ISO 15926

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

El título " Sistemas de automatización industrial e integración: integración de datos del ciclo de vida para plantas de proceso, incluidas las instalaciones de producción de petróleo y gas ", es considerado demasiado limitado por los desarrolladores actuales de la norma ISO 15926. Después de haber desarrollado un modelo de datos genérico y una biblioteca de datos de referencia para plantas de proceso, resultó que este tema ya es tan amplio que, en realidad, se puede modelar con él cualquier información de estado.

En 1991, se creó un proyecto de investigación ESPRIT de la Unión Europea , denominado ProcessBase. El objetivo de este proyecto de investigación era desarrollar un modelo de datos para la información del ciclo de vida de una instalación que se ajustara a los requisitos de las industrias de procesos. Cuando finalizó el proyecto, se había creado un consorcio de empresas implicadas en las industrias de procesos: EPISTLE (European Process Industries STEP Technical Liaison Executive). Inicialmente, los miembros eran empresas individuales, pero más tarde la situación cambió y tres consorcios nacionales fueron 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 pasó a llamarse USPI).

EPISTLE se hizo cargo del trabajo del proyecto ProcessBase. Inicialmente, este trabajo implicaba una norma llamada ISO 10303-221 (conocida como " STEP AP221"). En esa AP221 vimos, por primera vez, un Anexo M con una lista de instancias estándar del modelo de datos AP221, incluidos los tipos de objetos. Estas instancias estándar serían de referencia y actuarían como una base de conocimiento con información sobre los tipos de objetos. A principios de los noventa, EPISTLE inició una actividad para ampliar el Anexo M para convertirlo en una biblioteca de dichas clases de objetos y sus relaciones: STEPlib. En las actividades de STEPlib, un grupo de aproximadamente 100 expertos en el dominio de los tres consorcios miembros, distribuidos en las diversas especialidades (por ejemplo, electricidad, tuberías, equipos rotativos, etc.), trabajaron juntos para definir las "clases principales".

El desarrollo de STEPlib se amplió con muchas clases adicionales y relaciones entre clases y se publicó como datos de código abierto . Además, los conceptos y tipos de relación de los modelos de datos AP221 e ISO 15926-2 también se agregaron al diccionario STEPlib. Esto dio como resultado el desarrollo de Gellish English , mientras que STEPlib se convirtió en el diccionario Gellish English . Gellish English es un subconjunto estructurado del inglés natural y es un lenguaje de modelado adecuado para el modelado de conocimiento , el modelado de productos y el intercambio de datos . Se diferencia de los lenguajes de modelado convencionales ( metalienguajes ) que se utilizan en la tecnología de la información, ya que no solo define conceptos genéricos, sino que también incluye un diccionario de inglés. La capacidad de expresión semántica de Gellish English aumentó significativamente al ampliar el número de tipos de relación que se pueden usar para expresar conocimiento e información.

Por razones técnicas de modelado, POSC/Caesar propuso otra norma distinta de ISO 10303 , denominada ISO 15926. EPISTLE (e ISO) apoyaron esa propuesta y continuaron el trabajo de modelado, redactando así la Parte 2 de ISO 15926. Esta Parte 2 tiene estatus oficial de ISO IS (Norma Internacional) desde 2003.

POSC/Caesar comenzó a crear su propia biblioteca de datos de referencia (RDL). Añadieron muchas clases especializadas, por ejemplo, para tuberías y accesorios de tuberías ANSI (American National Standards Institute). Mientras tanto, STEPlib siguió existiendo, impulsada principalmente por algunos miembros de USPI. Como estaba claro que no era del interés de la industria tener dos bibliotecas para, en esencia, el mismo conjunto de clases, el Consejo de Administración de EPISTLE decidió que las clases principales de las dos bibliotecas se fusionarían en la Parte 4 de la norma ISO 15926. Este proceso de fusión ha finalizado. La Parte 4 debería actuar como datos de referencia para la Parte 2 de la norma ISO 15926, así como para la norma ISO 10303-221 y reemplazó su Anexo M. El 5 de junio de 2007, la norma ISO 15926-4 se aprobó como TS (Especificación Técnica).

En 1999 se empezó a trabajar en una versión anterior de la Parte 7. Inicialmente, se basaba en el esquema XML (la única recomendación útil del W3C disponible en ese momento), pero cuando se puso a disposición el lenguaje de ontología web (OWL) quedó claro que proporcionaba un entorno mucho más adecuado para la Parte 7. La Parte 7 pasó la primera votación de la ISO a finales de 2005 y se inició un proyecto de implementación. Se programó una votación formal para la 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.

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. Se estimó que el costo de la interoperabilidad inadecuada era de 5.800 millones de dólares por año. El informe completo tiene más de 200 páginas. ^[1]

La norma ISO 15926 consta de trece partes (a febrero de 2022):

• Parte 1 - Descripción general y principios fundamentales
• Parte 2 - Modelo de datos ^[2]
• Parte 3 - Datos de referencia para geometría y topología
• Parte 4 - Datos de referencia, los términos utilizados en 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 la plantilla
• Parte 8 - Implementación de OWL/RDF
• Parte 9 - Estándares de implementación, con foco en servidores web estándar, servicios web y seguridad (en desarrollo)
• Parte 10 - Pruebas de conformidad
• Parte 11 - Metodología para el uso industrial simplificado de datos de referencia (en desarrollo)
• Parte 12 - Ontología de integración del ciclo de vida en el lenguaje de ontología web (OWL2)
• Parte 13 - Planificación integrada del ciclo de vida de los activos

El modelo y la biblioteca son adecuados para representar información del ciclo de vida de las instalaciones técnicas y sus componentes.

También pueden utilizarse para definir los términos utilizados en los catálogos de productos en el comercio electrónico . Otro uso, más limitado, de la norma es como clasificación de referencia para fines de armonización entre bases de datos compartidas y catálogos de productos que no se basan en la ISO 15926.

El objetivo de la norma ISO 15926 es proporcionar una lengua franca para los sistemas informáticos, integrando así la información que estos producen. Aunque está pensada para las industrias de procesos con grandes proyectos que involucran a muchas partes y que implican operaciones y mantenimiento de plantas que duran décadas, la tecnología puede ser utilizada por cualquier persona que desee establecer un vocabulario adecuado de datos de referencia en línea con la Parte 4.

En la Parte 7 se introduce el concepto de Plantillas. Se trata de construcciones semánticas que utilizan entidades de la Parte 2 y que representan una pequeña porción de información. Estas construcciones se asignan luego a clases más eficientes de relaciones n-arias que interconectan los nodos que participan en la información representada.

En la Parte 8, las Plantillas de la Parte 7 se definen en OWL y se instancian en RDF. Para fines de validación y razonamiento, todas se representan también en lógica de primer orden.

En la Parte 9, estas instancias de Node y Template se almacenan en un almacén triple RDF , configurado según un esquema estándar y una API. Cada sistema informático participante asigna sus datos desde su formato interno a dichas instancias de Node y Template que cumplen con los estándares ISO.

Los datos pueden "transferirse" de un almacén triple a otro en los casos en que se transfiere la custodia de los datos (por ejemplo, de un contratista a un propietario de planta, o de un fabricante a los propietarios de los bienes fabricados). La transferencia puede ser para una parte de todos los datos, manteniendo al mismo tiempo la integridad referencial completa.

Los documentos son definibles por el usuario. Se definen en el esquema XML y, en esencia, son solo una estructura que contiene celdas que hacen referencia a instancias de plantillas. Esto representa una vista de todos los datos del ciclo de vida: dado que el modelo de datos es un modelo 4D (espacio-tiempo), es posible presentar los datos que fueron válidos en un momento dado, lo que proporciona un registro histórico verdadero. Se espera que esto se utilice para la minería de conocimiento.

Los datos se pueden consultar mediante SPARQL . En cualquier implementación se puede involucrar un número restringido de almacenes triples , con diferentes derechos de acceso. Esto se hace mediante la creación de un servidor CPF (= Confederación de fachadas participantes). Un navegador de ontologías permite el acceso a uno o más almacenes triples en un CPF determinado, según los derechos de acceso.

Existen numerosos proyectos que trabajan en la ampliación de la norma ISO 15926 en diferentes áreas de aplicación.

En el marco de la aplicación de proyectos intensivos en capital se encuentran en marcha algunos proyectos de implementación cooperativos:

• 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 (petro)química, desde la especificación de los requisitos funcionales hasta los activos en operación.

Los proyectos finalizados incluyen:

• Proyecto EDRC de FIATECH: requisitos de captura de datos de equipos utilizando la norma ISO 15926 y evaluación de la conformidad. ^{[3] [4]}
• El Proyecto ADI de FIATECH, para construir las herramientas (que luego estarán disponibles en el dominio público)
  • Las herramientas y los resultados se pueden consultar en la base de conocimientos de la norma ISO 15926
• 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 WIP ISO 15926

La Asociación de la Industria Petrolera Noruega (OLF) ha decidido utilizar la norma ISO 15926 (también conocida como Ontología del Petróleo y el Gas ) como instrumento para integrar datos en distintas disciplinas y dominios empresariales para la industria Upstream del Petróleo y el Gas . Se la considera uno de los facilitadores de lo que se ha denominado la próxima (o segunda) generación de operaciones integradas , donde el objetivo es una mejor integración entre empresas. ^[5]

Los siguientes proyectos están actualmente en ejecución (mayo de 2009):

• El proyecto de Operaciones Integradas en el Alto Norte (IOHN) está trabajando en la extensión de la norma ISO 15926 para gestionar la transmisión y el (pre)procesamiento de datos en tiempo real para permitir la próxima generación de Operaciones Integradas .
• El proyecto Environment Web incluye términos y definiciones de informes ambientales tal como se utilizan en EnvironmentWeb de EPIM en la norma ISO 15926. ^[6]

Los proyectos finalizados incluyen:

• El proyecto Plataforma de Información Integrada (IIP) está trabajando en el establecimiento de un canal de información en tiempo real basado en estándares abiertos. Trabajó, entre otras cosas, en:
  • Informe diario de perforación (DDR) que incluye todos los términos y definiciones de la norma ISO 15926. Esta norma se volvió obligatoria el 1 de febrero de 2008 ^[7] para los informes sobre la Plataforma Continental Noruega que elaboran la Dirección Noruega del Petróleo (NPD) y la Autoridad de Seguridad de Noruega (PSA). ^[8] La NPD afirma que la calidad de los informes ha mejorado considerablemente desde entonces.
  • Informe diario de producción (DPR) que incluye todos los términos y definiciones de la norma ISO 15926. Esta norma se probó con éxito en los campos Valhall ( operado por BP ) y Åsgard ( operado por StatoilHydro ) en alta mar de Noruega. ^[9] La terminología y los esquemas XML desarrollados también se han incluido en el estándar PRODML de Energistics .

Uno de los principales requisitos era (y sigue siendo) que el alcance del modelo de datos cubriera todo el ciclo de vida de una instalación (por ejemplo, una refinería de petróleo) y sus componentes (por ejemplo, tuberías, bombas y sus partes, etc.). Dado que una instalación de este tipo durante un período tan prolongado implica muchos tipos diferentes de actividades en una gran cantidad de objetos diferentes, quedó claro que se requeriría un modelo de datos genérico y basado en datos.

Un ejemplo sencillo lo ilustrará. Hay miles de tipos diferentes de objetos físicos en una instalación (bombas, compresores, tuberías, instrumentos, fluidos, etc.). Cada uno de ellos tiene muchas propiedades. Si todas las combinaciones se modelaran de forma "codificada", la cantidad de combinaciones sería asombrosa e inmanejable.

La solución es una "plantilla" que representa la semántica de: "Este objeto tiene una propiedad de X yyyy" (donde yyyy es la unidad de medida). Cualquier instancia de esa plantilla hace referencia 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 bloqueado en frío")
• tipo de propiedad base (aquí: tiempo)
• escala (aquí: segundos)

Sin poder hacer referencia a dichas clases, vía Internet, será imposible expresar esta información.

• 15926.org: Un foro para debates sobre ISO 15926 y colaboración en equipo.
• iringtoday.com: - Una comunidad de liderazgo intelectual en línea sobre ISO 15926 orientada a la gestión de ingeniería.
• Editor .15926 Software de código abierto para ver, editar y verificar datos ISO 15926.
• XMpLant: una herramienta de traducción para convertir datos CAD de plantas y procesos 2D y 3D a ISO 15926
• Contra la idiosincrasia en el desarrollo de ontologías: un estudio crítico de la norma ISO 15926 y de las afirmaciones realizadas en su nombre.
• Una respuesta a "Contra la idiosincrasia en el desarrollo de ontologías": Una refutación de "Contra la idiosincrasia en el desarrollo de ontologías".