UNS alapú referencia architektúra ISA-88 kompatibilis elektronikus gyártásnaplóhoz kisüzemi szeszfőzdék számára

A UNS Based Reference Architecture for ISA-88 Compliant Electronic Batch Records in Artisanal Distillery SMEs

Absztrakt

Small and medium-sized distilleries face increasing regulatory pressure for batch traceability, yet lack a cost-effective pathway to digitalize production records. Commercial Manufacturing Execution Systems (MES) are prohibitively expensive, while paper-based methods are error-prone and fail traceability requirements. Despite the availability of affordable IoT sensors and open-source middleware, no published reference architecture integrates these into a standards-compliant system for batch-process SMEs. This paper proposes a reference architecture mapping ISA-88's three complementary models onto a Unified Namespace (UNS) using open-source components (MQTT, InfluxDB, Node-RED, Grafana). The proposed architecture is implemented and evaluated on an instrumented distillery testbed, demonstrating automated electronic Batch Record (eBR) generation from sensor data, manual inputs, and laboratory results across the full production cycle.

Kivonat

A kis- és közepes méretű szeszfőzdék egyre növekvő szabályozási nyomással szembesülnek a gyártási tételek nyomonkövethetősége terén, mégsem rendelkeznek költséghatékony megoldással a gyártási dokumentáció digitalizálásához. A kereskedelmi gyártásvégrehajtási rendszerek (MES) megfizethetetlen költségűek, a papíralapú módszerek pedig hibára hajlamosak és nem felelnek meg a nyomonkövethetőségi követelményeknek. A megfizethető IoT szenzorok és nyílt forráskódú eszközök ellenére nem létezik publikált referencia architektúra, amely ezeket szabványos rendszerbe integrálja szakaszos gyártású KKV-k számára. A dolgozat egy referencia architektúrát javasol, amely az ISA-88 három egymást kiegészítő modelljét Egységesített Névtérre (UNS) képezi le nyílt forráskódú komponensekkel (MQTT, InfluxDB, Node-RED, Grafana). A javasolt architektúra megvalósítása és kiértékelése műszerezett desztillációs kísérleti környezetben történik, bemutatva az automatikus elektronikus gyártásnapló (eBR) generálását szenzor-, kézi és laboratóriumi adatokból a teljes gyártási ciklus mentén.