Tích hợp OT sang MES với Industrial Edge và Opcenter

Tải về kiến trúc chi tiết PDF

Tải xuống chi tiết kiến trúc

Cấp lĩnh vực: Industrial Edge làm nền tảng OT

Thiết bị Industrial Edge nằm trực tiếp trên sàn xưởng và kết nối với PLC, ổ đĩa, rô bốt và bất kỳ thiết bị tự động hóa nào khác bằng cách sử dụng các đầu nối được cấu hình sẵn cho PROFINET, S7, OPC UA, EtherNet/IP, Modbus TCP và các thiết bị khác. Thư viện trình kết nối loại bỏ hầu hết công việc tích hợp mà theo truyền thống làm chậm quá trình triển khai MES và vì nó bao gồm thiết bị từ bất kỳ nhà cung cấp nào, nó phù hợp với môi trường brownfield mà không yêu cầu thay thế phần cứng.

Một tập hợp các ứng dụng cục bộ chạy cùng với các đầu nối trên cùng một thiết bị:

• WinCC Unified cho trực quan hóa người vận hành và HMI
• PLC ảo và LiveTwin để điều khiển và mô phỏng
• Máy chủ suy luận AI cho máy học trên thiết bị (phát hiện lỗi, phát hiện bất thường, bảo trì dự đoán)
• Energy Manager và Performance Insight cho các KPI hoạt động như tiêu thụ năng lượng và OEE
• Industrial Information Hub, cung cấp một mô hình dữ liệu ngữ nghĩa thống nhất để các thẻ PLC thô được ánh xạ đến các đối tượng dữ liệu có ý nghĩa, được đặt tên nhất quán trước khi rời khỏi biên
• Bộ định tuyến OPC cho định tuyến liên kết MES chuyên dụng khi cần
• Mendix on Edge cho giao diện người dùng vận hành dựa trên vai trò trải dài cả cạnh và MES

Databus, dựa trên MQTT, kết nối các ứng dụng này với nhau trên thiết bị và cung cấp xương sống đăng ký xuất bản cho giao tiếp theo sự kiện cho đến lớp tích hợp MES.

Cấp nhà máy: lớp tích hợp Edge-to-MES

Đây là lớp mà hầu hết các dự án tích hợp thành công hoặc thất bại. Hai thành phần Opcenter xử lý ranh giới giữa Industrial Edge và MES, và chúng được thiết kế để hoạt động cùng nhau hơn là thay thế. Mỗi người xử lý một lớp dữ liệu cơ bản khác nhau.

Opcenter connect MOM: định tuyến sự kiện và giao dịch

Connect MOM là một khung tích hợp có mục đích chung được điều chỉnh cho các trường hợp sử dụng MOM. Công việc của nó là di chuyển các thông điệp rời rạc giữa các hệ thống, biến đổi chúng trên đường đi và đảm bảo phân phối ngay cả khi các điểm cuối tạm thời không khả dụng. Sử dụng Connect MOM cho:

• Các sự kiện và giao dịch tại cửa hàng: hoàn thành trạm, sự kiện phế liệu, phát hành hàng loạt, chuyển đổi, hồ sơ phả hệ
• Kết quả ứng dụng Edge: Đầu ra suy luận AI (phân loại lỗi, sự kiện bất thường, lỗi dự đoán), chỉ số tiêu thụ năng lượng từ Energy Manager, dữ liệu OEE từ Performance Insight
• Tích hợp ERP hai chiều: nhận đơn đặt hàng và BOM từ SAP, gửi xác nhận và chuyển hàng trở lại
• Bất kỳ dữ liệu nào cần đến nhiều điểm đến: Opcenter Execution, Opcenter Quality, Opcenter Intelligence, hồ dữ liệu hoặc hệ thống bên ngoài
• Lưu trữ và chuyển tiếp bộ đệm: Kết nối MOM xếp hàng tin nhắn và phát lại chúng nếu Opcenter hoặc mạng tạm thời không khả dụng

Connect MOM hỗ trợ REST, MQTT, OPC UA và bộ điều hợp dựa trên tệp và được triển khai với hỗ trợ khả dụng cao. Nó là trung tâm tích hợp cho mọi thứ có hình dạng sự kiện hoặc hình giao dịch thay vì hình thẻ.

Cổng tự động hóa nền tảng thực thi Opcenter: ràng buộc tham số trong quá trình

Cổng Tự động hóa nằm bên trong Opcenter Execution chứ không phải bên cạnh nó. Công việc của nó hẹp nhưng có giá trị cao: nó liên kết các nút OPC UA cụ thể (thẻ PLC) với các trường thu thập dữ liệu trên các hoạt động lệnh công việc đang hoạt động, do đó các phép đo trong quá trình được ghi lại tự động khi chạy thay vì được nhập bởi các toán tử.

Sử dụng Cổng Tự động hóa (có sẵn cho Opcenter Execution Foundation) cho:

• Thu thập các phép đo trong quá trình trực tiếp từ lớp tự động hóa: kích thước, mô-men xoắn, nhiệt độ, thời gian xử lý, áp suất, số sê-ri đọc từ hệ thống thị giác
• Loại bỏ việc nhập dữ liệu người vận hành thủ công vào biểu mẫu thu thập dữ liệu MES
• Liên kết các thông số máy với các hoạt động đơn đặt hàng công việc cụ thể, do đó các giá trị được đóng dấu tự động theo đúng bối cảnh sản xuất

Gateway không phải là một công cụ tích hợp chung. Nó hỗ trợ OPC UA để ràng buộc thẻ trực tiếp, các cuộc gọi REST API trực tiếp và Trình kết nối Interop từ xa (RIC) cho các mẫu kết nối bổ sung. Nó hoạt động trên các giá trị trực tiếp trong quá trình hoạt động và ghi vào mô hình thu thập dữ liệu của Opcenter Execution.

Tại sao cả hai được triển khai cùng nhau

Một triển khai thực tế sử dụng cả hai song song vì chúng xử lý các vấn đề khác nhau. Hãy xem xét một dây chuyền lắp ráp máy bơm:

• Một đơn đặt hàng công việc đến từ SAP thông qua Connect MOM (bộ điều hợp REST hoặc iDoc)
• Opcenter gửi đơn đặt hàng đến một trạm mô-men xoắn. Khi người vận hành chạy bước, Cổng Tự động hóa đọc giá trị mô-men xoắn và số sê-ri từ PLC thông qua OPC UA và tự động ghi chúng vào biểu mẫu thu thập dữ liệu trên thao tác đó
• Khi thiết bị hoàn thành trạm, một sự kiện hoàn thành với dữ liệu phả hệ và đo lường sẽ quay trở lại thông qua Connect MOM với SAP và Opcenter Intelligence
• Trong khi đó, Máy chủ suy luận AI đánh dấu sự bất thường về rung động. Kết quả đó được công bố cho Databus, được Connect MOM nhận thông qua MQTT và chuyển đến Opcenter Quality dưới dạng giao dịch không phù hợp

Nếu không có Gateway, các toán tử đang gõ các phép đo. Nếu không có Connect MOM, không có đường dẫn rõ ràng cho các sự kiện, kết quả AI, luồng ERP hoặc định tuyến đa điểm đến.

Cấp độ CNTT và doanh nghiệp: danh mục đầu tư MOM của Opcenter

Khi dữ liệu đến Opcenter thông qua một trong hai đường tích hợp, danh mục MOM mô-đun sẽ điều phối sản xuất trên toàn doanh nghiệp:

• Opcenter Execution (rời rạc, Quy trình, Dược phẩm, Điện tử, Chất bán dẫn): Thực hiện sản xuất

Đơn đặt hàng làm việc, BOM, công thức nấu ăn, định tuyến, xác nhận và truy xuất nguồn gốc trong suốt vòng đời sản xuất

• Chất lượng Opcenter: Quản lý chất lượng

Kế hoạch kiểm tra, SPC, xử lý sự không phù hợp và quy trình làm việc CAPA. Kết quả suy luận AI là kết quả từ biên giới ở đây vì sự không phù hợp hoặc chất lượng được giữ nguyên

• Opcenter APS: Lập kế hoạch sản xuất và lên lịch

Lập kế hoạch công suất cuối cùng trên các nguồn lực, vật liệu và thời gian. Các lỗi dự đoán từ AI biên có thể kích hoạt tối ưu hóa lại lịch trình tại đây

• Opcenter Intelligence: Thông minh sản xuất doanh nghiệp

Bảng điều khiển sản xuất, báo cáo KPI và phân tích nguyên nhân gốc rễ được cung cấp bởi dữ liệu ngữ cảnh từ biên và MES

• Mendix: Lớp giao diện người dùng mã thấp

Giao diện vận hành dựa trên vai trò có thể trải dài cả MES và edge mà không yêu cầu phát triển tùy chỉnh cho từng điểm tiếp xúc

Quản lý vòng đời trên toàn bộ ngăn xếp

Industrial Edge Management (Virtual, Pro hoặc Cloud) và Industrial Edge Hub cung cấp một nơi duy nhất để triển khai ứng dụng, cập nhật push, giám sát tình trạng thiết bị và quản lý các mô hình AI trên tất cả các trang web. Điều này bao gồm việc triển khai các mô hình suy luận cập nhật cho Máy chủ suy luận AI trên các thiết bị ở các vị trí từ xa mà không cần can thiệp tại chỗ. Về phía MES, quản trị Opcenter xử lý cấu hình, vai trò người dùng, vòng đời bộ điều hợp và quản lý bộ điều hợp Opcenter Connect MOM. Kết hợp lại, điều này mang lại cho các nhóm OT và CNTT một mô hình hoạt động được chia sẻ mà không buộc cả hai bên phải từ bỏ quyền kiểm soát miền của riêng họ.