Integrare OT la MES cu Industrial Edge și Opcenter

Descărcați arhitectura detaliată PDF

Descărcați detaliile arhitecturii

Nivel de domeniu: Industrial Edge ca fundație OT

Dispozitivele Industrial Edge se află direct pe etajul fabricii și se conectează la PLC-uri, unități, roboți și orice alte echipamente de automatizare folosind conectori preconfigurați pentru PROFINET, S7, OPC UA, EtherNet/IP, Modbus TCP și altele. Biblioteca de conectori elimină cea mai mare parte a muncii de integrare care încetinește în mod tradițional lansarea MES și, deoarece acoperă echipamente de la orice furnizor, se potrivește mediilor brownfield fără a necesita înlocuirea hardware-ului.

Un set de aplicații locale rulează alături de conectorii de pe același dispozitiv:

• WinCC Unified pentru vizualizarea operatorilor și HMI
• PLC virtual și LiveTwin pentru control și simulare
• AI Inference Server pentru învățarea automată pe dispozitiv (detectarea defectelor, detectarea anomaliilor, întreținere predictivă)
• Energy Manager și Performance Insight pentru indicatorii de performanță operaționali, cum ar fi consumul de energie și OEE
• Industrial Information Hub, care oferă un model de date semantice unificat, astfel încât etichetele PLC brute să fie mapate la obiecte de date semnificative, denumite în mod constant, înainte de a părăsi marginea
• Router OPC pentru rutare dedicată legată de MES atunci când este necesar
• Mendix on Edge pentru interfețe de utilizare ale operatorilor bazate pe roluri care acoperă atât edge, cât și MES

Databus, bazat pe MQTT, conectează aceste aplicații între ele pe dispozitiv și oferă coloana vertebrală publicare-abonare pentru comunicarea bazată pe evenimente până la stratul de integrare MES.

Nivel fabrică: stratul de integrare Edge-to-MES

Acesta este stratul în care majoritatea proiectelor de integrare reușesc sau eșuează. Două componente Opcenter gestionează granița dintre Industrial Edge și MES și sunt concepute pentru a lucra împreună, mai degrabă decât ca alternative. Fiecare gestionează o clasă fundamental diferită de date.

Opcenter connect MOM: rutarea evenimentelor și a tranzacțiilor

Connect MOM este un cadru de integrare cu scop general reglat pentru cazurile de utilizare MOM. Sarcina sa este de a muta mesaje discrete între sisteme, de a le transforma pe parcurs și de a garanta livrarea chiar și atunci când punctele finale sunt temporar indisponibile. Utilizați Connect MOM pentru:

• Evenimente și tranzacții din cadrul magazinului: finalizări de stații, evenimente de deșeuri, eliberări de loturi, schimbări, înregistrări genealogice
• Rezultatele aplicației Edge: ieșiri de inferență AI (clasificări de defecte, evenimente de anomalii, defecțiuni prezise), citiri ale consumului de energie din Energy Manager, date OEE din Performance Insight
• Integrare bidirecțională ERP: primirea comenzilor de lucru și a BOM-urilor de la SAP, trimiterea confirmărilor și mișcărilor mărfurilor înapoi
• Orice date care trebuie să ajungă la mai multe destinații: Opcenter Execution, Opcenter Quality, Opcenter Intelligence, un lac de date sau un sistem extern
• Store-and-forward buffering: Conectarea mesajelor MOM face cozi și le redă dacă Opcenter sau rețeaua sunt temporar indisponibile

Connect MOM acceptă REST, MQTT, OPC UA și adaptoare bazate pe fișiere și este implementat cu suport de înaltă disponibilitate. Este hub-ul de integrare pentru tot ceea ce este în formă de eveniment sau în formă de tranzacție, mai degrabă decât în formă de etichetă.

Fundația de execuție Opcenter Automation Gateway: legarea parametrilor în proces

Automation Gateway trăiește în interiorul Opcenter Execution, mai degrabă decât alături de acesta. Sarcina sa este îngustă, dar de mare valoare: leagă noduri OPC UA specifice (etichete PLC) la câmpurile de colectare a datelor privind operațiunile active de comandă de lucru, astfel încât măsurătorile în proces sunt captate automat în timpul rulării, în loc să fie introduse de operatori.

Utilizați Automation Gateway (disponibil pentru Opcenter Execution Foundation) pentru:

• Captarea măsurătorilor în proces direct din stratul de automatizare: dimensiuni, cupluri, temperaturi, timpi de întărire, presiuni, numere de serie citite din sistemele de vizualizare
• Eliminarea introducerii manuale a datelor operatorului în formularele de colectare a datelor MES
• Legarea parametrilor mașinii la operațiunile specifice comenzilor de lucru, astfel încât valorile să fie ștampilate automat în contextul corect de producție

Gateway nu este un instrument general de integrare. Acceptă OPC UA pentru legarea etichetelor live, apeluri API REST directe și conectorul de interop la distanță (RIC) pentru modele suplimentare de conectivitate. Funcționează pe valori live în timpul operațiunilor active și scrie în modelul de colectare a datelor Opcenter Execution.

De ce ambele sunt desfășurate împreună

O implementare realistă le folosește pe ambele în paralel, deoarece gestionează diferite probleme. Luați în considerare o linie de asamblare a pompei:

• O comandă de lucru ajunge de la SAP prin Connect MOM (adaptor REST sau iDoc)
• Opcenter trimite comanda către o stație de cuplu. Pe măsură ce operatorul execută pasul, Automation Gateway citește valoarea cuplului și numărul de serie de la PLC prin OPC UA și le scrie automat în formularul de colectare a datelor pentru acea operațiune
• Când unitatea finalizează stația, un eveniment de finalizare cu date genealogice și de măsurare curge înapoi prin Connect MOM la SAP și la Opcenter Intelligence
• Între timp, serverul de inferență AI semnalează o anomalie a vibrațiilor. Acest rezultat este publicat în Databus, preluat de Connect MOM prin MQTT și livrat către Opcenter Quality ca o tranzacție de neconformitate

Fără Gateway, operatorii tastează măsurători. Fără Connect MOM, nu există o cale curată pentru evenimente, rezultate AI, fluxuri ERP sau rutare multi-destinație.

IT și nivel de întreprindere: portofoliul Opcenter MOM

Odată ce datele ajung la Opcenter prin oricare dintre căile de integrare, portofoliul modular MOM orchestrează producția în întreaga întreprindere:

• Opcenter Execution (discret, de proces, farmacie, electronică, semiconductor): Execuție de fabricație

Comenzi de lucru, BOM, rețete, rutare, confirmări și trasabilitate pe tot parcursul ciclului de viață al producției

• Opcenter Quality: Managementul calitatii

Planuri de inspecție, SPC, manipularea neconformității și fluxurile de lucru CAPA. Inferența AI rezultă din marginea terenului aici, deoarece neconformitățile sau calitatea sunt valabile

• Opcenter APS: Planificarea și programarea producției

Programare cu capacitate finită în funcție de resurse, materiale și timp. Eșecurile prezise de la AI edge pot declanșa reoptimizarea programului aici

• Opcenter Intelligence: Inteligență de producție pentru întreprinderi

Tablouri de bord de producție, raportare KPI și analiza cauzelor principale alimentate de date contextualizate de la margine și MES

• Mendix: Strat UI cu cod redus

Interfețe de operator bazate pe roluri care pot acoperi atât MES, cât și edge, fără a necesita dezvoltare personalizată pentru fiecare punct de contact

Gestionarea ciclului de viață în întreaga stivă

Managementul Industrial Edge (Virtual, Pro sau Cloud) și Industrial Edge Hub oferă un singur loc pentru implementarea aplicațiilor, actualizări push, monitorizarea stării dispozitivelor și gestionarea modelelor AI în toate site-urile. Aceasta include implementarea modelelor de inferență actualizate pe serverul de inferență AI pe dispozitive din locații îndepărtate, fără a necesita intervenție la fața locului. Pe partea MES, administrarea Opcenter se ocupă de configurare, roluri de utilizator, ciclul de viață al adaptorului și gestionarea adaptorului Opcenter Connect MOM. Combinat, acest lucru oferă echipelor OT și IT un model de operare comun, fără a forța niciuna dintre părți să renunțe la controlul propriului domeniu.