Working Smarter by IoT & Digital Transformation

Vai trò của MES trong thế giới IIoT

0 27

Khi Internet vạn vật công nghiệp (IIoT) tiếp tục đạt được động lực trong sản xuất, nhiều người tự hỏi về tương lai của các hệ thống thực thi sản xuất và mối quan hệ của chúng với các sáng kiến ​​số hóa.

Hệ thống MES có biến mất trong tương lai ?

Internet vạn vật công nghiệp (IIoT) chắc chắn đã bổ sung nhiên liệu cho sự chuyển đổi kỹ thuật số đang diễn ra trong sản xuất. Trên thực tế, lời hứa của nó đang khiến một số người tự hỏi làm thế nào một lớp phần mềm được thành lập lâu đời như các hệ thống thực thi sản xuất (Hệ thống MES ) giá rẻ đối mặt với IIoT và các công nghệ kỹ thuật số tương đối mới khác. Liệu các công nghệ như IIoT, điện toán đám mây và học máy có thực sự khiến Hệ thống MES trở nên lỗi thời?

Có lẽ là không, Tom Hechtman, chủ tịch và CEO của Sepasoft , người chỉ ra rằng Hệ thống MES không chỉ là một lớp phần mềm. Ngay cả ở cấp độ cơ bản nhất, nó thực hiện chức năng cốt lõi trong sản xuất bằng cách phối hợp thiết bị, vật liệu và con người để thực hiện các hoạt động sản xuất. Vì vậy, mọi cơ sở sản xuất đều có Hệ thống MES ở đâu đó. Đây có thể là trên giấy hoặc là nó có thể đã được số hóa. Nhưng Hệ thống MES không đột nhiên biến mất chỉ vì chúng tôi đã nghĩ ra thứ mới gọi là IIoT. Và đó không phải là người duy nhất tranh luận về điểm này.

A Production Order Scenario Image

Bản thân Hệ thống MES là một sáng kiến ​​số hóa, kể thêm Luigi De Bernardini, chủ tịch của Autoware Digital và CEO của Autoware, một thành viên của Hiệp hội các nhà tích hợp hệ thống kiểm soát được chứng nhận. Ông coi Hệ thống MES là số hóa quản lý thực thi sản xuất bằng cách thu thập, thao tác và phổ biến dữ liệu kỹ thuật số để cung cấp thông tin đúng, đúng người, vào đúng thời điểm để họ có thể nhanh chóng đưa ra quyết định tốt nhất.

Một Hệ thống MES góp phần số hóa các hoạt động sản xuất theo ít nhất hai cách quan trọng, theo Chris Rickey, lãnh đạo kỹ thuật toàn cầu cho Hệ thống MES tại Rockwell Automation .Trước tiên, nó cung cấp bối cảnh sản xuất cho mọi thứ khác. Nói cách khác, Hệ thống MES liên kết tất cả dữ liệu thu thập được các số liệu chất lượng, phả hệ, con người, hàng tồn kho và các tài nguyên sản xuất khác với một đơn đặt hàng công việc, lô, lô hoặc số sê-ri. Bối cảnh này sau đó tạo cơ sở cho một ma trận đa chiều để phân tích sản xuất.

Đóng góp thứ hai mà Hệ thống MES thực hiện để số hóa là áp dụng các quy tắc cho ma trận này để hướng dẫn sản xuất. Rickey so sánh sự đóng góp này với hệ thống định vị toàn cầu (GPS) định tuyến lại trình điều khiển dựa trên điều kiện lái xe, đường kín và giao thông hiện tại. Hệ thống MES có thể điều chỉnh tương tự một quy trình để phù hợp với các điều kiện hiện tại bằng cách tính đến các yếu tố như hàng tồn kho, thiết bị và con người. Sau đó, nó có thể hướng dẫn một người vận hành hoặc các công nhân khác thông qua các bước và nhiệm vụ cần thiết trong quy trình làm việc.

Các bộ điều khiển công nghiệp có thể lập trình cạnh, như EPIC Opto 22 Groov này, thu thập và tiền xử lý dữ liệu IIoT, sau đó có thể truyền nó tới MES và các hệ thống khác. Hình ảnh lịch sự Opto 22
Các bộ điều khiển công nghiệp có thể lập trình cạnh, như EPIC Opto 22 Groov này, thu thập và tiền xử lý dữ liệu IIoT, sau đó có thể truyền nó tới Hệ thống MES và các hệ thống khác. Hình ảnh lịch sự Opto 22

IIoT tăng cường số hóa

Các công nghệ mới hơn như IIoT, điện toán đám mây, học máy và trí tuệ nhân tạo (AI) là những công cụ có thể giúp thực hiện các sáng kiến ​​kỹ thuật số như Hệ thống MES . Họ có thể là người tạo điều kiện, ghi chú của De Bernardini. Họ có thể giúp chúng tôi thực hiện những điều không thể đạt được trước đây.

Tuy nhiên, ông và những người khác nhấn mạnh rằng các công nghệ mới hơn này là các công cụ hỗ trợ các sáng kiến ​​số hóa và không nhất thiết phải là sáng kiến. IIoT, ví dụ, là về các thiết bị liên quan đến việc gửi và nhận dữ liệu trên một mạng. Đây đơn giản là một đường dẫn truyền thông cho dữ liệu cần được sử dụng bằng cách nào đó, Robert giải thích Robert Miller, giám đốc sản phẩm cao cấp của Mitsubishi Electric Automatic .

Sử dụng công nghệ IIoT có thể giúp ích cho rất nhiều ứng dụng, nhưng đó không phải là ứng dụng. Anh ấy nói điều này bởi vì IIoT không thể tự tối ưu hóa sản xuất. Nó chỉ có thể cải tiến các ứng dụng có cách thức như Hệ thống MES , hệ thống lập kế hoạch tài nguyên doanh nghiệp hoặc hệ thống quản lý bảo trì để chuyển đổi dữ liệu thành thông tin có thể thực hiện được.

Do đó, Miller nghĩ rằng mối quan hệ giữa IIoT và Hệ thống MES tương tự như mạng công nghiệp với kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA). Càng giống như SCADA có thể sử dụng các mạng công nghiệp để liên lạc, vì vậy Hệ thống MES có thể sử dụng tương tự các thiết bị hỗ trợ IIoT để nhận hoặc gửi thông tin.

Kết quả hình ảnh cho MES IoT

Điều này không nên giảm vai trò của IIoT và các công nghệ khác trong hoạt động sản xuất. Một số môi trường đòi hỏi nhiều chức năng thu thập thông tin và dữ liệu hơn là quản lý các hoạt động vận hành, Keith Chambers nói, phó chủ tịch phần mềm quản lý hoạt động tại Aveva . Trong những trường hợp này, chức năng IIoT, điện toán đám mây và trực quan hóa và phân tích dữ liệu có thể sẽ chiếm một số chức năng mà một Hệ thống MES local đã cung cấp.

Điều này đặc biệt đúng trong các ngành công nghiệp chế biến, theo Cathal Strain, CEO của Neo PLM , nhà cung cấp các giải pháp quản lý vòng đời sản phẩm cho các công ty dược phẩm. Trong quá trình sản xuất, Hệ thống MES thường thay thế các hướng dẫn công việc trên giấy thường bằng cách đơn giản là giao dịch các tài liệu vật lý cho các thiết bị điện tử, theo ông. Ngoài ra, dữ liệu Hệ thống MES của Hệ thống MES thường là một nguồn không đáng tin cậy cho thông tin lô chính xác, đặc biệt là dấu thời gian sự kiện.

Vì lý do này, ông tin rằng các hệ thống thực thi hàng loạt và hệ thống kiểm soát quy trình dựa trên công thức sẽ đảm nhận việc thực hiện nhiều khu vực sản xuất hơn khi chuyển đổi kỹ thuật số. tiến bộ trong các ngành công nghiệp quy trình (industrial process).

Làm việc với cặp song sinh kỹ thuật số – Digital Twin

Mặc dù vậy, Chambers tại Aveva lưu ý rằng Hệ thống MES đã trở thành kho lưu trữ trung tâm cho dữ liệu vận hành, bảo trì và kỹ thuật không chỉ về tài sản riêng lẻ trong một nhà máy, mà cả toàn bộ hoạt động sản xuất. Trên thực tế, Hệ thống MES trở thành song sinh kỹ thuật số của nhà máy, một khái niệm cho phép trong số hóa. Sinh đôi này cho phép tối ưu hóa hoạt động và bảo trì của một tài sản, thông qua các ứng dụng nội bộ hoặc các dịch vụ kỹ thuật số bên ngoài, theo giải thích của Chambers. Nó hợp lý hóa việc áp dụng các công nghệ như trí tuệ nhân tạo và học máy để cung cấp các phân tích dự đoán và lập kế hoạch và lập kế hoạch theo quy định.

Sự xuất hiện của người anh em song sinh này cũng cho phép chuyển đổi cách thức thực hiện công việc và cách mọi người cộng tác, tiếp tục Cham Chambers. Ông chỉ ra các thiết bị di động hỗ trợ quản lý quy trình làm việc bằng cách cho công nhân truy cập vào các hướng dẫn và biểu mẫu công việc để thu thập dữ liệu.

IIoT đóng góp cho nỗ lực này bằng cách đơn giản hóa và giảm chi phí thực hiện các kết nối cần thiết trong một nhà máy và thậm chí trên một số địa điểm. Mặc dù áp dụng IIoT cho các máy, có thể khắc phục được những hạn chế của các công nghệ thông thường, Chambers lưu ý rằng, II IIT về cơ bản hơn về máy thông minh hoặc sản phẩm thông minh. , ông coi Hệ thống MES là nơi mà một bộ sưu tập máy móc thông minh có thể được kết nối với nhau và với các tài sản khác, và sau đó có thể được chuyển đổi thành một nhà máy thông minh.

Dữ liệu từ Hệ thống MES cũng có thể đơn giản hóa việc phát triển các ứng dụng học máy và trí tuệ nhân tạo. Những người ước tính có thể sử dụng 80% nỗ lực trong học máy được dành cho việc xử lý trước dữ liệu để dọn dẹp dữ liệu. Nỗ lực này thường không cần thiết đối với dữ liệu đến từ Hệ thống MES vì Hệ thống MES phù hợp với dữ liệu trong bối cảnh lớn hơn, một quá trình có xu hướng gắn cờ dữ liệu không chính xác để có thể khắc phục ngay.

Một cách khác mà Hệ thống MES có thể hỗ trợ học máy và AI là xác nhận kết quả. Học máy và trí thông minh nhân tạo phải được đào tạo chống lại các câu trả lời hợp lệ đã biết, ghi chú của Hechtman. Hệ thống MES có thể là một nguồn tuyệt vời.

Ví dụ: thông thường để cung cấp các chỉ số hiệu suất chính như OEE [hiệu quả thiết bị tổng thể] cho một nền tảng học máy.

Hệ thống MES phải phát triển

Để một Hệ thống MES tiếp tục tham gia vào một thế giới IIoT, nó sẽ cần phải trải qua một số thay đổi. Clint Wenthur, Sr., giám đốc kỹ thuật hệ thống sản xuất toàn cầu tại Plexus cho biết, cốt lõi của Hệ thống MES phải được thiết kế theo cách có thể mở rộng quy trình sản xuất luôn thay đổi .

Ví dụ, một Hệ thống MES với các thành phần học sâu bổ sung sẽ có thể xác định các xu hướng phức tạp xác định bước tốt nhất tiếp theo so với chỉ thông báo.

Nhiều Hệ thống MES lớn, di sản cũng sẽ cần hiện đại hóa với các dịch vụ siêu nhỏ hỗ trợ giao thức IIoT. Điều này sẽ cho phép Hệ thống MES tiếp tục quản lý các quy tắc sản xuất, nhưng cho phép một mặt trận IIoT sử dụng các dịch vụ đó cho phù hợp với tình huống trong khi Hệ thống MES đảm bảo các quy tắc được tuân thủ, thì thêm Rickey.

Hechtman thấy các mô hình truyền thông thông thường của các thiết bị bỏ phiếu cho thông tin là không đầy đủ trong thế giới IIoT. Thay vào đó, ông khuyến nghị rằng các Hệ thống MES sử dụng các giao thức truyền thông mở như OPC UA (Kiến trúc hợp nhất OPC) và MQTT (vận chuyển từ xa xếp hàng tin nhắn). Các hệ thống độc quyền và dữ liệu đang ở trong các đảo sẽ không hoạt động cho tương lai, ông nói.

Rickey dự đoán rằng ranh giới giữa Hệ thống MES và một số khía cạnh của IIoT sẽ mờ đi cho đến khi chúng là một và giống nhau, giống như cách hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP) hợp nhất nhiều chức năng của doanh nghiệp.Theo Ông Hệ thống MES sẽ đảm nhận nhiều khả năng tích hợp kết nối nhanh của IIoT và các công cụ IIoT sẽ tiếp tục bao gồm các công cụ quy trình công việc và mô hình dữ liệu hỗ trợ bối cảnh sản phẩm.

Các nhà cung cấp điều khiển đã giúp đỡ ở đây bằng cách điều chỉnh phần cứng của họ để hỗ trợ IIoT. Các thiết bị cạnh này có thể thu thập và tiền xử lý dữ liệu IIoT và truyền dữ liệu IIoT gốc đến các hệ thống như Hệ thống MES . Đây là một cải tiến đáng kể bởi vì nó làm giảm sự phức tạp trong khi giải quyết vấn đề bảo mật, theo ông Garrick Re Richt, kỹ sư ứng dụng cao cấp tại Opto nói.

Một số nhà cung cấp đã cập nhật Hệ thống MES của họ cho một môi trường sẽ được tạo bằng cách làm mờ ranh giới giữa IIoT và các công nghệ vận hành thông thường như bộ điều khiển logic lập trình (PLC), giao diện máy người (HMI) và hệ thống SCADA.

AVEVA đã cung cấp các ứng dụng đám mây Hệ thống MES bản địa mới được phát triển với khả năng kết nối với các hệ thống nhà máy hiện có hoặc các thiết bị hỗ trợ IIoT bằng cách sử dụng công nghệ IoT và công nghệ tiên tiến, ông nói. Chúng tôi sẽ tiếp tục cung cấp cả ứng dụng Hệ thống MES tại chỗ và ứng dụng Hệ thống MES trên nền tảng với khả năng kết hợp và kết hợp tốt nhất cả hai cho một giải pháp đám mây mờ hoặc hybrid cloud.

Vì De Bernardini xem Hệ thống MES là công cụ trao quyền cho công nhân, ông tin rằng người dùng và nhà cung cấp nên tập trung vào việc hợp lý hóa truyền thông giữa người và máy. Cần tập trung vào việc trao đổi thông tin với Hệ thống MES theo cách mà mọi người thấy tự nhiên.

Ông cũng báo cáo rằng công ty của ông đang khai thác AI trong công việc của mình trên một trợ lý kỹ thuật số giống như Alexa cho Hệ thống MES . Bạn gần như không nhận ra rằng bạn đang nói chuyện với một con bot, thay vì một con người, ông nói. Sử dụng nó, bạn có thể hỏi Hệ thống MES của bạn để biết thông tin về sản xuất, chẳng hạn như hiệu suất của ca hoặc máy, bạn đã lãng phí bao nhiêu, hoặc loại sáng kiến ​​nào bạn cần thực hiện. Nó sẽ thay đổi cách mọi người và máy tương tác.

Theo www.automationworld.com

Đăng ký để nhận ebook
Đăng ký để nhận ebook "Những điều cơ bản cần biết về Smart Factory và công nghệ IoT" từ chúng tôi.
Đăng ký để được nhận ebook "Những điều cơ bản cần biết về Smart Factory và công nghệ IoT".

Để lại bình luận

Địa chỉ email của bạn sẽ không được công bố.