MES:设备通讯和标准的作用

发布时间 : 2021-01-04     来源 : 深圳效率科技有限公司

  工业4.0,就像前三个工业革命,需求和驱动力变化一样。它要求在业务战略,领导者承诺,流程技术,IT,价值链范围内的集成,人员参与以及最重要的沟通方面进行更改。

  是的,新的工业革命要全面得多,要求在经营方式的各个方面进行改变。它强调发展生成,利用和操纵大量数据的能力,从而通过更好的运营知识为短期和长期的战略决策提供依据,从而在业务中创造价值。

  第四次工业革命最重要的方面也许是它将信息基础架构扩展到了“边缘”。它依靠智能设备和应用程序相互通信并实时做出自主决策以创造价值的能力。通信的准确性和速度至关重要,必须不断,自动,安全和精确地进行。

  因此,要求愿意在新的工业革命中进行投资的制造组织必须将其车间与其余业务集成在一起,以从边缘获得新的效率。要实现这种效率,就必须利用车间中每笔交易的流程和设备衍生的数据,并将其与MES等更高级别的应用程序连接起来。结果是过程和操作知识,可根据事件的严重性,数据分析的时间表和业务流程来通知即时,中期和长期的操作和决策。

  但是,MES与过程设备之间的集成并不总是那么简单。遗留,定制和当前设备,软件和数据基础结构的混合带来了许多复杂性。很多时候,没有现成的集成方法。

  确实存在设备级通信和数据传输标准和协议,以使与控制和更高级别的应用程序的接口连接更可靠,更轻松。但是,根据设备的使用年限,对多个接口的需求以及现代和传统设备及应用程序的必要共存,单个工厂本身可能存在的复杂性水平可能会很高。一旦被地理位置和技术分隔开的植物数量增加,整体复杂性也会成倍增加。

  持续沟通是必要的

  对于制造商而言,不断沟通的需求带来了许多挑战。一个典型的生产单位可能会配备来自不同供应商的设备,其类型和复杂程度取决于行业和生产过程。对于每个设备或不同供应商的设备,此复杂性的范围可能从很小的变化到很高的复杂性。

  当每台设备使用本机软件(和协议)进行操作时,就会增加另一层复杂性。当设备陈旧,或者在不需要或在过程中设计互操作性的应用中使用设备时,尤其如此,例如在较旧的包装生产线或为单个特定操作步骤设计的定制过程设备中。

  升级到更现代的控制体系结构时,尤其是包括IIoT或边缘感应的那些现代控制体系结构时,会出现第三级复杂性。无论您是一个工厂还是多个站点,设计和实施支持IIoT的架构,具有正确的接口(协议)以及现有的MES / ERP或业务级通信都需要进行大量准备。这种处理各种标准和协议的场景,以及将数据连续而安全地传输到更高级别的应用程序并产生使工业4.0数字化项目成功的结果的需求,绝非易事。

  MES互连带来洞察力

  在讨论数据传输标准和协议之前,我们首先关注高级应用程序在成功采用Industry 4.0中必须扮演的角色。

  理想的MES应用程序首先应该有能力为其涵盖的行业领域支持所有相关的和已建立的通信标准和数据传输协议。

  您的MES应该能够集成整个车间,这意味着能够与每个设备,每个支持IoT的设备和面板安全地连接,同时还可以与诸如ERP或PLM的业务级应用程序集成。MES应用程序的真正作用不仅限于能够从过程设备中检索数据并与现有接口集成。

  MES应用程序还应该能够创建和启用充当真正的路站的数据平台;它不仅可以实时从过程设备接收数据,还可以在边缘处理数据,并通过配置和存储数据来保存数据,以供将来的应用程序使用,从简单的报告到大数据/分析,再到机器学习等应用程序通过这些模式和趋势,高级管理人员可以根据这些数据制定战略性的长期决策。

  这是MES应用程序需要提高其“标准”的地方;现代MES需要超越其最初的建模和流程执行角色,以提供真正释放行业4.0所必需的数据平台;促进网络物理环境的创建,从而导致完全或部分自主的预测性和先发性业务决策。

  MES可以通过与较低级别的应用程序和设备进行有效的通信来实现此目的,同时确保直接获取数据而无需依赖Internet并以最安全的方式进行。为此,需要MES能够使用控制层,设备集成层中存在的协议进行有效通信,并且该协议管理设备到主机的通信。此处的关键方面不是要着重于现有的标准,而是MES遵循并支持现有标准以通过参与全部标准功能来获得最大价值的能力,从而有效地利用和操纵设备数据。

  现有注释标准

  就与过程设备通信相关的标准而言,取决于行业领域,存在许多标准。我们将在这里看一些更流行的:

  1级(控制级,设备级):OPC-UA;OPC-DA; SECS / GEM和IPC-CFX;对于IIoT,它包括BLE和MQTT

  级别2(自动化级别):BatchML,PackML,MIMOSA

  3级(IT级):REST,B2MML,ODBC

  这些接口通常具有已发布的API,可用于配置集成,确定要共享的数据以及要使用的方法,时序和节奏。一些API提供“确定性”性能(确认传输),而其他API必须从应用程序一侧进行操作以进行确认。

  接口的真正价值

  再次强调,所有这些标准和协议的存在仅是为了确保了解从流程设备传输到IT基础架构中相关服务器/应用程序的数据,并保持传输数据的完整性和速度。它可确保传输准确,安全地进行,而不会实时或接近实时地丢失数据的固有价值和含义。

  从MES的角度来看,从技术上来说,重要的是,MES必须具有操作中存在的多种设备通信和集成标准的功能“知识”,并具有使用已发布的标准来访问和使用该设备中的设备输出的方法。应用。您的MES开发人员将需要这样做,以确保您的MES能够与您的其余控制和信息级源真正互操作。

  因此,当您做出MES决策时,至关重要的是要考虑的MES能够支持适用于您特定行业领域,工厂甚至单个设备/设备的相关标准,并且它真正能够确保数据可以在生产的边缘(在生成边缘的地方)对其进行处理,还可以将其存储在必需的数据湖/数据库中,以供其他高级应用程序模块使用,以对车间数据生成更深入,更智能的业务响应。

  尽管标准化和协议使从过程设备中检索数据变得更加容易,但除非必须使用数据的应用程序MES真正能够提供实时边缘处理,近实时自动化过程控制和详细数据通过机器学习进行分析,仅遵循给定的标准并利用这些数据,就不会从Industry 4.0角度产生预期的影响。存储的数据很有用,但真正的价值在于MES进一步推动它的能力-使用高级分析,机器学习和其他应用程序,这些信息使您和您的组织能够制定更明智的决策,不仅影响运营。但要支持组织的长期战略和目标。那是工业4.0数字化的真正影响。

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