Integración de OT a MES con Industrial Edge y Opcenter

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Nivel de campo: Industrial Edge como base de OT

Los dispositivos Industrial Edge se encuentran directamente en el taller y se conectan a PLC, variadores, robots y cualquier otro equipo de automatización mediante conectores preconfigurados para PROFINET, S7, OPC UA, EtherNet/IP, Modbus TCP y otros. La biblioteca de conectores elimina la mayor parte del trabajo de integración que tradicionalmente ralentiza el despliegue del MES y, dado que cubre los equipos de cualquier proveedor, se adapta a entornos abandonados sin necesidad de reemplazar el hardware.

Un conjunto de aplicaciones locales funciona junto a los conectores del mismo dispositivo:

• WinCC Unified para visualización de operadores y HMI
• PLC virtual y LivetWin para control y simulación
• Servidor de inferencia de IA para aprendizaje automático en el dispositivo (detección de defectos, detección de anomalías, mantenimiento predictivo)
• Energy Manager y Performance Insight para KPI operativos, como el consumo de energía y el OEE
• Industrial Information Hub, que proporciona un modelo de datos semánticos unificado para que las etiquetas de PLC sin procesar se asignen a objetos de datos significativos y con nombres consistentes antes de salir del borde
• Enrutador OPC para enrutamiento dedicado a MES cuando es necesario
• Mendix on Edge para interfaces de usuario de operadores basadas en funciones que abarcan tanto el Edge como el MES

El Databus, basado en MQTT, conecta estas aplicaciones entre sí en el dispositivo y proporciona la red troncal de publicación y suscripción para la comunicación basada en eventos hasta la capa de integración del MES.

A nivel de fábrica: la capa de integración de Edge a MES

Esta es la capa en la que la mayoría de los proyectos de integración tienen éxito o fracasan. Dos componentes de Opcenter gestionan el límite entre Industrial Edge y el MES, y están diseñados para funcionar juntos y no como alternativas. Cada uno gestiona una clase de datos fundamentalmente diferente.

Opcenter connect MOM: enrutamiento de eventos y transacciones

Connect MOM es un marco de integración de uso general adaptado a los casos de uso de MOM. Su función consiste en mover los mensajes discretos entre sistemas, transformarlos a lo largo del camino y garantizar la entrega incluso cuando los puntos finales no están disponibles temporalmente. Utilice Connect MOM para:

• Eventos y transacciones en el taller: terminaciones de estaciones, eventos de desguace, lanzamientos de lotes, cambios, registros genealógicos
• Resultados de aplicaciones periféricas: resultados de inferencia de IA (clasificaciones de defectos, eventos de anomalías, fallos previstos), lecturas de consumo de energía de Energy Manager, datos OEE de Performance Insight
• Integración ERP bidireccional: recibir órdenes de trabajo y listas de materiales de SAP, enviar confirmaciones y movimientos de mercancías de vuelta
• Cualquier dato que necesite llegar a varios destinos: Opcenter Execution, Opcenter Quality, Opcenter Intelligence, un lago de datos o un sistema externo
• Almacenamiento y reenvío en búfer: conecte MOM, pone en cola los mensajes y los reproduce si Opcenter o la red no están disponibles temporalmente

Connect MOM es compatible con REST, MQTT, OPC UA y adaptadores basados en archivos, y se implementa con soporte de alta disponibilidad. Es el centro de integración para todo lo que tiene forma de evento o transacción, más que en forma de etiqueta.

Automation Gateway de la base de ejecución de Opcenter: enlace de parámetros en proceso

La Automation Gateway vive dentro de Opcenter Execution y no junto a ella. Su trabajo es limitado pero de gran valor: vincula nodos OPC UA específicos (etiquetas de PLC) a los campos de recopilación de datos de las operaciones de órdenes de trabajo activas, de modo que las mediciones durante el proceso se capturan automáticamente durante el tiempo de ejecución en lugar de que los operadores las escriban.

Utilice la Automation Gateway (disponible para Opcenter Execution Foundation) para:

• Capturar las mediciones durante el proceso directamente desde la capa de automatización: dimensiones, pares de torsión, temperaturas, tiempos de curado, presiones, números de serie leídos en los sistemas de visión
• Eliminar la entrada manual de datos de los operadores en los formularios de recopilación de datos del MES
• Vincular los parámetros de la máquina a operaciones de órdenes de trabajo específicas, de modo que los valores se estampan automáticamente en el contexto de producción correcto

El Gateway no es una herramienta de integración general. Es compatible con OPC UA para el enlace de etiquetas en tiempo real, las llamadas directas a la API REST y el conector de interoperabilidad remota (RIC) para patrones de conectividad adicionales. Funciona con valores actuales durante las operaciones activas y se incluye en el modelo de recopilación de datos de Opcenter Execution.

Por qué ambos se despliegan juntos

Un despliegue realista utiliza ambos en paralelo porque solucionan diferentes problemas. Piense en una línea de montaje de bombas:

• Llega una orden de trabajo de SAP a través de Connect MOM (adaptador REST o iDoc)
• Opcenter envía el pedido a una estación de torsión. A medida que el operador ejecuta el escalón, la pasarela de automatización lee el valor de par y el número de serie del PLC a través del OPC UA y los escribe automáticamente en el formulario de recopilación de datos de esa operación
• Cuando la unidad completa la estación, un evento de finalización con datos genealógicos y de medición fluye a través de Connect MOM a SAP y a Opcenter Intelligence
• Mientras tanto, el servidor de inferencia de IA detecta una anomalía de vibración. Ese resultado se publica en el bus de datos, Connect MOM lo recoge a través de MQTT y lo entrega a Opcenter Quality como transacción no conforme

Sin el Gateway, los operadores escriben las medidas. Sin Connect MOM, no hay una ruta limpia para los eventos, los resultados de la IA, los flujos de ERP o el enrutamiento multidestino.

Nivel empresarial y de TI: la gama Opcenter MOM

Una vez que los datos llegan a Opcenter a través de cualquiera de las rutas de integración, la cartera modular de MOM organiza la producción en toda la empresa:

• Opcenter Execution (discreta, de procesos, farmacéutica, electrónica, semiconductores): Ejecución de fabricación

Órdenes de trabajo, listas de materiales, recetas, rutas, confirmaciones y trazabilidad a lo largo del ciclo de vida de producción

• Opcenter Quality: Gestión de calidad

Inspection plans, SPC, gestión de no conformidades y flujos de trabajo CAPA. La inferencia de la IA es el resultado de la tierra límite aquí, ya que las no conformidades o la calidad se mantienen

• Opcenter APS: Planificación y programación de la producción

Programación con capacidad finita en función de los recursos, los materiales y el tiempo. Los fallos previstos por la IA perimetral pueden provocar una nueva optimización de la programación en este caso

• Opcenter Intelligence: Inteligencia de fabricación empresarial

Paneles de producción, informes de KPI y análisis de la causa principal alimentados por datos contextualizados del Edge y el MES

• Mendix: Capa de interfaz de usuario de bajo código

Interfaces de operador basadas en roles que pueden abarcar tanto el MES como el Edge sin necesidad de un desarrollo personalizado para cada punto de contacto

Gestión del ciclo de vida en todos los niveles

La gestión perimetral industrial (virtual, profesional o en la nube) y el Industrial Edge Hub proporcionan un lugar único para implementar aplicaciones, publicar actualizaciones, supervisar el estado de los dispositivos y gestionar los modelos de IA en todos los sitios. Esto incluye el despliegue de modelos de inferencia actualizados en el servidor de inferencias de IA en los dispositivos de ubicaciones remotas, sin necesidad de intervención in situ. Por el lado del MES, la administración de Opcenter se encarga de la configuración, las funciones de usuario, el ciclo de vida del adaptador y la gestión del adaptador Opcenter Connect MOM. Combinado, esto proporciona a los equipos de OT e TI un modelo operativo compartido sin obligar a ninguna de las partes a ceder el control de su propio dominio.