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如今隨著智慧製造的持續推進,新興技術不斷出現,企業管理經營與生產現場的結合越來越緊密,工業自動化逐步向企業數字化和智慧化轉型。對於工業企業尤其是製造業來說,產品質量就是企業發展的生命線,從採購、進料、生產到成品,任何一個環節都可能影響產品的最終品質,一旦產品出現質量問題,企業不僅要以最快的速度響應客戶的替換或退貨需求,還要能高效快速的追溯到產品的生產批次、工序、物料等資訊,這就需要保證產品生產全過程的可管控、可追溯性以及各系統資料的互聯互通。因此企業需要一套訂單管理與生產製造資料相融合的軟體平臺,幫助企業打通ERP到生產線的資料流,實現ERP、MES到工業現場資料的全線貫通,達到製造流程智慧化和產品質量可追溯、可管控的目標。

製造型企業的資料採集和應用一直是困擾企業的難點,在企業資訊化建設過程中,IT與OT資料不通是比較常見的現象。生產車間的控制系統不能與管理資訊系統資料互動,生產資料需手工記錄,物料資訊在ERP系統中,需要人工完成生產資料與物料資訊的匹配。這樣不僅生產效率低,人力成本高,生產過程也很難追溯。同時網際網路資料採集一般都是我們常見的HTTP等協議,但在工業領域,會出現ModBus、OPC、CAN、ControlNet、DeviceNet、Profibus、Zigbee等等各型別的工業協議。

另一方面通常工廠自動化裝置品牌、型別繁多,各自動化裝置生產及整合商還會自己開發各種私有的工業協議,各家資料介面差異較大,國外廠家本地支援有限,採購年代也多有不同,導致在工業協議的互聯互通上,出現了極大地難度。

即便生產裝置資料自動採集了,也不等於整個製造過程資料都獲得了,還有很多環節需要人工參與,並且很難保證這些資料的完整性。由於IT與OT在技術體系和協議上的差異性,使得如PLM、ERP、OA等業務資訊無法傳遞到工業生產線,現場採集到的工業生產資料又無法及時向上反饋,IT與OT資料處於嚴重的割裂狀態。為了解決這個問題,企業不得不為此增設更多崗位,制定更長的操作流程,這使得生產效率始終無法提升。

為此,眾多的製造型企業都在努力尋找解決方案,傳統的方式是透過單點單系統做介面,一條產線可能上幾十個二級系統,但面臨著工作量大、難度大、後期維護困難等問題。這幾年,伴隨著自動化資訊科技的提升,一種新的技術方案產生了,就是平臺化資料採集系統,它能有效解決IT與OT技術結合的問題。當前市面上能夠實現跨平臺、跨產線,分散式集中管控的資料採集平臺還是較多的,比如:wonderware、GE ifix、WinX IODA System等等。在這裡我們結合國內的WinX IODA System來論述資料採集平臺是如何實現IT與OT資料融合的。

WinX IODA System系統自帶現場採集模組(IO Server),並具有同步Server模組及應用服務模組(DA Server),同時提供標準化的OPC UA和DA服務,IODA本身也是一款實時資料庫系統。

首先,WinX IODA System系統透過部署在現場各生產線的IO Server系統,將生產線、裝置、智慧儀表上的資料收集到平臺上,並把這些資料儲存下來或根據要求實時的傳送到應用系統中。其次,WinX IODA System系統透過自帶的同步Server功能,接收MES、ERP或者其他業務系統傳遞下來的資料,例如:生產計劃、工單、質量控制模型、工序、批次等,並將這些資料直接下發給底層的PLC。當MES、ERP或者物料跟蹤系統可透過OPC服務協議,將物料消耗、工序和產品當前生產物料的編碼等資訊結合成一條資料,傳送給業務系統或指定的資料庫,解決了傳統MES系統收集資料完成後,還要進行二次的資料匹配,容易產生誤差和偏差的問題。

在資料傳遞的過程中,IODA系統為各個介面提供標準的OPC服務,也可以透過自帶的指令碼功能編寫簡短的程式,將採集的資料進行簡單處理後,拋給指定的資料庫和應用系統。IODA系統DA Server模組,可按MES、ERP、能源管理、物料管理、質量管理等不同系統的資料要求,提供不同的資料接入,解決了企業每建立一套應用系統,底層就需要建立一個採集系統進行匹配的問題,真正實現了資料的平臺化和互通互聯。這也是國產軟體的特點之一,是WinX IODA System和wonderware、GE ifix的區別所在,後兩者針對不同自動化裝置的相容性則更強一些。

對於國內製造型企業來說,無論採用哪種工業資料採集系統,都要走IT和OT結合的資訊化道路,這也是企業實現智慧製造的必由之路。

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