Nền tảng machine networking cho phép nhà máy sản xuất công cụ cầm tay cải thiện hiệu quả sản xuất
4.11.2021
Giới thiệu
Đối với lĩnh vực sản xuất, thông tin sản xuất và tỷ lệ sử dụng thiết bị là các Chỉ số Hiệu suất Chính (KPI) quan trọng nhất để đánh giá năng lực sản xuất của một doanh nghiệp. Trước đây, nhiều nhà máy thu thập thông tin bằng các báo cáo nhật ký và dữ liệu từ việc nhập liệu của các nhân viên tại dây chuyền. Cách tiếp cận này không chỉ thiếu chi tiết cụ thể mà còn rất khó để biết liệu thiết bị đang hoạt động ổn định bình thường hay không.
Việc sử dụng các ứng dụng mạng máy móc có thể tự động thu thập dữ liệu thiết bị và trực quan hóa thông tin sản xuất theo thời gian thực đã được chứng minh là giải pháp tốt nhất cho sản xuất nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất và sử dụng thiết bị dựa trên KPI. Việc triển khai một hệ thống tích hợp tất cả thông tin sản xuất có thể là một công việc tốn nhiều thời gian và công sức đối với các nhà tích hợp hệ thống (SI) và thậm chí còn khó khăn hơn để thu thập dữ liệu từ thiết bị cũ và máy CNC mà không có khả năng kết nối mạng.
Để khắc phục điều này, Advantech đã cung cấp một giải pháp tổng thể về phần cứng và phần mềm giúp các SI tích hợp các ứng dụng mạng máy móc vào dây chuyền sản xuất. Giải pháp tổng thể của Advantech cung cấp một số tính năng quan trọng, từ thu thập dữ liệu và giám sát trạng thái, đến tổ chức dữ liệu back-end và tích hợp OT / IT. Với nó, quản lý nhà máy có thể dễ dàng thu thập dữ liệu thiết bị mà không cần phát triển trình điều khiển của riêng họ và nhanh chóng trực quan hóa nó thông qua các mẫu tạo sẵn. Các nhà quản lý sản xuất cũng có thể sử dụng nền tảng để thực hiện các phương pháp luận về hiệu quả sản xuất.
Yêu cầu hệ thống
IMPELEX DATA TRANSFER Co., Ltd., là chuyên gia trong lĩnh vực thu thập dữ liệu và các dịch vụ MES, là công ty tích hợp hệ thống chuyên về tích hợp và phát triển OT và IT. Công ty sử dụng công nghệ IoT để thu thập thông tin sản xuất và xây dựng các công cụ và bảng điều khiển trực quan hóa dữ liệu. Nó cũng cung cấp các microservices dạng mô-đun để cung cấp các giải pháp sản xuất thông minh đáp ứng tốt nhất nhu cầu của khách hàng.
Các giải pháp tiết kiệm chi phí của IMPELEX trong nhiều năm đã được các ngành sản xuất như gia công kim loại, đúc nhựa, thiết bị ngoại vi ô tô, PCB, thực phẩm và đồ uống ưa chuộng và áp dụng trong nhiều năm. Vào đầu năm nay, một nhà sản xuất các dụng cụ cầm tay nổi tiếng thế giới - RE-DAI PRECISION TOOLS Co., Ltd. cũng đã ủy quyền cho IMPELEX xây dựng một ứng dụng kết hợp mạng máy và MES cho hai nhà máy của mình ở Taichung và Chiayi, Đài Loan.
RE-DAI PRECISION, được thành lập cách đây gần 40 năm, thông thường họ thu thập thông tin sản xuất thông qua các báo cáo nhật ký từ thiết bị sản xuất và nhân sự. Quá trình này thường tạo ra các vấn đề như tình trạng thiết bị không chắc chắn và thiếu dữ liệu chính xác cần thiết để lập bản đồ các mục tiêu KPI.
Mặc dù vậy, RE-DAI PRECISION hoàn toàn nhận thức được sự cần thiết của việc áp dụng các phương pháp sản xuất thông minh hơn nên đã lên kế hoạch tích hợp quản lý giờ giấc của nhân viên, vận hành máy móc, nguyên liệu, thông số quy trình, dữ liệu năng lượng, kiểm tra và thử nghiệm chất lượng. Kết hợp tất cả cùng nhau, họ hy vọng thúc đẩy mô hình sản xuất thông minh thông qua minh bạch thông tin và chuyển đổi tới Công nghiệp 4.0.
Sau khi tìm hiểu nhu cầu của khách hàng, IMPELEX quyết định triển khai giải pháp mạng máy theo từng giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên sẽ tích hợp giờ làm việc của nhân viên, vận hành máy móc và quản lý SOP bằng cách thực hiện thông tin và phản hồi sản xuất theo thời gian thực bằng cách sử dụng trực quan hóa dữ liệu trong các trung tâm vận hành. Để làm được tất cả những điều này, IMPELEX cần tự phát triển giải pháp MES và cũng cần mua một giải pháp có cả phần mềm và phần cứng có thể thu thập dữ liệu thiết bị và trực quan hóa dữ liệu đó, đồng thời tính đến việc triển khai các chức năng hiện có và nhu cầu mở rộng trong tương lai.
Mô tả hệ thống
Advantech đáp ứng các yêu cầu của dự án này với giải pháp tổng thể bao gồm ba sản phẩm gồm cổng dữ liệu giám sát thời gian thực IFS-RTM-UNO1372A, cổng dữ liệu công cụ gia công CNC ESRP-CNC-UNO1372 và máy chủ IFS-51A-AG01 tích hợp sẵn nền tảng quản lý trực quan hóa dữ liệu.
Hoạt động liên quan đến hai cổng dữ liệu được cài đặt trên dây chuyền sản xuất chịu trách nhiệm thu thập dữ liệu như thông số quy trình sản xuất (ví dụ: tải, tốc độ, nhiệt độ). Dữ liệu sau đó được gửi đến máy chủ quản lý sản xuất CIO / WIP của IMPELEX được cài đặt trong phòng điều hành và MES thông qua bộ chuyển mạng sử dụng định dạng MQTT.
Máy chủ trong phòng vận hành trực quan hóa dữ liệu và hiển thị trên màn hình lớn, cho phép người quản lý xem thông tin thời gian thực và tình trạng thiết bị. Nếu bất kỳ thiết bị nào được gắn cờ là bất thường, hệ thống sẽ gửi cảnh báo qua email cho nhân viên có liên quan và sẽ gửi thông báo đến điện thoại di động của người quản lý qua LINE để nhanh chóng giải quyết sự cố.
Ba nền tảng của Advantech đều tích hợp phần mềm và phần cứng. Sản phẩm đầu tiên, IFS-RTM-UNO1372A là máy tính công nghiệp UNO được cài đặt sẵn WISE-EdgeLink, là phần mềm chuyển đổi giao thức hỗ trợ hơn 200 giao thức truyền thông, lý tưởng cho việc thu thập dữ liệu từ các thiết bị cũ khác nhau. Ngoài việc giám sát thiết bị trong thời gian thực, thiết bị còn hỗ trợ truyền liên tục khi bị ngắt quãng trong vòng 7 ngày, do đó người dùng không phải lo lắng về việc mất dữ liệu do gián đoạn mạng.
ESRP-CNC-UNO1372 có các chức năng tương tự. Điểm khác biệt duy nhất là phần mềm được cài đặt sẵn - Runtime, cho phép nền tảng này kết nối với nhiều máy CNC của các hãng khác nhau như FANUC, SIEMENS, MITSUBISHI, HEIDENHAIN và Brother. Điều này có nghĩa là nhà máy sản xuất dụng cụ cầm tay có thể dễ dàng thu thập dữ liệu từ các máy MITSUBISHI của họ.
Sản phẩm thứ ba, IFS-51A-AG01, là cốt lõi của giải pháp này. Thông qua sự kết hợp của máy chủ hiệu suất cao này và bộ phần mềm sản xuất thông minh, nó có thể hoạt động như một nền tảng quản lý dữ liệu đa chức năng tích hợp thu thập, tổng hợp, trực quan hóa và phân tích dữ liệu. Nhờ một loạt các mẫu tạo sẵn được cung cấp bởi bảng điều khiển, người dùng có thể trực tiếp áp dụng chúng để tạo giao diện người dùng riêng của mình.
Dữ liệu sản xuất đã xử lý không chỉ hữu ích cho các nhà quản lý trong việc truy cập và hiểu các mục tiêu của dây chuyền sản xuất, theo dõi tiến độ và hiểu các sự kiện bất thường mà còn có thể tóm tắt dữ liệu để tạo biểu đồ xu hướng cho phân tích trên phạm vi rộng. Các nhà quản lý có thể sử dụng chúng làm cơ sở để nâng cao hơn nữa hiệu quả sản xuất và quản lý của nhà máy.
Ngoài ba trang tổng quan hiện có về Hiệu quả tổng thể của thiết bị (OEE), Sức khỏe và An toàn Môi trường (EHS) và Sự kiện, Cảnh báo và Thông báo (EAN), Advantech sẽ bổ sung thêm nhiều trang tổng quan khác đáp ứng nhu cầu của ngành sản xuất, chẳng hạn như Thống kê Kiểm soát quy trình (SPC), Hệ thống giám sát tiên lượng (PMS), hệ thống điều phối sửa chữa thiết bị cho Andon, Kiểm soát sàn nhà máy (SFC), quản lý bảo trì thiết bị, v.v.
Triển khai dự án
- IFS-RTM-UNO1372A – iFactory RTM (Real-time Monitoring) gateway
- ESRP-CNC-UNO1372 – Data gateway for CNC machining tools
- IFS-51A-AG01 – iFactory Smart Manufacturing Suite (Generic Starter
Package contains server, WISE-PaaS platform and iFactory industrial
applications)
Kết luận
Advantech hợp tác với IMPELEX để cung cấp giải pháp mạng máy móc có thể cải thiện đáng kể hiệu quả quản lý sản xuất và sử dụng thiết bị. Đối với dự án này, giải pháp thu thập dữ liệu tự động và trực quan hóa dữ liệu đã đạt được những kết quả đáng kể. Trạng thái thời gian thực và hiệu quả sản xuất của tất cả các máy được hiển thị rõ ràng và thời gian thực hiện để xử lý dữ liệu đã giảm tới 70%.
Hơn nữa, giải pháp dựa trên đám mây của Advantech cho phép triển khai theo từng giai đoạn vì tính mô-đun của nó, với khả năng tích hợp dễ dàng và mở rộng linh hoạt. IMPELEX đã hoàn thành giai đoạn triển khai đầu tiên và có kế hoạch cho các ứng dụng khác như di chuyển dữ liệu hệ thống lên đám mây. Các mục tiêu quản lý năng lượng theo yêu cầu của nhà máy có thể được thực hiện dần dần trong cấu trúc hiện có, từ đó từng bước hiện thực hóa sản xuất thông minh và quản lý thời gian thực cho khách hàng.
