использование термина "домен управления" (control domain) связано с деятельностью, определенной в настоящем стандарте как "домен производственных операций и управления".

3.14 домен управления производственными процессами; МОМ-домен (manufacturing operations management domain; MOM domain): Домен, который включает в себя все виды деятельности на уровне 2 и информацию, поступающую на уровни 1, 2 и получаемую с этих уровней.

Примечание 1 - Домен управления производственными процессами (МОМ-домен) является поддоменом домена производственных процессов и управления (МО&С-домена).

Примечание 2 - Информация в данном определении также означает данные (в контексте настоящего стандарта).

3.15 производственный процесс (manufacturing process): Набор процессов, используемых для изготовления продуктов и включающих предоставление и/или обработку материалов, информации, энергии, системы управления и любых других элементов, находящихся на производственной площадке.

[ИСО 18435-1:2009, пункт 3.16]

3.16 производственная система (manufacturing system): Система, координируемая особой информационной моделью, обеспечивающей поддержку выполнения технологических процессов и управление этими процессами, с использованием потока информации, материалов и энергии на предприятии-изготовителе.

[ИСО 16100-1:2009, пункт 3.19]

3.17 справочные данные (reference data): Данные, относящиеся к различным аспектам работы производственной системы (см. 3.16) и производственного процесса (см. 3.15), которые используют в процессе объединения воздействий различных факторов на состояние окружающей среды (в иерархии производственной системы).

Примечание - Существует и альтернативное определение справочных данных, т.е. данные, которые формируются или управляются в рамках производственной системы (за исключением фактических данных).

3.18 предшествующие данные (upstream data): Данные, связанные с ресурсами, проходящими через границы единичного процесса.

4 Источники данных для оценки экологической эффективности

4.1 Контекстная информация в данных по оценке экологической эффективности

Значения ЕРЕ-данных (т.е. значения, получаемые путем измерений, выполняемых на уровне 1) редко оказываются доступными в одной и той же форме (например, значение текущей температуры пива в ферментационном чане, мгновенная мощность, потребляемая насосом, и т.п.). Получаемые значения фактических данных в их структурированных моделях обычно контекстно связывают с данными для конкретного оборудования и технологии, которые затем обрабатывают и объединяют в информационные модели, содержащие также контекстные данные об управлении технологическими процессами, о производственных системах и планировании производства.

В 5.2 показано, что одно и то же фактическое значение данных может содержаться в нескольких моделях данных и информационных моделях, находящихся на любом из функциональных уровней 2, 3 и 4 производственной системы.

Примечание - Значение фактических данных можно вводить в различные структурированные данные и информационные модели (в зависимости от цели, на которую была рассчитана данная модель, например, для применения в области энергетического менеджмента, операционного управления и т.п.).

Единственный аспект, общий для структурированных данных и информационных моделей - это то, что ими можно обмениваться в рамках различных видов деятельности, находящихся на разных уровнях функциональной иерархии, тогда как контекстная информация будет последовательно вводиться в структуру моделей.

Модель ЕРЕ-данных может содержать один или более атрибутов. Атрибуты модели могут содержать контекстную информацию, включая:

- информацию о том, когда данные были получены;

- информацию о методе, который использовался для получения данных;

- информацию о том, как данные были обработаны;

- информацию о назначении данных (в качестве ответа на информационный запрос, в целях управления, для подготовки отчетности, для проведения ЕРЕ-оценки, для оценки значений ключевых показателей эффективности).

4.2 Классификация данных по времени их получения и источникам информации

Данные о воздействии различных факторов на окружающую среду следует классифицировать по источникам и времени их получения:

- на фактически полученные данные;

- внешние данные;

- справочные данные.

Рисунок 1 иллюстрирует фактические данные, получаемые на промышленном предприятии в ходе производственного процесса. Справочные данные также формируются на этом же предприятии, однако в другое время (не в ходе выполнения производственного процесса).

Отдельная категория ЕРЕ-данных представлена внешними данными, которые поступают извне производственной системы либо в ходе выполнения производственного процесса (например, метеорологические данные), либо из другого временного периода [например, обмененные CRR-данные об остаточных воздействиях (см. 6.4)].

Рисунок 1 - Классификация данных по времени их получения и источникам

Категории фактических, внешних и справочных данных дополняют друг друга и, как показано на рисунке 1, все эти три категории вместе содержат тот объем данных, который необходим для ЕРЕ-оценок.

Высокоуровневая классификация данных по времени их получения и источникам указывает на необходимость присвоения данным следующих двух описательных атрибутов:

a) атрибута, указывающего на источник получения данных;

b) атрибута, указывающего на время получения данных (время, когда эти данные формируются по отношению к времени выполнения производственного процесса).

Указанные атрибуты данных будут однозначно определять, являются ли ЕРЕ-данные фактическими, внешними или справочными.

4.3 Детализированная классификация данных

Рисунок 2 иллюстрирует детализированную (по отношению к показанной на рисунке 1) классификацию данных, в которой классы фактических, внешних и справочных данных будут содержать следующие типы данных:

фактические данные:

- фактические данные на этапе функционирования;

- фактические данные на CRR-этапе;

- другое;

внешние данные:

- предшествующие данные;

- данные характеристик окружающей среды (ECD-данные);

- остаточные CRR-данные;

- другое;

справочные данные:

- данные контроля/управления производственными процессами;

- данные производственной системы;

- данные производственного планирования;

- другое.

Рисунок 2 - Детализированная классификация данных для оценки экологической эффективности

5 Фактические данные

5.1 Общие сведения

Физические и химические системы обладают измеримыми свойствами, значения которых описывают состояние этих систем. Подобные измерения позволяют получать значения параметров, например, температуры, расстояний, напряжений, расхода, уровня и т.д.; эти измерения обычно выполняют с помощью различных датчиков, расположенных на уровне 1.

Фактические данные, получаемые на уровне 1, редко оказываются доступными для уровней 3 и 4 в форме единственного значения, измеренного с помощью датчика (например, мгновенного значения температуры или напряжения). Для создания структурированных данных и информационных моделей в рамках автоматизированной системы можно фактические данные, полученные на уровне 1, связать и объединить на уровне 2 или 3 с контекстными данными об оборудовании и его эксплуатации. Соответственно, в настоящем стандарте термин "фактические данные" должен относиться к структуре данных, которая содержит значения фактических данных.

5.2 Источники фактических данных

5.2.1 Общие сведения

Рисунок 3 иллюстрирует, как одно и то же значение фактических данных может содержаться в структурированных моделях данных и информационных моделях, иметь различную контекстную информацию и находиться на нескольких уровнях.

МО&С- и МОМ-домены содержат только перечень работ и потоки информации, но не фактические данные. В настоящем стандарте определены данные, необходимые для оценки воздействий на состояние окружающей среды, однако не описаны работы по получению фактических данных (например, по их сбору) или способы передачи информации между различными видами и уровнями работ. Графические формы на рисунке 3, иллюстрирующие информационные потоки и работы, выделены серым цветом с целью акцентирования внимания на вопросы, которые выходят за рамки настоящего стандарта.

5.2.2 Фактические данные на уровне 2

Уровень 2 получает и сохраняет фактические данные, передаваемые с уровня 1 (этот процесс передачи на рисунке 3 не показан, поскольку его рассмотрение выходит за рамки настоящего стандарта).

Фактические данные с уровня 1 могут содержать (или не содержать) контекстную информацию, имеющуюся на уровне 0, 1 или 2, а также могут содержать (или не содержать) структурированные данные или формат представления информации.

В МО&С-домене выполняется передача фактических данных и контекстной информации между различными уровнями, например, передача фактических данных с уровня 2 на уровень 3 с целью их сохранения.

Фактические данные с уровня 1, расположенные на уровне 2, можно выбирать для обработки и передачи с помощью МО&С-домена без последующей обработки на уровне 2. В другом варианте контекстную информацию можно добавлять на уровень 2 к фактическим данным с уровня 1 либо в том же виде структурированных данных, либо в виде той же информационной модели, что и получаемых с уровня 1 или в качестве новых данных или информационной модели.

Уровень 2 также содержит фактические данные, полученные по результатам деятельности, выполняемой в рамках МО&С-домена на уровне 2. В рамках МО&С-домена могут обрабатываться фактические данные с уровней 1, 2 и 3 (например, расчет потребления электроэнергии путем перемножения значений потребляемого тока, измеренного на уровне 1, и значений линейного напряжения, ранее измеренного на уровне 1, с последующим сохранением полученного результата перемножения на уровне 3).

5.2.3 Фактические данные на уровне 3

Фактические данные на уровне 2 могут потребоваться для их последующей обработки в ходе выполнения работ на уровне 3.

Примечание - Общая особенность всех производственных систем - это наличие лишь ограниченного числа измерителей мощности, которые предназначены для учета потребления энергии отдельными единицами оборудования, поэтому обычно потребление электроэнергии единицей оборудования учитывают в части потребления энергии в магистрали передачи электроэнергии (чье значение сохраняют на уровне 3), а измеренное значение потребления энергии другими единицами оборудования, запитанными от той же магистрали, что и источник энергии, регистрируют как фактические данные, находящиеся на уровне 2.

Работы в рамках МО&С-домена позволяют сохранять выбранные фактические данные с уровня 2 на уровне 3 (например, в архивной базе данных) и в дальнейшем использовать их для выполнения ЕРЕ-оценок производственной системы.

Уровень 3 связывает фактические данные с уровня 2 с различной контекстной информацией, получаемой на уровнях 0, 1, 2, 3 и 4 в структурированную документацию, получаемую по результатам выполнения работ в рамках МО&С-домена (например, в виде производственных отчетов, протоколов испытаний и т.п.). Эта документация (в печатном или электронном виде) представляет собой возможный источник фактических данных, доступных на уровне 3.

Архивная база данных и отчеты, находящиеся на уровне 3, также содержат контекстную информацию, которая может входить в структурированные данные и информационные модели на уровнях 2 и 4.

KPI-показатели, представленные или рассчитанные на уровне 3, в его структуре модели также могут содержать фактические данные (см. приложение С).

5.2.4 Фактические данные на уровне 4

Фактические данные, доступные для обработки на уровне 4, содержатся в структурированных информационных моделях, которые обычно используют для планирования ресурсов предприятия (ERP) или для планирования производственных ресурсов (MRP) (например, в информационных моделях, описанных в МЭК 62264). KPI-показатели, представленные или рассчитанные на уровне 4, в его структуре модели также могут содержать фактические данные (см. приложение С).

5.2.5 Выбор источника фактических данных

Рисунок 3 иллюстрирует несколько вариантов, приемлемых для выбора источника фактических данных о воздействии различных факторов на состояние окружающей среды. Значение измеренных данных может быть пригодно и доступно на нескольких уровнях, в различных структурированных данных и в различных информационных моделях. Кроме того, конкретная модель структурированных данных, содержащая одни и те же фактические данные, также может находиться на нескольких уровнях, имея при этом различный объем контекстной информации, введенной в модель.

Рисунок 3 - Локализация фактических данных

Выбор источника фактических данных будет зависеть:

- от доступности данных (степени автоматизации);

- доступности стандартизованных структурированных данных и энергетических моделей в производственной системе;

- точности, необходимой для ЕРЕ-оценок;

- степени детализации, необходимой для ЕРЕ-оценок;

- области ЕРЕ-оценок [например, оценки повышения энергоэффективности при различных режимах энергопотребления (см. приложение G)];

- продолжительности и периодичности ЕРЕ-оценок;

- затрат на хранение фактических данных;

- доступности фактических данных.

Фактические данные на уровне 2 обладают наивысшей степенью детализации и точности среди различных доступных типов фактических данных. Фактические данные на уровне 3 в архивной базе данных обладают большим объемом контекстной информации, зарегистрированной за более продолжительный период времени, чем фактические данные на уровне 2. Фактические данные на уровне 4 (например, фактические данные, содержащиеся в информационных моделях МЭК 62264-2) содержат информацию, необходимую для управления производством и принятия решений на уровне предприятия (например, для определения политики в области энергетики).

Модели данных формируются и конфигурируются в соответствии со стандартами управления ресурсами и обмена данными. Это относится и к ЕРЕ-оценкам в части использования тех данных и информации, которые реально существуют в производственной системе. Рекомендуется, чтобы структурированные фактические данные и информационные модели, выбранные для проведения ЕРЕ-оценок, соответствовали моделям данных управления ресурсами и протоколов обмена данными, которые используются на уровнях 2, 3 и 4. Рассмотрение методов управления ресурсами и протоколы обмена данными выходят за рамки рассмотрения настоящего стандарта.

5.3 Фактические данные, получаемые на этапе функционирования

5.3.1 Общие сведения

Фактические данные могут быть более детально отнесены к следующим четырем категориям:

- фактические энергетические данные: этот тип данных требует достаточно частых измерений и интенсивной последующей обработки.

Примечание 1 - Энергетические данные могут инициализировать команды управления операциями на уровнях 2 и 3 и использоваться для определения внеплановых оперативных изменений, происходящих на уровне 0. Модели данных (см. А.1) являются средством повышения степени детализации энергетических данных высокой точности. Информационные модели (см. А.2) являются средством повышения степени детализации энергетических данных средней точности.

Примечание 2 - Энергетические данные подробно рассмотрены в 5.3.5;

- фактические данные о материалах: этот тип данных формируют при измерениях и расчетах и в основном используют в сочетании с данными, получаемыми в восходящем направлении, и справочными данными (когда, например, учитывается количество приобретаемых компонентов, которое затем умножают на массу каждого компонента, зарегистрированную в ранее полученных данных). Этот тип данных требует менее интенсивной последующей обработки, а баланс использования материалов может легко проверяться.

Примечание 3 - Фактические данные о материалах подробно рассмотрены в 5.3.6;

- фактические данные о технологических операциях и процессах.

Примечание 4 - Фактические данные о технологических операциях и процессах включают в себя такую контекстную информацию, как описание состояний (например, в режимах ожидания, спящем режиме и т.п.) и отклонений от плана-графика процесса, вызванных командами управления при поступлении сигналов опасности.

Примечание 5 - Фактические данные о технологических операциях и процессах подробно рассмотрены в 5.3.7;

- фактические экологические данные: этот тип данных включает в себя сведения о состоянии окружающей среды и изменении экологических параметров, на которые не может воздействовать производственная система.

Примечание 6 - Измерение фактических экологических данных в реальном масштабе времени может иметь решающее значение в тех случаях, когда производственными процессами являются тепловые или химические процессы. По этой причине требуемые динамические данные, обмениваемые с "умными электросетями", также являются одним из типов фактических экологических данных.

Примечание 7 - Метеорологическую обстановку можно рассматривать как фактические экологические данные, если границы производственной системы не учитываются в контролируемой среде, например, при работе в кондиционированном производственном помещении.

Примечание 8 - Фактические экологические данные подробно рассмотрены в 5.3.8.

Перечисленные ранее четыре категории экологических данных можно использовать для минимизации энергопотребления путем выполнения взаимосвязанных (но иногда и противоречащих друг другу в части минимизации энергопотребления) функций. Отклонения в производственном процессе или реагирование на изменение спроса могут негативно влиять на запланированную энергоэффективность.

Соответствующая разница между указанными ранее четырьмя категориями фактических данных состоит в объемах измеренных данных, необходимых для ЕРЕ-оценок. Энергетические данные требуют наибольшего объема измерений среди этих четырех категорий фактических данных (более подробно энергетические данные рассмотрены в 5.3.5).

5.3.2 Требования к фактическим данным, получаемым на этапе функционирования

Фактические данные на этапе функционирования необходимо связывать с контекстной информацией, описывающей:

a) источник фактических данных;

b) время получения фактических данных.

Источник фактических данных является ключевой частью контекстной информации, предназначенной для включения ЕРЕ-данных в иерархию производственной системы. Выбор источника фактических данных определяется степенью их детализации и выбором информационных моделей.

Время получения фактических данных является ключевой частью контекстной информации, предназначенной для определения того, описывают ли фактические данные:

- работу производственного оборудования, выполняющего функции создания добавленной стоимости для реальной продукции; или

- работу, которая обеспечивает функционирование производственного оборудования.

Время получения фактических данных также определяет их точность и выбор информационных моделей.

5.3.3 Доступность фактических данных для ЕРЕ-оценок

Фактические данные в производственной системе обычно не доступны в структуре модели данных или информационной модели, которая содержит точную часть контекстной информации, необходимой для выполнения процессов распределения и агрегации (в соответствии с ИСО 20140-3) вплоть до завершения ЕРЕ-оценок.

В настоящем стандарте проведена классификация фактических данных, приведены примеры их формирования, последовательного связывания с контекстной информацией и передачи между различными частями производственной системы.

В настоящем стандарте также приведено описание того, где и когда фактические данные и связанная с ними контекстная информация становятся необходимыми для процессов распределения и агрегации, описанных в ИСО 20140-3, и доступными в производственной системе при производстве продукции. Фактические данные и контекстная информация, необходимые для процессов распределения и агрегации и описанные в ИСО 20140-3, могут оказаться недоступными в один и тот же момент времени и в одном и том же месте в производственной системе.

Пример - Надлежащая контекстная информация (например, об источнике энергии в солнечной энергетике) доступна на уровне 3, однако соответствующие фактические данные не всегда доступны для их обработки (например, фактические данные измеряют и используют для оперативного контроля/управления оборудованием на уровне 1, но они не передаются и не сохраняются для дальнейшей обработки).

В настоящем стандарте приведены различные части/узлы производственной системы, в которых данные и контекстная информация доступны в различные моменты времени производственного процесса. Доступность фактических данных и контекстной информации ограничивается затратами на инвестирование в автоматизацию, сбор и хранение данных. Несмотря на то, что фактические данные и контекстная информация, необходимые для процессов распределения и агрегации и описанные в ИСО 20140-3, могут оказаться доступными в производственной системе, доступ к ним может ограничиваться наличием/отсутствием специализированного программного обеспечения и аппаратных средств, предназначенных для сбора фактических данных и контекстной информации.

5.3.4 Представление воздействия различных факторов на окружающую среду с помощью фактических данных

В ИСО 20140-2 определен способ представления воздействия различных факторов на состояние окружающей среды.

Существует два варианта, которые обычно используют для представления подобного воздействия при выполнении работ по отслеживанию производства (см. МЭК 62264-3):

- представление воздействий, обусловленных производственной системой и оказываемых на протяжении определенного промежутка времени;

- представление воздействий, обусловленных выпуском определенного объема конкретной продукции.

Производственная деятельность на уровне 3 позволяет объединять и разделять данные, получаемые при отслеживании производства, которые содержатся в информационных моделях МЭК 62264-2, для представления экологической эффективности в любом из двух указанных выше вариантов.

Потребление энергии можно измерять как для одной единицы оборудования, так и для целой сборочной линии. Кроме того, оборудование и устройства, способные обмениваться передовыми моделями энергетических данных, могут в еще большей степени детализировать описание энергопотребления. Оборудование и устройства, способные обмениваться моделями энергетических данных, могли бы передавать в модели структурированных данных фактические энергетические данные (например, потребление энергии) на каждом этапе процесса эксплуатации; данное оборудование и устройства (например, сверлильные станки) могли бы также передавать, рассчитывать и представлять агрегированное прямое или косвенное воздействие на состояние окружающей среды, используя для этого процесс, указанный в ИСО 20140-3.

В примере, приведенном в приложении D, описывается, как проводят измерения и обработку энергетических данных на различных уровнях (в рамках ролевой иерархии производственной системы). Общее энергопотребление измеряют различными методами и на различном оборудовании, на разных производственных площадках или на технических уровнях с целью достижения энергетического баланса (с различной степенью точности). Пример, представленный в приложении D, содержит метод расчета и представления общего энергопотребления, а также разбивает по различным позициям (статьям) различные типы потребления энергии (например, газа, пара и т.д.). Этот же пример можно использовать и для детализации прямого и косвенного энергопотребления, если оборудование и устройства приспособлены для использования моделей энергетических данных (например, моделей ODVA, SERCOS и т.п.), т.е. которые способны различать прямое и косвенное энергопотребление.

Примечание 1 - В контексте детализации энергопотребления, описанной в приложении D, термин "прямое энергопотребление" относится к энергии, потребляемой производственным оборудованием при выполнении им функций создания добавленной стоимости в режиме фактического производства продукции.

Примечание 2 - В контексте детализации энергопотребления, описанной в приложении D, термин "косвенное энергопотребление" относится к энергии, потребляемой производственным оборудованием при выполнении им функций по поддержке прямого управления.

Примечание 3 - Термин "прямое управление" установлен в ИСО 20140-1 и определяется как режим работы производственного оборудования, реализующий функцию создания стоимости при фактическом производстве продукции.

5.3.5 Фактические энергетические данные

В 5.2 приведено несколько существующих вариантов, описанных в ИСО 20140-3 и ИСО 20140-4 и предназначенных для сбора фактических энергетических данных, которые доступны и могут использоваться для ЕРЕ-оценок на различных уровнях для различных структурированных данных и информационных моделей. В 5.2 также содержится неполный перечень критериев определения источников фактических данных.

На рисунке 4 приведены конкретные места на уровнях 2, 3 и 4, где фактические энергетические данные могут быть доступны для ЕРЕ-оценок. Стрелки, указывающие процесс передачи данных, выделены серым цветом, тем самым подчеркивая, что этот процесс выходит за рамки рассмотрения настоящего стандарта. Блок "Измеренные данные" на уровне 1 также выделен серым цветом, поскольку выполняемые работы и данные, существующие на уровне 1, в настоящем стандарте также не рассматриваются.

Рисунок 4 - Варианты обработки и предоставления фактических данных на уровне 2

Данные, получаемые на уровне 1, с помощью работ в рамках МО&С-домена можно передавать на уровень 2 или 3.

Рисунок 4 иллюстрирует четыре варианта выбора источника энергетических данных с уровня 2 или 3:

а) Вариант 1: показания измерительного устройства представляют собой простейшую структурную модель, которая может относиться к уровню 2. При этом энергетические данные будут подвергаться минимальной обработке, а модель будет содержать минимальный объем МО&С-контекстных данных. Существует серия стандартов, в которой описаны синтаксис и семантика структурированных данных и информационных моделей, используемых в протоколах обмена данными. Измерители мощности могут давать показания полезной, реактивной и полной мощности, выполняя дополнительные расчеты с использованием измеренных данных. В МЭК 62056 и МЭК 62051 описана семантика моделей, предназначенных для обмена данными измерений электропотребления. Измерители мощности обеспечивают измерения с высокой точностью, но из-за существующих ограничений в части затрат измерители мощности, в общем случае, для измерения энергопотребления отдельных единиц оборудования не применяют, поэтому, как правило, они выдают энергетические данные с низкой степенью детализации;

b) Вариант 2: управляемые энергетические данные относятся к более сложной структурной модели, чем показания измерительных приборов на уровне 2. Данная категория моделей данных включает в себя модели энергетических данных, стандартизированные в различных организациях и системах, которые работают в области автоматизации [например, Ассоциация изготовителей устройств для открытых систем (ODVA), система последовательной передачи данных в режиме реального времени (SERCOS) и PI], и содержат (модели данных) контекстную информацию, описывающую ограничения, с какими устройствами они могут работать и осуществлять управление своей собственной энергией (например, в режиме ожидания). Данный тип моделей данных может обладать высокой степенью детализации и точностью энергетических данных (см. приложение G). PLC-контроллер также может работать с этим типом моделей данных и по запросу выдавать энергетические данные;

c) Вариант 3: энергетические данные, связанные с контекстной информацией в МО&С-домене в структурированных моделях, могут находиться на уровне 2 и содержать:

1) текущие/мгновенные энергетические данные; или

2) обработанные энергетические данные (например, усредненные значения, KPI-показатели, зависящие от конкретного оборудования, и т.п.).

Примечание - Интерфейсы типа "человек - машина" (HMI) способны обрабатывать большие объемы фактических энергетических данных и, как правило, передавать их в форме, приемлемой для проведения дальнейших работ по хранению данных в архивной базе данных (или же в форме отчетов). Доступ к фактическим энергетическим данным, доступным для HMI-интерфейсов, будет ограниченным, пока для доставки данных не будут написаны специализированные программы;

d) Вариант 4: на уровне 3 содержатся фактические энергетические данные с МО&С-, МОМ-контекстами и контекстом управления предприятием, с меньшей степенью детализации и точностью, чем в вариантах 2 и 3. Уровень 3 может давать дополнительную МОМ-контекстную информацию и контекстную информацию по управлению ресурсами предприятия, поскольку уровень 3 - это уровень, который обеспечивает обмен данными с уровнем 4, как правило, в форме, совместимой с информационными моделями МЭК 62430. Хотя эти модели являются универсальными и связывают энергетические данные с эксплуатационными и управленческими данными, фактические данные, связанные с этими информационными моделями, теряют степень своей детализации и точность.

5.3.6 Фактические данные о материалах

Расход материалов относительно легче контролировать, чем потребление энергии. Инвентаризация позволяет с достаточной точностью устанавливать наличие или отсутствие материалов. Фактические данные о материалах обычно связывают с контекстной информацией, которая, как правило, хранится на уровне 3, т.е. со свойствами материалов и присущими им воздействиями на состояние окружающей среды на протяжении всего жизненного цикла этих материалов (до и после этапов производства продукции). Таким образом, информационные модели, содержащие фактические данные о материалах, как правило, доступны на уровнях 3 и 4.

В 6.3 подробно рассмотрены свойства и данные характеристик окружающей среды (ECD) материалов, которые могут оказаться полезными для ЕРЕ-оценок при автоматизированном производстве. Как показано в разделе А.2 настоящего стандарта, в таких работах на уровне 4, как планирование потребностей в материалах и закупка запасных частей, можно использовать информационные модели, описанные в МЭК 62264-2 и предназначенные для определения оптимальных уровней запасов сырья, запасных частей и товаров в каждом пункте хранения.

Учет материалов в процессе производства можно описывать с помощью фактических данных о материалах, которые включают в себя:

- возможность добавлять или удалять производственные декларации или декларации о потреблении материалов;

- отслеживание и изменение наиболее важных материальных объектов или действий с ними;

- отслеживание всего движения материалов (партий и их частей) между пунктами хранения;

- контроль потребления материальных запасов с учетом технологического заказа, варианта рецептуры и объема партии продукции;

- информацию, необходимую для полного описания происхождения продукции, включая данные о поставщиках партии и результаты управления производством.

В ИСО 20140-2 представлен неполный перечень категорий материалов, предназначенный для оценки того, характеризуют ли фактические данные прямое или косвенное воздействие материалов на окружающую среду:

- сырье;

- расходные материалы;

- покупные комплектующие изделия;

- тара/упаковка (получаемая);

- материалы, используемые в оборудовании на этапе технического обслуживания и ремонта;

- конечная продукция;

- отходы;

- материалы многоразового использования;

- опасные материалы (например, аккумуляторы).

Степень детализации и точность расчетов воздействия материалов на состояние окружающей среды будет зависеть от совокупности средств и методов, используемых на производственном предприятии для управления материалами, среди которых обычно применяют следующие:

- планирование ресурсов предприятия (ERP);

- планирование производственных ресурсов (MRP);

- модели данных и объектов (см. А.1);

- информационные модели, описанные в МЭК 62264-2 (см. А.2);

- автоматизация предприятия.

Материалы и материальные потоки, которые включают в себя различные виды энергии:

- вода;

- древесина;

- сжатый воздух;

- топливо (как запасенный материал, еще не сожженный, но после сгорания вырабатывающий энергию);

- материалы (вещества), которые содержат энергию, но не используют ее для целей энергетики (см. определение 3.1.3 для связанной энергии в ИСО/МЭК 13273);

- материалы (вещества), которые становятся источниками или поглотителями тепла, когда материал подвергается каким-либо изменениям (за счет тепла, выделяемого в процессе резки металла или при экзотермической/эндотермической реакции).

Само по себе перемещение материалов по производственному предприятию также может сопровождаться потреблением энергии.

Информационные модели для материалов, описанные в МЭК 62246, также охватывают информацию, относящуюся к качеству продукции и ее отбраковке. Данный тип фактических данных можно использовать для статистического анализа и определения возможных корреляционных связей между качеством продукции, ее отбраковкой и мерами по снижению воздействия материалов на состояние окружающей среды.

5.3.7 Производственные операции и обработка фактических данных

Фактические данные на уровне 2 могут содержать данные о производственных операциях и данные производственных процессов с такой же высокой степенью детализации, как и контекстная информация, тип которой можно использовать на уровне 3:

- для дальнейшей обработки и отображения (мэппинга) фактических данных в информационных моделях, описанных в МЭК 62264-2, которыми обмениваются между уровнями 3 и 4, а также на уровне 4.

Примечание 1 - В МЭК 62264 подробно описаны производственные операции и данные производственных процессов. Примеры информационных моделей, в которых используются производственные операции и данные производственных процессов, приведены в А.2;

- агрегации фактических данных в соответствии с ИСО 20140-3.

Примечание 2 - В ИСО 20140-3 определен метод использования производственных операций и данных производственных процессов для агрегации данных о воздействии материалов на состояние окружающей среды.

5.3.8 Фактические экологические данные

Этот тип данных включает в себя состояния и изменения параметров окружающей среды, которые невозможно контролировать с помощью производственной системы (например, метеорологические условия).

Качество воздуха среды, окружающей производственную систему (например, кондиционируемый воздух в производственных помещениях), а также метеорологические параметры являются важными ECD-данными, необходимыми для ЕРЕ-оценок производственной системы.

Различия в данных окружающей среды необходимо учитывать при сравнении воздействий на состояние окружающей среды любых двух производственных систем (например, наличие солнечной энергии или любого другого источника возобновляемой энергии у сравниваемых производственных систем).

Такие экологические данные, как, например, средняя температура окружающей среды, важны при оценке экологических преимуществ использования различных источников энергии, например, тепловых насосов или систем электрического нагрева/охлаждения. Анализ, основанный на втором законе термодинамики, должен применяться для определения воздействий на состояние окружающей среды тепловых источников энергии и возобновляемой тепловой энергии.

5.4 Фактические данные, получаемые на CRR-этапе

Фактические данные на CRR-этапе собирают в процессе построения и реконфигурирования, после чего полученные данные сохраняют на уровне 3 в виде записей.

CRR-данные можно считать фактическими данными, если CRR-деятельность связана с производственным процессом, воздействие которого на окружающую среду необходимо оценить, например, две работы выполняют в одно и то же время в одних и тех же физических границах и существует обмен энергией между этими видами работ, или же одна из работ воздействует на ECD-данные другой работы. CRR-деятельность может быть напрямую связана с производственным процессом, даже если эта деятельность временно находится в рамках производственной системы.

6 Внешние данные

6.1 Общие сведения

Внешние данные состоят:

- из данных, полученных из литературных источников, стандартов, спецификаций на продукцию, товарных этикеток;

- значений данных, рассчитанных с использованием справочных данных, стандартов, спецификаций на продукцию;

- значений, используемых вместо измеренных значений (например, усредненные оценки, наилучшие практики, опубликованные эксплуатационные характеристики).

Использование внешних данных необязательно может приводить к потере точности в расчетах, они могут быть качественным источником данных, если план-график производства, операции, оборудование и производственные процедуры выполняются согласно плану. Надлежащая документация и управление данными обеспечивают корректность использования внешних данных (т.е. отсутствие нескольких экземпляров одних и тех же данных).

Внешние данные хранят и размещают в основном на уровне 3. Их также можно хранить в контроллере и на накопителях информации. При этом контроллеры могут вводить в модели данных внешние данные как контекстную информацию, передаваемую на промышленные установки уровня 1. Промышленные установки уровня 1 могут передавать фактические данные в модели данных, а затем передавать фактические данные, связанные с внешними данными, для выполнения ЕРЕ-оценок (см. перечисление b) в 5.3.5).

6.2 Предшествующие данные

6.2.1 Общие сведения

В определении 3.18 предшествующие данные определяют как поток предварительно полученных данных, которые являются входными данными для элементарного процесса.

Энергию, используемую производственной системой, можно получать из различных источников, например, электроэнергия может генерироваться гидроэлектростанциями или электростанциями, работающими на ископаемом топливе; или с использованием таких возобновляемых источников энергии, как ветряная и солнечная энергия. Воздействие на окружающую среду при выработке, передаче, сохранении и распределении энергии будет зависеть от энергетических ресурсов и технологий, используемых для преобразования и подачи энергии в производственную систему.

Сырье можно получать из различных источников, и эти материалы на протяжении всего жизненного цикла продукции будут проходить через ряд таких процессов, как, например, извлечение, сварка или механическая обработка. Материалы, используемые в производственной системе, также можно получать путем утилизации уже отслужившей продукции. Воздействие на состояние окружающей среды при производстве материалов, включаемых в область регулирования потребления и использования электрической энергии (EMU), в значительной степени зависит от материальных ресурсов, процесса, используемого для получения материалов, а также от географического расположения материалов по отношению к местоположению производственной системы.

Предшествующие данные объединяют в себе данные воздействия на окружающую среду со стороны всех входных/выходных воздействий и процессов на протяжении фазы жизненного цикла энергии и материала (перед включением в оцениваемую производственную систему).

Предшествующие данные могут содержать в себе данные, включающие перечень материалов, запасов энергии, вводимой за жизненный цикл и количественные значения показателей экологической эффективности. Этапы оценки жизненного цикла определены в ИСО 14040.

6.2.2 Предшествующие данные о материалах

Предшествующие данные о материалах содержат информацию о декларации материалов, предоставляемую поставщиками. В электротехнической и электронной промышленности, а также в цепочке соответствующих поставок, эту информацию можно использовать для отслеживания и декларирования конкретной информации относительно состава (содержания) материалов в собственной продукции. В МЭК 62474 устанавливают требования к обмену данными о составе материалов и требования к описаниям материалов для согласования этих требований по всей цепочке поставок. Использование МЭК 62474 вносит существенный вклад в развитие электротехнической промышленности за счет установления требований к отчетности по веществам и материалам, стандартизации протоколов и облегчения передачи и обработки данных.

Учитывая в глобальном масштабе взаимозависимость между поставщиками, производителями и потребителями продукции, ряд правительств принял на себя обязательства (перед международными организациями по стандартизации) по регулированию на национальном и региональном уровнях средств мониторинга и контроля использования веществ в сырье и конечных изделиях.

В приложении Е приведены примеры законодательных актов и согласованных на международном уровне систем, широко используемых поставщиками и производителями для представления данных о материалах.

6.2.3 Предшествующие энергетические данные

На уровне 4 производственной системы планирование производства осуществляется с учетом возможности изменения затрат на энергоресурсы (планирование на основе переменных затрат). Промышленную автоматизацию можно использовать в производственной системе для снижения пикового энергопотребления, реактивной мощности и уменьшения потерь энергии в распределительных магистралях. Поставщик энергоресурсов может своевременно предоставлять предприятиям сведения о стоимости энергии, показателях ее качества и прогнозе доступности предоставляемой энергии.

Информация относительно энергетических ресурсов имеет важное значение для ЕРЕ-оценок. Электростанции, работающие на ископаемом топливе и солнечной энергии, по-разному воздействуют на состояние окружающей среды (при одном и том же объеме вырабатываемой энергии). При ЕРЕ-оценках следует принимать во внимание воздействие на окружающую среду, оказываемое выработкой энергии, которую используют в производственной системе.

Пример - Сжигание топлива на электростанции приводит к образованию оксидов азота, диоксида углерода, диоксида серы и соединений ртути, которые способствуют возникновению "парникового эффекта".

Воздействие энергии на состояние окружающей среды на протяжении всего жизненного цикла энергии зависит от методов добычи ископаемого топлива и радиоактивной руды, особенностей использования возобновляемых источников энергии и технологий (с помощью солнечных панелей, концентраторов солнечной энергии, ветряных генераторов), строительства электростанций, выращивания и сбора биоэнергетического сырья, транспортирования всех источников энергии к/от различного энергетического оборудования до конечного пользователя, строительства, технического обслуживания и эксплуатации распределительных систем (трубопроводных и электрических сетей, заправочных станций) и, наконец, от потребления топлива.

Воздействия, оказываемые на состояние окружающей среды при выработке и передаче энергии, можно классифицировать следующим образом:

- воздействие на качество воздуха;

- воздействие на водные ресурсы;

- нарушение поверхности почвы;

- воздействие на биологические ресурсы;

- шумовое воздействие;

- визуальное воздействие.

6.3 Данные характеристик окружающей среды

Данные характеристик окружающей среды (ECD-данные) включают в себя характеристики и спецификации, относящиеся к экологическим аспектам использования технологического, производственного и вспомогательного оборудования.

Измеренные значения ECD-данных для оборудования и производственной системы, заявляемые поставщиками оборудования, должны быть совместимыми и взаимозаменяемыми при проведении исследований, направленных на снижение воздействия на окружающую среду.

Данные характеристик окружающей среды описывают свойства энергии и материалов, используемых при производстве, а также характеризуют среду самой производственной системы.

Уровень выбросов какого-либо загрязняющего вещества от некоторого источника энергии по отношению к интенсивности конкретной производственной деятельности предприятия можно измерять в граммах углекислого газа, приходящихся на мегаджоуль выработанной энергии. Термины "коэффициент выбросов" и "интенсивность выбросов углерода" часто используются как синонимы, однако первый из терминов исключает рассмотрение совокупных видов деятельности, например, связанных с валовым внутренним продуктом (ВВП), тогда как второй термин исключает учет выбросов других загрязняющих веществ.

Программа добровольной отчетности о выбросах парниковых газов США позволяет получать значения коэффициентов выброса для углерода, метана и закиси азота при выработке электроэнергии в США. Эти выбросы разнесены по отдельным видам топлив (углю, нефти, природному газу, биогенному топливу, товарам, отходам и т.п.). Коэффициенты выбросов количественно определяют как объем выбросов СO ₂, приходящийся на 1 киловатт-час (кВт) выработанной электроэнергии, однако эти значения могут существенно варьироваться в отдельных странах, вырабатывающих электроэнергию.

Другие ECD-данные, связанные с выработкой энергии, ее передачей и распределением, можно рассматривать в зависимости от цели и области применения ЕРЕ-оценок.

Существует разница между воздействием на состояние окружающей среды переработанных материалов (используемых в качестве сырья), выводимых за рамки производственной системы, и материалов, которые подверглись обработке впервые. Процессы утилизации, добычи и переработки подобных материалов требуют разного количества энергии и оказывают различное воздействие на состояние окружающей среды.

ЕРЕ-оценки необходимо рассматривать для оптимизации воздействий на состояние окружающей среды процессов выработки энергии, используемой в производственной системе. В приложении F представлены данные для сравнения выбросов парниковых газов на протяжении всего жизненного цикла различных источников энергии.

Обеспеченность водой является еще одной важной экологической характеристикой.

6.4 Обмениваемые CRR-данные об остаточных воздействиях

Остаточное CRR-воздействие части оборудования будет постепенно снижаться по мере прохождения его жизненного цикла, тогда как часть этого воздействия можно будет относить к производственной системе с помощью метода, описанного в ИСО 20140-4.

Если часть оборудования передается из одной производственной системы в другую, то CRR-данные об остаточных воздействиях первой производственной системы будут снижаться в объеме, равном остаточному CRR-воздействию той же части оборудования, которая была передана другой производственной системе.

Если часть оборудования вводится в производственную систему, то остаточное CRR-воздействие этой производственной системы будет увеличиваться на объем, равный остаточному CRR-воздействию от оборудования, которое было введено в производственную систему.

Аналогично, вновь сформированные структуры могут вносить свой вклад в увеличение CRR-воздействия производственной системы на состояние окружающей среды.

Обмен данными об остаточных CRR-воздействиях введенных или передаваемых частей оборудования будет вызывать изменение данных об остаточных воздействиях производственной системы на состояние окружающей среды.

7 Справочные данные

7.1 Общие сведения

Справочные данные содержатся в записях, находящихся на уровне 3.

Справочные данные должны содержать следующие четыре категории информации (см. также рисунок 2):

- данные об остаточных CRR-воздействиях;

- данные управления производством;

- данные производственной системы.

В А.2 ИСО 20140-5 приведен пример того, каким образом детализированную справочную информацию можно отображать на уровнях 3 и 4 информационных моделей МЭК 62264-2.

Далее подробно на примерах представлены четыре категории справочных данных, которые содержатся в информационных моделях, описанных в МЭК 62264-2.

В настоящем стандарте приведена ссылка на МЭК 62264, в котором определен метод отображения (мэппинга) справочных данных на информационные модели. Для сбора справочных данных, требуемых ИСО 20140-3, пользователь стандарта может выбирать любые информационные модели или источники информации. Справочные данные из категорий справочных данных, определенных в настоящем стандарте и требуемых ИСО 20140-3, обычно доступны в производственных системах, а именно, в информационных моделях и информационных потоках МЭК 62264-2.

Пример - Сжигание топлива на электростанции приводит к выбросам оксидов азота, углекислого газа, диоксида серы и соединений ртути, которые способствуют образованию "парникового эффекта".

В настоящем стандарте описаны возможности определения в производственной системе и в процессе производства справочных данных и контекстной информации, необходимых для процессов распределения и агрегации ИСО 20140-3. Доступность фактических данных и контекстной информации ограничивается затратами на инвестиции в области автоматизации, сбора и хранения данных.

7.2 CRR-данные об остаточных воздействиях

CRR-данные об остаточных воздействиях содержатся на уровне 3 в виде записей.

Предприятие обладает различными промышленными установками, зданиями, градирнями, резервуарами, дорогами и т.п., которые перед запуском производственного процесса необходимо создать/построить, установить или реконфигурировать. Услуги и производственное оборудование по окончании их жизненного цикла, возможно, придется повторно перенастраивать или выводить из эксплуатации.

CRR-воздействие на состояние окружающей среды связано с созданием/построением, реконфигурированием и выводом из эксплуатации производственной системы.

Каждая часть оборудования или конструкционного элемента связана с определенным значением остаточного CRR-воздействия на состояние окружающей среды, которое будет изменяться при его закреплении за каждым процессом производственной системы (см. ИСО 20140-4).

CRR-воздействие производственной системы на окружающую среду учитывается также для каждого вида промышленной продукции. Процесс учета CRR-воздействия на состояние окружающей среды при непосредственном воздействии на нее всей производственной системы определен в ИСО 20140-4.

Примечание - Может оказаться затруднительным учет косвенного и CRR-воздействия на окружающую среду, оказываемого производственным процессом (например, работой башенного охладителя), например, путем определения того, в какой процентной доле данный производственный процесс использует какую-либо из единиц оборудования. В подобных случаях процесс агрегации позволяет одинаково планировать, корректировать и учитывать косвенное и CRR-воздействие на состояние окружающей среды каждого вида продукции. Процесс учета CRR-воздействия, связанный с прямым воздействием производственной системы на состояние окружающей среды, выходит за рамки настоящего стандарта.

Данные об остаточном CRR-воздействии на состояние окружающей среды относятся к CRR-воздействию, которое будет оставаться даже после учета этого воздействия всей производственной системы и включения CRR-воздействия в интегральное воздействие для выполнения ЕРЕ-оценок.

7.3 Данные управления производством

Функции контроля/управления производством в соответствии с МЭК 62264 должны включать в себя большинство функций, связанных с производственными (технологическими) операциями и контролем, перечень которых обычно содержит следующие:

- контроль за преобразованием сырья в конечную продукцию в соответствии с производственным планом-графиком работ и промышленными стандартами;

- выпуск отчетов о результатах производственной деятельности и затратах;

- оценка ограничений на производственные мощности и качество продукции;

- обеспечение самоконтроля и диагностики производственного и контрольно-измерительного оборудования;

- разработка промышленных стандартов и инструкций по использованию стандартных операционных процедур (SOP);

- рецептуры;

- эксплуатация конкретного производственного оборудования.

Основные функции управления производством включают в себя:

- инженерную поддержку;

- управление технологическими операциями;

- планирование технологических операций.

Данные по управлению производством включают в себя:

- плановые показатели;

- данные оперативного планирования производственной системы;

- данные производственного планирования;

- данные о выполнении производственной деятельности;

- отчеты о состоянии работ;

- отчет о выполнении производственных заданий;

- отчет об управлении производством;

- отчет о работе производственной системы;

- данные отслеживания перемещения материалов.

7.4 Данные производственной системы

Категория данных о производственной системе в качестве справочных данных содержит информацию:

- об оборудовании;

- о физических активах;

- персонале;

- материалах.

7.5 Данные производственного планирования

Категория данных о производственном планировании в качестве справочных данных содержит информацию, описывающую производственный процесс с большей степенью детализации и точности, чем данные об управлении производством. Данные о производственном планировании, как правило, содержат данные:

- об управлении производственными операциями;

- управлении операциями по техническому обслуживанию;

- о мероприятиях по менеджменту качества;

- об управлении операциями с производственными ресурсами;

- о временных элементах;

- терминах, используемых в логистике;

- терминах, используемых при техническом обслуживании и ремонте;

- об организационных терминах;

- о терминах, используемых в области менеджмента качества.

8 Отображение данных об оценке экологической эффективности

8.1 Общие сведения

В разделе 8 и в приложении F рассмотрен процесс обмена энергетическими данными (в их стандартизированной модели) между уровнями 1, 2 и 3, что обеспечивает:

- высокую степень детализации и точность ЕРЕ-оценки;

- количественную оценку влияния автоматизации на повышение энергоэффективности;

- многофункциональную оптимизацию воздействий на состояние окружающей среды.

В разделе 8 и приложении F приведены примеры моделей данных и информационных моделей, которые описаны в отраслевых и международных стандартах. Пользователи ИСО 20140 также имеют возможность использовать информационные модели, приведенные в МЭК 62264.

В данном подразделе описан метод отображения (мэппинга) данных об оценке экологической эффективности на модели данных и информационные модели производственных систем, которые определены в международных стандартах и стандартах различных консорциумов.

Значения фактических данных (т.е. значения, получаемые путем измерений, которые выполняются на уровне 1) редко регистрируют в виде единственного значения (например, значения текущей температуры пива в ферментационном резервуаре, мгновенной мощности насоса и т.п.).

Полученные значения фактических данных обычно связывают с контекстными данными об оборудовании и операциях (в структурированных моделях данных). Фактические данные и контекстная информация, содержащиеся в этих моделях, затем обрабатываются и объединяются в информационные модели, содержащие также контекстные данные в части управления производством, производственной системы и производственного плана.

Обмен данными и информационными моделями, содержащими внешние, справочные и фактические данные (но не индивидуальные данные), как правило, осуществляется в рамках функциональной иерархии между ее различными уровнями.

Система автоматизации позволяет агрегировать и обмениваться различными данными и энергетическими моделями на уровнях 1, 2, 3 и 4 (а также между этими уровнями) с данными и контекстными данными, относящимися к уровню и деятельности, для которых формировалась соответствующая модель данных. Соответствующие фактические данные можно получать для ЕРЕ-оценок путем выбора соответствующих моделей данных и информационных моделей (или их сочетания), в зависимости от выбранного для оценки экологической эффективности.

Рисунок 4 в 5.3.5 иллюстрирует, как полученные фактические энергетические данные могут последовательно отображаться на различные модели данных и информационные модели на протяжении всего их жизненного цикла. ЕРЕ-данные могут отображаться на следующие типы моделей, имеющих отношение к (этот перечень не является исчерпывающим):

- автоматизации и управлению:

- модели данных (см. А.1);

- информационные модели (см., например, А.2);

- энергетическому менеджменту:

- ключевые показатели эффективности (например, указанные в ИСО 22400 и ИСО 50006).

Информационные модели, описанные в МЭК 62264-2, содержат исчерпывающую контекстную информацию и связывают ее на уровне предприятия с данными и информацией, предоставляемой средствами промышленной автоматизации. Эти информационные модели используют в работах МО&С-домена на уровне 3, а также в работах МОМ-домена на уровне 4 и для обмена данными между уровнями 3 и 4.

Информационная модель, описанная в МЭК 62264-2, является основой для всех производственных систем. Способ представления данных для ЕРЕ-оценок должен быть согласован с информационной моделью для всех видов деятельности производственной системы. По этой причине отображение данных уровней 3 и 4 на информационные модели МЭК 62264-2 может оказаться решением для получения данных и контекстной информации и для их сохранения и последующего анализа.

Основной недостаток отображения фактических данных на существующие стандарты заключается в отсутствии международного стандарта на хранение данных, содержащихся в моделях данных и информационных моделях. Возможное решение данной проблемы заключается в использовании автоматизированной системы для выполнения ЕРЕ-оценок с помощью информации и контекстных данных, доступных и передаваемых между различными видами деятельности на всех уровнях производственной системы, с последующим сохранением только результатов ЕРЕ-оценок и соответствующих факторов.

Преимущество информационных моделей, описанных в МЭК 62264-2, состоит в связи фактических и контекстных данных, которая необходима для предоставления имеющей практическую ценность на уровне предприятия информации. Точность, степень детализации и полнота фактических данных, интегрированных в информационных моделях МЭК 62264-2, будет зависеть от уровня автоматизации на производственном предприятии. Если конкретная подробная информация, необходимая для ЕРЕ-оценок, не является легкодоступной в информационных моделях, описанных в МЭК 62264-2, то поиск фактических данных должен также включать выявление других источников фактических данных, имеющихся на уровнях 3 и 2.

МЭК 62264-2 не является исчерпывающим в смысле содержания в нем описания обмена фактическими данными на уровне 2 (а также с этим уровнем). Несмотря на указанный пробел в международной стандартизации, все же существует ряд организаций и систем по разработке стандартов [например, Ассоциация изготовителей устройств для открытых систем (ODVA), система последовательной передачи данных в режиме реального времени (SERCOS) и PI], которые разрабатывают добровольные стандарты, относящиеся к мониторингу и управлению энергопотреблением. В этих стандартах консорциумов определены объекты энергетических данных, которые включают в себя:

- контроллеры и устройства на уровне 2, которые выполняют функции агрегации и управления энергетическими данными на уровне 3;

- объединение и представление фактических данных с соответствующей контекстной информацией в форме, которая отвечает конкретным потребностям в оценке эксплуатационных характеристик и управлении энергией производственных подразделений, рабочих центров или рабочих областей.

Рисунок 4 в 5.3.5 иллюстрирует тот факт, что значения измеренных фактических данных можно получать для дальнейшей обработки из различных мест на уровнях 2, 3 и 4. Ожидается, что различия между значениями фактических данных и контекстной информации, содержащиеся в моделях, будут доступными в различных местах на уровнях 2, 3 и 4 и в различные моменты времени.

8.2 Классификация данных, относящихся к энергетическому менеджменту

В ИСО 50001 установлена терминология и типы данных в области энергетического менеджмента, которые предприятие должно использовать при регулировании своего энергопотребления. Данные для ЕРЕ-оценок могут быть представлены в виде нижеприведенного (но далеко не исчерпывающего) перечня категорий типов данных, определенных в ИСО 50001, т.е.:

- эксплуатационные параметры;

- показатели энергопотребления;

- активы энергоэффективности;

- параметры предоставления энергоуслуг.

8.3 Различия между фактическими данными уровней 2 и 3 и уровней 3 и 4

Рисунок 5 иллюстрирует последовательное отображение данных, передаваемых на уровнях 1, 2, 3 и 4 на модели данных и информационные модели, которые можно сгруппировать в следующие две категории:

- модели данных, которые формируются и которыми обмениваются между уровнями 0, 1 и 2, имеющими высокую точность и высокую степень детализации фактических данных. Тем не менее, эти модели фактических данных могут не содержать контекстной информации относительно партий продукции, изготовленной в момент получения фактических данных;

- модели данных, которые формируются и которыми обмениваются между уровнями 3 и 4.

Стрелки и прямоугольники, выделенные на рисунке 5 серым цветом, показывают структуру обмена моделями фактических данных и контекстной информацией между различными элементами на уровнях 0-4. Сам по себе обмен данными, а также мероприятия, проводимые на уровнях 0 и 1, выходят за рамки рассмотрения настоящего стандарта. Этот обмен данными и соответствующие мероприятия показаны на рисунке 5 с единственной целью - указания двунаправленности потока данных между различными местами производственной системы. Рассмотрение синтаксиса моделей данных и использование моделей данных на уровне 2 также выходит за рамки рассмотрения настоящего стандарта.

Основной целью рисунка 5 является иллюстрация того, что различия в моделях данных и информационных моделях между уровнями 2 и 3 и уровнями 3 и 4 состоят:

- в различной степени детализации и точности данных;

- типе контекстной информации;

- наличии и доступности данных (модели данных, доступные на уровне 2, могут обладать достаточно коротким временем жизни, тогда как данные информационных моделей на уровнях 3 и 4 имеют больше возможностей для их сохранения в цифровом хранилище данных предприятия (например, в архивной базе данных)).

Рисунок 5 - Последовательное отображение (мэппинг) данных об оценке экологической эффективности

Рисунок 5 иллюстрирует процесс обмена данными и информацией, который может осуществляться между средствами управления уровня 2, преобразователями на уровне 1 и операторами на уровне 0. Контекстная информация, характеризующая этот вид обмена данными и изменения рабочих режимов, может вводиться в контекстную информацию в моделях фактических данных, передаваемых на уровне 2 (а также на этот уровень).

Поскольку фактические данные, собираемые на уровне 2, обычно получают с большой скоростью (например, в течение миллисекунды), работы на уровне 3 состоят в сборе информационных моделей, при которых возможно сохранять лишь небольшой объем фактических данных и контекстной информации уровня 2.

В А.1 приведен пример того, как энергетические данные могут отображаться в моделях энергетических данных на уровнях 1 и 2 для проведения ЕРЕ-оценок, доступных для уровня 3. В настоящее время для моделей энергетических данных, используемых для обмена данными между уровнями 1, 2 и 3, широко применяются стандарты различных консорциумов, которые имеют много общих особенностей и принципов построения (см. приложение G).

Чем в большей степени модели данных, предоставляемые на уровне 2, совпадают со стандартной структурой, тем больший объем данных на уровне 2 будет доступен для выполнения ЕРЕ-оценок, и тем меньше работы на уровне 3 будет связано с обработкой данных с целью включения фактических данных и контекстной информации в информационные модели МЭК 62624.

В А.2 приведен пример того, как энергетические данные могут отображаться на энергетические информационные модели МЭК 62264. Информационные модели в данном стандарте широко используются для управления производственными предприятиями, поскольку они содержат подробную контекстную информацию, связанную с управлением и контролем производственных операций.

Библиография

[1]	ISO 11469	Plastics - Generic identification and marking of plastics products (Пластмассы. Общая идентификация и маркировка изделий из пластмассы)
[2]	ISO/IEC 11179 (все части)	Information technology - Specification and standardization of data elements [Информационные технологии. Системные реестры для метаданных (MDR)]
[3]	ISO/IEC 13273-1	Energy efficiency and renewable energy sources - Common international terminology - Part 1: Energy efficiency (Энергоэффективность и возобновляемые источники энергии. Общая международная терминология. Часть 1. Энергоэффективность)
[4]	ISO 14001	Environmental management systems - Requirements with guidance for use (Системы экологического менеджмента. Требования и руководство по применению)
[5]	ISO 14040	Environmental management - Life cycle assessment - Principles and framework (Экологический менеджмент. Оценка жизненного цикла. Принципы и структурная схема)
[6]	ISO 14044	Environmental management - Life cycle assessment - Requirements and guidelines (Экологический менеджмент. Оценка жизненного цикла. Требования и основные принципы)
[7]	ISO 16100-1	Industrial automation systems and integration - Manufacturing software capability profiling for interoperability - Part 1: Framework (Системы промышленной автоматизации и интеграция. Профилирование возможностей программных средств организации производства для функциональной совместимости. Часть 1. Структура)
[8]	ISO 18435-1	Industrial automation systems and integration - Diagnostics, capability assessment and maintenance applications integration - Part 1: Overview and general requirements (Системы промышленной автоматизации и интеграция. Интеграция приложений для диагностики, оценки функциональных возможностей и технического обслуживания. Часть 1. Обзор и общие требования)
[9]	ISO/IEC 19501	Information technology - Open Distributed Processing - Unified Modeling Language (UML) Version 1.4.2 [Информационные технологии. Открытая распределительная обработка. Унифицированный язык моделирования (UML). Версия 1.4.2]
[10]	ISO 20140-2	Automation systems and integration - Evaluating energy efficiency and other factors of manufacturing systems that influence the environment - Part 2: Environmental performance evaluation process (Системы промышленной автоматизации и интеграция. Оценка энергоэффективности и других факторов производственных систем, влияющих на состояние окружающей среды. Часть 2. Процесс оценки воздействия на состояние окружающей среды)
[11]	ISO 20140-3 1)	Automation systems and integration - Evaluating energy efficiency and other factors of manufacturing systems that influence the environment - Part 3: Environmental performance evaluation data aggregation process (Системы промышленной автоматизации и интеграция. Оценка энергоэффективности и других факторов производственных систем, влияющих на состояние окружающей среды. Часть 3. Процесс объединения воздействий на состояние окружающей среды)
[12]	ISO 20140-4 1)	Automation systems and integration - Evaluating energy efficiency and other factors of manufacturing systems that influence the environment - Part 4: Allocation/charge process of indirect/CRR (Construction, Reconfiguration and Retirement) influence on the environmental performance (Системы промышленной автоматизации и интеграция. Оценка энергоэффективности и других факторов производственных систем, влияющих на состояние окружающей среды. Часть 4. Процесс распределения/оценки косвенного экологического воздействия/CRR-воздействия)

------------------------------

¹⁾_{Находится на стадии разработки.}

------------------------------

[13]	ISO 22400-1	Automation systems and integration - Key performance indicators (KPIs) for manufacturing operations management - Part 1: Overview, concepts and terminology [Системы промышленной автоматизации и интеграция. Ключевые показатели эффективности (KPI) для управления производственными операциями. Часть 1. Обзор, концепции и терминология]
[14]	ISO 22400-2	Automation systems and integration - Key performance indicators (KPIs) for manufacturing operations management - Part 2: Definitions and descriptions [Системы промышленной автоматизации и интеграция. Ключевые показатели эффективности (KPI) для менеджмента производственных операций. Часть 2. Определения и описания]
[15]	ISO 50001	Energy management systems - Requirements with guidance for use (Системы энергетического менеджмента. Требования и руководство по применению)
[16]	ISO 50006	Energy management systems - Measuring energy performance using energy baselines (EnB) and energy performance indicators (EnPI) - General principles and guidance [Системы энергетического менеджмента. Измерение энергетических характеристик с использованием энергобазовых линий (EnB) и индикаторов энергоэффективности (EnPI). Основные принципы и рекомендации]
[17]	ISO 80000	Quantities and units (Величины и единицы)
[18]	IEC 80000	Quantities and units (Величины и единицы)
[19]	IEC 60027 (все части)	Letter symbols to be used in electrical technology (Обозначения буквенные, применяемые в электротехнике)
[20]	IEC 61360 (все части)	Standard data element types with associated classification scheme (Стандартные типы элементов данных с ассоциированной схемой классификации)
[21]	IEC 61512-1	Batch control - Part 1: Models and terminology [Управление периодическими (технологическими) процессами. Часть 1. Модели и терминология]
[22]	IEC 61987-1	Industrial-process measurement and control - Data structures and elements in process equipment catalogues - Part 1: Measuring equipment with analogue and digital output (Измерение и контроль промышленных процессов. Структуры данных и элементы в каталогах промышленного оборудования. Часть 1. Измерительная аппаратура с аналоговыми и цифровыми выходами)
[23]	IEC 61987-11	Industrial-process measurement and control - Data structures and elements in process equipment catalogues - Part 11: List of properties (LOPs) of measuring equipment for electronic data exchange - Generic structures [Измерение и контроль промышленных процессов. Структуры данных и элементы в каталогах промышленного оборудования. Часть 11. Перечень свойств (LOP) измерительной аппаратуры для электронного обмена данными. Общие структуры]
[24]	IEC 62056 (все части)	Electricity metering data exchange (Обмен данными при измерении электрической энергии)
[25]	IEC 62264-1	Enterprise-control system integration - Part 1: Models and terminology (Интеграция систем управления предприятием. Часть 1. Модели и терминология)
[26]	IEC 62264-2	Enterprise-control system integration - Part 2: Object and attributes for enterprise-control system integration (Интеграция систем управления предприятием. Часть 2. Объекты и атрибуты для интеграции систем управления предприятием)
[27]	IEC 62264-3	Enterprise-control system integration - Part 3: Activity models of manufacturing operations management (Интеграция систем управления предприятием. Часть 3. Модели деятельности при управлении производственными процессами)
[28]	IEC 62430	Environmentally conscious design for electrical and electronic products (Экологически выдержанный проект для электрических и электронных изделий)
[29]	IEC 62474	Material declaration for products of and for the electrotechnical industry (Декларация о материалах изделий электротехнической промышленности и для этой промышленности)
[30]	IEC TR 62794	Industrial-process measurement, control and automation - Reference model for representation of production facilities (digital factory) [Измерение, контроль и автоматизация промышленных процессов. Эталонная модель для представления промышленных предприятий (цифрового производства)]
[31]	Международное энергетическое агентство. Статистические данные о выбросах СO 2 при сжигании топлива, Highlights 2012. www.iea.org/co2highlights/co2highlights.pdf
[32]	Технология ODVA, Краткий обзор. http://www.odva.Org/Portals/0/Library/Publications_Numbered/PUB00265RI ODVA Technology At а Glance Energy Awareness.pdf
[33]	Согласованная на глобальном уровне система классификации и маркировки химических веществ, 4-е изд., 2011. http://www.unece.org/fileadmin/DAM/trans/danger/publi/ghs/ghs_rev04/English/ST-SG-AC10-30-Rev4e.pdf
[34]	Программа США по добровольному ведению отчетности о выбросах парниковых газов 2011. http://www.eia.qov/oiaf/1605/coefficients. html
[35]	Отчет WNA. Сравнение жизненных циклов выбросов парниковых газов различными источниками выработки электроэнергии, http://www.world-nuclear.orq/urjloadedFiles/orq/WNA/Publications/Working_Group_Reports/comparison_of_life_cvcle.pdf
[36]	Структура данных информационной базы машин. Райнер Бедерт, Людвиг Лерс, Стив Зупончич, ODVA 2015 Отраслевая конференция и 17-е ежегодное собрание. Октябрь 13-15. 2015, https://www.odva.orga/Portals/0/Library/Conference/2015_ODVA_Conference-Beudert-Leurs-Zuponcic-Standard-Data-Structures-for-Machinery-FINAL.pdf