Intégration de l'OT au MES avec Industrial Edge et Opcenter

Téléchargez le PDF détaillé de l'architecture

Téléchargez les détails de l'architecture

Niveau de terrain : Industrial Edge en tant que base OT

Les appareils Industrial Edge se trouvent directement dans l'atelier et se connectent aux automates programmables, aux variateurs, aux robots et à tout autre équipement d'automatisation à l'aide de connecteurs préconfigurés pour PROFINET, S7, OPC UA, Ethernet/IP, Modbus TCP, etc. La bibliothèque de connecteurs supprime la plupart des tâches d'intégration qui ralentissaient traditionnellement le déploiement du MES. Comme elle couvre les équipements de tous les fournisseurs, elle s'adapte aux environnements désaffectés sans nécessiter de remplacement matériel.

Un ensemble d'applications locales fonctionne parallèlement aux connecteurs du même appareil :

• WinCC Unified pour la visualisation des opérateurs et l'IHM
• Automate virtuel et LiveTwin pour le contrôle et la simulation
• Serveur d'inférence IA pour l'apprentissage automatique sur appareil (détection des défauts, détection des anomalies, maintenance prédictive)
• Energy Manager et Performance Insight pour les indicateurs de performance opérationnels tels que la consommation d'énergie et l'OEE
• Industrial Information Hub, qui fournit un modèle de données sémantique unifié afin que les balises API brutes soient mappées sur des objets de données significatifs et nommés de manière cohérente avant de quitter le bord
• Routeur OPC pour un routage dédié à destination du MES en cas de besoin
• Mendix on Edge pour les interfaces utilisateur basées sur les rôles qui couvrent à la fois la périphérie et le MES

Le Databus, basé sur MQTT, connecte ces applications les unes aux autres sur l'appareil et fournit le backbone entre publication et abonnement pour les communications pilotées par les événements, jusqu'à la couche d'intégration MES.

Au niveau de l'usine : la couche d'intégration Edge-to-MES

C'est à ce niveau que la plupart des projets d'intégration réussissent ou échouent. Deux composants Opcenter se situent à la limite entre Industrial Edge et le MES, et ils sont conçus pour fonctionner ensemble plutôt que comme des alternatives. Chacun gère une catégorie de données fondamentalement différente.

Opcenter connect MOM : routage des événements et des transactions

Connect MOM est un framework d'intégration polyvalent adapté aux cas d'utilisation du MOM. Son travail consiste à transférer des messages discrets entre les systèmes, à les transformer en cours de route et à garantir leur diffusion même en cas d'indisponibilité temporaire des terminaux. Utilisez Connect MOM pour :

• Événements et transactions en atelier : achèvement des stations, événements liés à la ferraille, lancements par lots, changements, dossiers généalogiques
• Résultats de l'application Edge : sorties d'inférence basées sur l'IA (classification des défauts, anomalies, prévisions de pannes), relevés de consommation d'énergie provenant d'Energy Manager, données OEE provenant de Performance Insight
• Intégration bidirectionnelle à l'ERP : réception des bons de travail et des nomenclatures depuis SAP, envoi de confirmations et retours de marchandises
• Toutes les données devant atteindre plusieurs destinations : Opcenter Execution, Opcenter Quality, Opcenter Intelligence, un lac de données ou un système externe
• Mise en mémoire tampon du stockage et du transfert : Connect MOM met les messages en file d'attente et les rejoue si Opcenter ou le réseau sont temporairement indisponibles

Connect MOM prend en charge les adaptateurs REST, MQTT, OPC UA et basés sur des fichiers, et est déployé avec un support haute disponibilité. C'est le centre d'intégration pour tout ce qui est en forme d'événement ou de transaction plutôt que de tag.

Opcenter Execution Foundation Automation Gateway : liaison de paramètres en cours de traitement

L'Automation Gateway est intégrée à Opcenter Execution plutôt qu'à côté. Sa tâche est étroite mais importante : elle lie des nœuds OPC UA spécifiques (balises PLC) à des champs de collecte de données sur les opérations de commande en cours, afin que les mesures en cours de fabrication soient capturées automatiquement au moment de l'exécution au lieu d'être saisies par les opérateurs.

Utilisez l'Automation Gateway (disponible pour Opcenter Execution Foundation) pour :

• Capture des mesures en cours de fabrication directement depuis la couche d'automatisation : dimensions, couples, températures, temps de durcissement, pressions, numéros de série lus par les systèmes de vision
• Supprimer la saisie manuelle des données par les opérateurs dans les formulaires de collecte de données MES
• Lier les paramètres de la machine à des opérations spécifiques des bons de travail, afin que les valeurs soient automatiquement estampillées en fonction du bon contexte de production

The Gateway n'est pas un outil d'intégration général. Il prend en charge l'OPC UA pour la liaison de balises en direct, les appels directs à l'API REST et le connecteur RIC (Remote Interop Connector) pour des modèles de connectivité supplémentaires. Il fonctionne sur des valeurs réelles pendant les opérations actives et s'inscrit dans le modèle de collecte de données d'Opcenter Execution.

Pourquoi les deux sont déployés ensemble

Un déploiement réaliste utilise les deux en parallèle, car ils traitent des problèmes différents. Prenons l'exemple d'une chaîne de montage de pompes :

• Un bon de travail arrive de SAP via Connect MOM (adaptateur REST ou iDoc)
• Opcenter envoie la commande à une station dynamométrique. Au fur et à mesure que l'opérateur exécute l'étape, l'Automation Gateway lit la valeur de couple et le numéro de série de l'automate via OPC UA et les écrit automatiquement dans le formulaire de collecte de données relatif à cette opération
• Lorsque l'unité termine la station, un événement d'achèvement contenant des données généalogiques et de mesure est renvoyé via Connect MOM à SAP et à Opcenter Intelligence
• Pendant ce temps, le serveur d'inférence AI signale une anomalie vibratoire. Ce résultat est publié sur le Databus, récupéré par Connect MOM via MQTT et transmis à Opcenter Quality en tant que transaction de non-conformité

Sans le Gateway, les opérateurs saisissent les mesures. Sans Connect MOM, il n'y a pas de parcours clair pour les événements, les résultats de l'IA, les flux ERP ou les itinéraires multidestinations.

Au niveau de l'informatique et de l'entreprise : le portefeuille Opcenter MOM

Une fois que les données parviennent à Opcenter par l'une ou l'autre des voies d'intégration, le portefeuille modulaire MOM orchestre la production dans l'ensemble de l'entreprise :

• Opcenter Execution (discrète, industrielle, pharmaceutique, électronique, semi-conducteurs) : Exécution de la fabrication

Les bons de travail, les nomenclatures, les recettes, l'acheminement, les confirmations et la traçabilité tout au long du cycle de production

• Opcenter Quality : Gestion de la qualité

Plans d'inspection, SPC, gestion des non-conformités et flux de travail CAPA. Les résultats d'inférence de l'IA proviennent de The Edge Land, sous forme de non-conformité ou de maintien de la qualité

• Opcenter APS : Planification et ordonnancement de la production

Planification à capacité limitée en termes de ressources, de matériaux et de temps. Les pannes prévues par Edge AI peuvent entraîner une réoptimisation du calendrier ici

• Opcenter Intelligence : Intelligence industrielle d'entreprise

Tableaux de bord de production, rapports sur les indicateurs de performance clés et analyse des causes profondes alimentés par des données contextualisées provenant de la périphérie et du MES

• Mendix : couche d'interface utilisateur low-code

Des interfaces opérateur basées sur les rôles qui peuvent couvrir à la fois le MES et la périphérie sans nécessiter de développement personnalisé pour chaque point de contact

Gestion du cycle de vie sur l'ensemble de la chaîne

Industrial Edge Management (Virtual, Pro ou Cloud) et l'Industrial Edge Hub centralisent le déploiement des applications, les mises à jour, le suivi de l'état des appareils et la gestion des modèles d'IA sur tous les sites. Cela inclut le déploiement de modèles d'inférence mis à jour sur le serveur d'inférence AI sur des appareils situés à distance, sans intervention sur site. Du côté du MES, l'administration d'Opcenter gère la configuration, les rôles des utilisateurs, le cycle de vie des adaptateurs et la gestion des adaptateurs Opcenter Connect MOM. Ensemble, cela donne aux équipes OT et informatiques un modèle opérationnel commun sans obliger aucune des parties à abandonner le contrôle de son propre domaine.