Integracja OT do MES z Industrial Edge i Opcenter

Pobierz szczegółową architekturę PDF

Pobierz szczegóły architektury

Poziom pola: Industrial Edge jako podstawa OT

Urządzenia krawędziowe przemysłowe znajdują się bezpośrednio na hali produkcyjnej i łączą się z sterownikami PLC, napędami, robotami i innymi urządzeniami automatyki za pomocą wstępnie skonfigurowanych złączy dla PROFINET, S7, OPC UA, Ethernet/IP, Modbus TCP i innych. Biblioteka złączy usuwa większość prac integracyjnych, które tradycyjnie spowalniają wdrażanie MES, a ponieważ obejmuje sprzęt dowolnego dostawcy, pasuje do środowisk typu brownfield bez konieczności wymiany sprzętu.

Zestaw aplikacji lokalnych działa obok złączy na tym samym urządzeniu:

• WinCC Unified do wizualizacji operatora i HMI
• Wirtualny sterownik PLC i LiveTwin do sterowania i symulacji
• AI Inference Server do uczenia maszynowego na urządzeniu (wykrywanie defektów, wykrywanie anomalii, konserwacja predykcyjna)
• Energy Manager i Performance Insight dla wskaźników efektywności operacyjnych, takich jak zużycie energii i OEE
• Industrial Information Hub, który zapewnia ujednolicony model danych semantycznych, dzięki czemu surowe znaczniki PLC są mapowane do znaczących, spójnie nazwanych obiektów danych przed opuszczeniem krawędzi
• Router OPC do dedykowanego routingu typu MES-bound w razie potrzeby
• Mendix on Edge dla interfejsów użytkownika operatora opartych na rolach, które obejmują zarówno krawędź, jak i MES

Databus, oparty na MQTT, łączy te aplikacje ze sobą na urządzeniu i zapewnia szkielet publikowania i subskrypcji do komunikacji opartej na zdarzeniach aż do warstwy integracji MES.

Poziom fabryczny: warstwa integracyjna Edge-to-MES

Jest to warstwa, na której większość projektów integracyjnych odnosi sukcesy lub kończy się niepowodzeniem. Dwa komponenty Opcenter obsługują granicę między Industrial Edge a MES i zostały zaprojektowane tak, aby współpracować ze sobą, a nie jako alternatywy. Każdy z nich obsługuje zasadniczo inną klasę danych.

Opcenter connect MOM: routing zdarzeń i transakcji

Connect MOM to ogólny system integracji dostosowany do przypadków użycia MOM. Jego zadaniem jest przenoszenie dyskretnych wiadomości między systemami, przekształcanie ich po drodze i gwarantowanie dostarczenia nawet wtedy, gdy punkty końcowe są tymczasowo niedostępne. Użyj Connect MOM do:

• Zdarzenia i transakcje sklepowe: zakończenia stacji, zdarzenia złomu, wydania partii, zmiany, zapisy genealogiczne
• Wyniki aplikacji Edge: wyniki wnioskowania AI (klasyfikacje defektów, zdarzenia anomalii, przewidywane awarie), odczyty zużycia energii z Energy Manager, dane OEE z Performance Insight
• Dwukierunkowa integracja ERP: odbieranie zleceń roboczych i BOMów z SAP, wysyłanie potwierdzeń i zwrot towarów
• Wszelkie dane, które muszą dotrzeć do wielu miejsc docelowych: Opcenter Execution, Opcenter Quality, Opcenter Intelligence, jezioro danych lub system zewnętrzny
• Buforowanie magazynowania i przekazywania: Połącz wiadomości z kolejek MOM i odtwarza je, jeśli Opcenter lub sieć są tymczasowo niedostępne

Connect MOM obsługuje adaptery REST, MQTT, OPC UA i oparte na plikach i jest wdrażany z obsługą wysokiej dostępności. Jest centrum integracji wszystkiego, co ma kształt zdarzenia lub transakcji, a nie znacznik.

Podstawa wykonania Opcenter Automation Gateway: wiązanie parametrów w procesie

Automation Gateway żyje wewnątrz Opcenter Execution, a nie obok niej. Jego zadanie jest wąskie, ale o dużej wartości: wiąże określone węzły OPC UA (znaczniki PLC) z polami gromadzenia danych w aktywnych operacjach zlecenia pracy, dzięki czemu pomiary w trakcie procesu są rejestrowane automatycznie w czasie wykonywania, zamiast być wpisywane przez operatorów.

Użyj bramy automatyzacji (dostępnej dla Opcenter Execution Foundation) do:

• Przechwytywanie pomiarów w trakcie procesu bezpośrednio z warstwy automatyki: wymiary, momenty obrotowe, temperatury, czasy utwardzania, ciśnienia, numery seryjne odczytywane z systemów wizyjnych
• Eliminacja ręcznego wprowadzania danych operatora do formularzy gromadzenia danych MES
• Łączenie parametrów maszyny z określonymi operacjami zlecenia roboczego, dzięki czemu wartości są automatycznie stemplowane we właściwym kontekście produkcji

Gateway nie jest ogólnym narzędziem integracji. Obsługuje OPC UA do wiązania tagów na żywo, bezpośrednich wywołań interfejsu API REST oraz Remote Interop Connector (RIC) dla dodatkowych wzorców łączności. Działa na wartościach aktywnych podczas aktywnych operacji i zapisuje się do modelu gromadzenia danych Opcenter Execution.

Dlaczego oba są rozmieszczone razem

Realistyczne wdrożenie wykorzystuje oba równolegle, ponieważ radzą sobie z różnymi problemami. Rozważ linię montażową pompy:

• Zlecenie robocze dociera z SAP za pośrednictwem Connect MOM (adapter REST lub iDoc)
• Opcenter wysyła zamówienie do stacji momentu obrotowego. Gdy operator uruchamia krok, Automation Gateway odczytuje wartość momentu obrotowego i numer seryjny z sterownika PLC za pośrednictwem OPC UA i automatycznie zapisuje je do formularza gromadzenia danych w tej operacji
• Gdy urządzenie zakończy stację, zdarzenie ukończenia z danymi genealogicznymi i pomiarowymi przepływa z powrotem przez Connect MOM do SAP i Opcenter Intelligence
• W międzyczasie, AI Inference Server oznacza anomalię wibracji. Wynik ten jest publikowany w Databusie, pobierany przez Connect MOM za pośrednictwem MQTT i dostarczany do Opcenter Quality jako transakcja niezgodna

Bez bramy operatorzy wpisują pomiary. Bez Connect MOM nie ma czystej ścieżki dla zdarzeń, wyników AI, przepływów ERP ani routingu wielodocelowego.

Poziom IT i korporacyjny: portfolio Opcenter MOM

Gdy dane dotrą do Opcenter przez dowolną ścieżkę integracji, modułowe portfolio MOM koordynuje produkcję w całym przedsiębiorstwie:

• Opcenter Execution (dyskretne, procesowe, farmaceutyczne, elektroniczne, półprzewodnikowe): Wykonanie produkcji

Zlecenia pracy, BOM, receptury, routing, potwierdzenia i identyfikowalność w całym cyklu produkcyjnym

• Opcenter Quality: Zarządzanie jakością

Plany inspekcji, SPC, obsługa niezgodności i przepływy pracy CAPA. Wniosek AI wynika z terenu krawędzi tutaj jako niezgodności lub jakość

• Opcenter APS: Planowanie i harmonogram produkcji

Planowanie o ograniczonej pojemności między zasobami, materiałami i czasem. Przewidywane awarie z brzegowej AI mogą tutaj spowodować ponowną optymalizację harmonogramu

• Opcenter Intelligence: Inteligencja produkcyjna w przedsiębiorstwie

Pulpity nawigacyjne produkcji, raportowanie wskaźników KPI i analiza przyczyn źródłowych zasilana kontekstualizowanymi danymi z krawędzi i MES

• Mendix: Warstwa interfejsu użytkownika o niskim kodzie

Interfejsy operatora oparte na rolach, które mogą obejmować zarówno MES, jak i krawędź bez konieczności opracowywania niestandardowego dla każdego punktu dotykowego

Zarządzanie cyklem życia w całym stosie

Industrial Edge Management (Virtual, Pro lub Cloud) i Industrial Edge Hub zapewniają jedno miejsce do wdrażania aplikacji, aktualizacji push, monitorowania stanu urządzeń i zarządzania modelami sztucznej inteligencji we wszystkich witrynach. Obejmuje to wdrażanie zaktualizowanych modeli wnioskowania na serwerze wnioskowania AI na urządzeniach znajdujących się w odległych lokalizacjach, bez konieczności interwencji na miejscu. Po stronie MES administracja Opcenter obsługuje konfigurację, role użytkowników, cykl życia adaptera i zarządzanie adapterem Opcenter Connect MOM. W połączeniu daje to zespołom OT i IT wspólny model operacyjny bez zmuszania żadnej ze stron do rezygnacji z kontroli nad własną domeną.