ISO 15926 - Enciclopedia

La ISO 15926 es un estándar para la integración, el intercambio y la transferencia de datos entre sistemas informáticos.

El título "Sistemas de automatización industrial e integración - Integración de datos de ciclo de vida para plantas de procesos, incluyendo instalaciones de producción de petróleo y gas", es considerado demasiado restrictivo por los desarrolladores actuales de la ISO 15926. Después de desarrollar un modelo de datos genérico y una biblioteca de datos de referencia para plantas de procesos, resultó que este tema es tan amplio, que realmente cualquier información de estado puede ser modelada con él.

Historia
En 1991 comenzó un proyecto ESPRIT de la Unión Europea llamado ProcessBase. El enfoque de este proyecto de investigación fue desarrollar un modelo de datos para la información del ciclo de vida de una instalación que cumpliese con los requisitos de la industria de procesos. Al finalizar el proyecto, se estableció un consorcio de empresas involucradas en la industria de procesos: EPISTLE (Executive de Liaison Técnica de la Industria de Procesos Europea). Inicialmente, las empresas eran miembros individuales, pero más tarde esto cambió y se convirtió en una situación donde tres consorcios nacionales eran los únicos miembros: PISTEP (Reino Unido), POSC/Caesar (Noruega) y USPI-NL (Países Bajos). (más tarde PISTEP se fusionó con POSC/Caesar y USPI-NL fue renombrado a USPI).

EPISTLE tomó el trabajo del proyecto ProcessBase. Inicialmente, este trabajo involucraba un estándar llamado ISO 10303-221 (conocido como "STEP AP221"). En ese AP221 vimos, por primera vez, un Anexo M con una lista de instancias estándar del modelo de datos AP221, incluyendo tipos de objetos. Estas instancias estándar serían para referencia y actuarían como una base de conocimientos con conocimientos sobre los tipos de objetos.

A principios de la década de 1990, EPISTLE comenzó una actividad para extender el Anexo M para convertirse en una biblioteca de tales clases de objetos y sus relaciones: STEPlib. En las actividades de STEPlib, un grupo de aproximadamente 100 expertos del dominio de los tres consorcios miembros, distribuidos en diversas especialidades (por ejemplo, eléctricas, tuberías, equipos rotativos, etc.), trabajaron juntos para definir las "clases básicas".

El desarrollo de STEPlib se extendió con muchas clases adicionales y relaciones entre clases y se publicó como datos de código abierto. Además, los conceptos y tipos de relaciones del modelo de datos AP221 y ISO 15926-2 se añadieron también al diccionario STEPlib. Esto resultó en el desarrollo del Gellish English, mientras que STEPlib se convirtió en el diccionario Gellish English. El Gellish English es un subconjunto estructurado del inglés natural y es un lenguaje de modelado adecuado para modelado de conocimiento, modelado de productos y intercambio de datos. Diferente de los lenguajes de modelado convencionales (meta-lenguajes) utilizados en la tecnología de la información, no solo define conceptos genéricos, sino que también incluye un diccionario en inglés. La capacidad de expresión semántica del Gellish English se incrementó significativamente al ampliar el número de tipos de relaciones que pueden utilizarse para expresar conocimiento e información.

Por razones técnicas de modelado, POSC/Caesar propuso otro estándar que no era ISO 10303, llamado ISO 15926. EPISTLE (y ISO) apoyaron esa propuesta y continuaron el trabajo de modelado, escribiendo así el Parte 2 de la ISO 15926. Esta Parte 2 tiene estatus oficial de ISO IS (Estándar Internacional) desde 2003.

POSC/Caesar comenzó a reunir su propia RDL (Biblioteca de Datos de Referencia). Añadieron muchas clases especializadas, por ejemplo, para tuberías y accesorios de tuberías del Instituto Nacional de Estándares Americanos (ANSI). Mientras tanto, STEPlib continuó su existencia, impulsada principalmente por algunos miembros de USPI. Dado que estaba claro que no era en el interés de la industria tener dos bibliotecas para, esencialmente, el mismo conjunto de clases, el Consejo de Gestión de EPISTLE decidió que las clases básicas de ambas bibliotecas se integrarían en la Parte 4 de la ISO 15926. Este proceso de integración se completó. La Parte 4 debería actuar como datos de referencia para la Parte 2 de la ISO 15926, así como para la ISO 10303-221 y reemplazar su Anexo M. El 5 de junio de 2007, la ISO 15926-4 fue aprobada como una TS (Especificación Técnica).

En 1999 comenzó el trabajo en una versión anterior de la Parte 7. Inicialmente, esto se basaba en XML Schema (la única recomendación útil del W3C disponible en ese momento), pero cuando se hizo disponible el Lenguaje de Ontología Web (OWL), resultó que proporcionaba un entorno mucho más adecuado para la Parte 7. La Parte 7 aprobó el primer球的 ISO a finales de 2005 y comenzó un proyecto de implementación. Se planeó una votación formal para TS (Especificación Técnica) para diciembre de 2007. Sin embargo, se decidió entonces dividir la Parte 7 en más de una parte, porque el alcance era demasiado amplio.

Necesidad de ISO 15926
En 2004, el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología (NIST) publicó un informe sobre el impacto de la falta de interoperabilidad digital en la industria de proyectos de capital. Estimaron que el costo de la interoperabilidad inadecuada era de 5.8 mil millones de dólares al año. El informe completo tiene más de 200 páginas.

El estándar
La ISO 15926 tiene trece partes (hasta febrero de 2022):

Parte 1 - Visión general y principios fundamentales
Parte 2 - Modelo de datos
Parte 3 - Datos de referencia para geometría y topología
Parte 4 - Datos de referencia, los términos utilizados dentro de las instalaciones para la industria de procesos
Parte 6 - Metodología para el desarrollo y validación de datos de referencia (en desarrollo)
Parte 7 - Metodología de plantillas
Parte 8 - Implementación OWL/RDF
Parte 9 - Estándares de implementación, con un enfoque en servidores web estándar, servicios web y seguridad (en desarrollo)
Parte 10 - Pruebas de conformidad
Parte 11 - Metodología para el uso simplificado de datos de referencia en la industria (en desarrollo)
Parte 12 - Ontología de integración de ciclo de vida en Lenguaje de Ontología Web (OWL2)
Parte 13 - Planificación de activos de ciclo de vida integrado

= Descripción =
El modelo y la biblioteca son adecuados para representar información del ciclo de vida sobre instalaciones técnicas y sus componentes. También se pueden utilizar para definir los términos utilizados en catálogos de productos en el comercio electrónico. Otra, más limitada, aplicación del estándar es como clasificación de referencia para la armonización entre bases de datos compartidas y catálogos de productos que no se basan en la ISO 15926.

El propósito de la ISO 15926 es proporcionar una Lingua Franca para los sistemas informáticos, integrando así la información producida por ellos. Aunque se estableció para la industria de procesos con proyectos de gran envergadura que involucran a muchos actores, y que involucran operaciones y mantenimiento de plantas durante décadas, la tecnología puede ser utilizada por cualquier persona dispuesta a establecer un vocabulario de datos de referencia adecuado en línea con la Parte 4.

En la Parte 7 se introduce el concepto de Plantillas. Estas son construcciones semánticas, utilizando entidades de la Parte 2, que representan una pequeña pieza de información. Estas construcciones luego se mapean a clases más eficientes de relaciones n-arias que interconectan los Nodos que participan en la información representada.

En la Parte 8 se definen las Plantillas de la Parte 7 en OWL e instancian en RDF. Para fines de validación y razonamiento, todo se representa también en Lógica de Primer Orden.

En la Parte 9 se almacenan estas instancias de Nodos y Plantillas en un triple store de RDF, configurado según un esquema estándar y una API.

Cada sistema informático participante mapea sus datos desde su formato interno a instancias estándar de Nodos y Plantillas de la ISO. Los datos pueden "transferirse" de un triple store a otro en casos donde se transfiera la custodia de los datos (por ejemplo, de un contratista al propietario de la planta, o de un fabricante a los propietarios de los bienes fabricados). La transferencia puede ser de parte o de todos los datos, manteniendo la integridad referencial completa.

Los documentos son definibles por el usuario. Se definen en XML Schema y, esencialmente, solo son una estructura que contiene celdas que hacen referencia a instancias de Plantillas. Esto representa una vista de todos los datos del ciclo de vida: ya que el modelo de datos es un modelo 4D (espacio-tiempo), es posible presentar los datos que eran válidos en cualquier momento dado, proporcionando así un verdadero registro histórico. Se espera que esto se utilice para Minería de Conocimiento.

Los datos pueden consultarse mediante SPARQL. En cualquier implementación, puede involucrarse una cantidad limitada de triple stores, con diferentes derechos de acceso. Esto se hace creando un CPF Server (= Confederación de Participantes de Fachadas). Un explorador de ontologías permite acceder a uno o más triple stores en un CPF dado, dependiendo de los derechos de acceso.

Proyectos y aplicaciones
Hay varios proyectos trabajando en la extensión del estándar ISO 15926 en diferentes áreas de aplicación.

= Proyectos de gran inversión =
Dentro de la aplicación de proyectos de gran inversión, algunos proyectos de implementación en cooperación están en marcha:

El proyecto DEXPI: El objetivo de DEXPI es desarrollar y promover un estándar general para la industria de procesos que cubra todas las fases del ciclo de vida de una planta de (petróleo-)química, desde la especificación de requisitos funcionales hasta los activos en operación.

Proyectos finalizados incluyen:

El proyecto EDRC de FIATECH, Capturing Equipment Data Requirements Using ISO 15926 and Assessing Conformance.
El proyecto ADI de FIATECH, para construir las herramientas (que luego se pondrán a disposición del dominio público)
Las herramientas y los productos se pueden ver en la base de conocimientos ISO 15926.
El proyecto IDS de la Asociación POSC Caesar, para definir los modelos de productos necesarios para las hojas de datos.
Un proyecto conjunto ADI-IDS es el ISO 15926 WIP

= Industria de petróleo y gas de explotación =
La Asociación de la Industria Petrolera Noruega (OLF) ha decidido utilizar la ISO 15926 (también conocida como la Ontología de Petróleo y Gas) como el instrumento para integrar datos a través de disciplinas y dominios de negocios para la industria de explotación de petróleo y gas. Se considera uno de los facilitadores de lo que se ha llamado la próxima (o segunda) generación de Operaciones Integradas, donde la mejor integración entre empresas es el objetivo.

Los siguientes proyectos están en curso (mayo de 2009):

El proyecto de Operaciones Integradas en el Norte (IOHN) está trabajando en extender la ISO 15926 para manejar la transmisión y (pre-)procesamiento de datos en tiempo real para permitir la próxima generación de Operaciones Integradas.
El proyecto de la Web del Ambiente para incluir términos y definiciones de informes ambientales utilizados en EPIM's EnvironmentWeb en la ISO 15926.
Proyectos finalizados incluyen:

El proyecto de Plataforma de Información Integrada (IIP) está trabajando en establecer una tubería de información en tiempo real basada en estándares abiertos. Trabajó entre otros en:
Informe Diario de Drilling (DDR) para incluir todos los términos y definiciones en la ISO 15926. Este estándar se convirtió en obligatorio el 1 de febrero de 2008 para informar sobre el Mar del Norte por la Dirección de Petróleo Noruego (NPD) y la Autoridad de Seguridad Noruega (PSA). NPD dice que la calidad de los informes ha mejorado considerablemente.
Informe Diario de Producción (DPR) para incluir todos los términos y definiciones en la ISO 15926. Este estándar se probó con éxito en los campos offshore de Valhall (operado por BP) y Åsgard (operado por StatoilHydro) en Noruega. Los términos y esquemas XML desarrollados también se incluyeron en el estándar PRODML de Energistics.

Algunos antecedentes técnicos
Una de las principales exigencias fue (y sigue siendo) que el alcance del modelo de datos cubriera todo el ciclo de vida de una instalación (por ejemplo, refinería de petróleo) y sus componentes (por ejemplo, tuberías, bombas y sus partes, etc.). Dado que tal instalación durante un período tan largo implica muchos tipos diferentes de actividades en una multitud de objetos diferentes, resultó claro que se requeriría un modelo de datos genérico y orientado a datos.

Un ejemplo simple ilustrará esto. Hay miles de tipos diferentes de objetos físicos en una instalación (bombas, compresores, tuberías, instrumentos, fluidos, etc.). Cada uno de estos tiene muchas propiedades. Si todas las combinaciones se modelaran de manera "hard-coded", el número de combinaciones sería abrumador y inmanejable.

La solución es una "plantilla" que representa la semántica: "Este objeto tiene una propiedad de X yyyy" (donde yyyy es la unidad de medida). Cualquier instancia de esa plantilla se refiere a los datos de referencia aplicables:

objeto físico (por ejemplo, mi Motor de Inducción)
tipo de propiedad indirecta (por ejemplo, la clase "tiempo de rotor frío")
tipo de propiedad base (aquí: tiempo)
escala (aquí: segundos)

Sin poder hacer referencia a esas clases a través de Internet, será imposible expresar esta información.

Referencias


Enlaces externos
15926.org: Foro para discusiones de ISO 15926 y colaboración de equipos.
iringtoday.com Archivado el 6 de febrero de 2014: - Comunidad en línea de liderazgo en pensamiento sobre ISO 15926 orientada a la gestión de ingeniería.
.15926 Editor: Software de código abierto para ver, editar y verificar datos ISO 15926.
XMpLant: Herramienta de traducción para convertir datos de CAD de plantas y procesos 2D y 3D a ISO 15926
Contra la Idiosincrasia en el Desarrollo de Ontologías: Estudio crítico de la ISO 15926 y de las afirmaciones hechas en su nombre.
Una Respuesta a "Contra la Idiosincrasia en el Desarrollo de Ontologías": Rebutical de "Contra la Idiosincrasia en el Desarrollo de Ontologías".