ISA-88 (häufig auch S88 genannt, IEC 61512 / DIN EN 61512) ist ein internationaler Standard für chargenorientierte Fahrweise (Batch Control). Er liefert Modelle und Terminologie, um Anlagen und Rezepte strukturiert zu beschreiben – unabhängig von Hersteller, Steuerung oder Software.
Wichtiger Punkt: ISA-88 ist keine konkrete Software-Spezifikation, sondern eine Designphilosophie für die Gestaltung von Prozessen, Anlagenstrukturen und Rezepten.
Ziele von ISA-88:
einheitliche Sprache für Batch Control,
Trennung von Verfahren (Rezepte) und Equipment,
Wiederverwendbarkeit und Modularität von Steuerungsfunktionen,
einfachere Integration zwischen Leitsystem, MES und Automatisierung.
Ursprünglich für Batch-Prozesse (Pharma, Chemie) entwickelt, wird ISA-88 heute auch über Batch hinaus als Referenzmodell für viele Industrieprozesse genutzt.
ISA-88 definiert mehrere hierarchische Modelle, die zusammen ein vollständiges Bild aus Prozess, Anlage und Rezept ergeben.
Das Prozessmodell beschreibt den verfahrenstechnischen Ablauf – unabhängig von der Anlage. Es besteht aus:
Process → gesamter Prozess
Process Stages → Hauptabschnitte
Process Operations → logische Arbeitsschritte
Process Actions → elementare Prozessaktionen
Dieses Modell ist Basis für „geräteunabhängige“ Prozessdefinitionen (z. B. in General- oder Site-Recipes).
Das physikalische Modell beschreibt die Anlagenhierarchie:
Wesentlich ist die strikte Trennung von Verfahren und Equipment: Prozesslogik wird nicht fest in eine einzelne Steuerung „einbetoniert“, sondern auf eine wiederverwendbare Struktur von Einheiten, Equipment-Modulen und Control-Modulen gemappt. (Wikipedia)
Das prozedurale Kontrollmodell beschreibt, wie eine Charge gefahren wird – also die Ablaufsteuerung eines Rezepts: (Wikipedia)
Recipe Procedure
Unit Procedures
Operations
Phases
Phasen sind dabei die ausführbaren Bausteine, die auf Equipment-/Control-Module gemappt werden. Genau hier entsteht die Modularität: Gleiche Phasenlogik, anderes Equipment – oder umgekehrt. (SG Systems Global)
ISA-88 unterscheidet vier Rezepttypen: (Wikipedia)
General Recipe
Site Recipe
Master Recipe
Control Recipe
Ein Rezept besteht aus:
Header (Stammdaten)
Formula (Stoff- und Produktionsdaten)
Equipment Requirements
Recipe Procedure
weiteren, relevanten Informationen
So können Rezepte sauber von Produktdefinition (General/Site) über Anlagen-spezifische Master Recipes bis hin zum laufenden Control Recipe (für die einzelne Charge) heruntergebrochen werden. (gmpua.com)
Auch wenn ISA-88 aus der Batch-Welt stammt, sind die Prinzipien heute Best Practice für MES- und Cloud-MES-Architekturen – auch in diskreter Fertigung:
Trennung von Rezept/Verfahren und Equipment
Verfahrenslogik (Unit Procedures, Operations, Phases) ist nicht hart an eine SPS gebunden.
Gleiche Prozesslogik kann auf unterschiedlichen Maschinen / Units laufen.
Modularisierung & Wiederverwendung
Phasen, Operations und Equipment-Module sind wiederverwendbare Bausteine.
Änderungen werden an zentralen Modulen durchgeführt – nicht in hunderten Einzelskripten.
Klarer Anlagenbaum
Enterprise/Site/Area/Process Cell/Unit-Struktur ist direkt auf MES-/ISA-95-Modelle übertragbar.
Bessere Kommunikation & Spezifikation
Engineering, Automatisierung, Qualität und IT sprechen über dieselben Modelle und Begriffe.
Lastenhefte, Funktionsspezifikationen und MES-Modellierung werden konsistenter.
ISA-95 erweitert die Modellwelt von ISA-88 auf die Unternehmens- und Betriebsleitebene (Level 3/4), z. B. für MES-Funktionalität, Produktionsplanung und Informationsmodelle.
Kombiniert ergeben ISA-88 und ISA-95:
saubere OT-Modelle (Anlage, Rezept, Batch, Phasen),
saubere IT-Modelle (Operations, Aufträge, Material, Personal, Equipment),
eine Blaupause für MES-, MOM- und Digital-Factory-Architekturen.
Für moderne Cloud-MES-Ansätze ist diese Trennung entscheidend, um:
Standardfunktionen (OEE, Traceability, Batches, Recipes) generisch anzubieten,
trotzdem werks- und anlagenspezifische Besonderheiten sauber zu modellieren,
und Integrationen zu Leitsystemen, ERP und PLM nicht jedes Mal neu zu erfinden.