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数字化转型之IT系统整合解决方案

作者:www.cechina.cn2024.01.19阅读 33315


  智能制造 (Smart Manufacturing) 和智慧企业 (Smart Enterprise) 是数字化的高级目标。为了实现智能制造和智慧企业,除了需要将工厂内部的各类环境、安全、生产和检测设备的运作状态及重要参数实时收集起来之外,还需要将相关数据与公司内部不同的IT系统如制造执行系统 (MES)、企业资源规划 (ERP)、第三方IT服务 (3rd party IT service) 进行互相通信和交流。然而,OT (运营技术) 与IT (信息技术) 之间一直以来各自独立拥有不同的产业知识 (domain know-how),这造成了沟通的断层,进而影响了数字化信息的串接。因此CONTROL ENGINEERING China版权所有,如何让OT端的数据可以快速且简单地被串接到IT系统,同时IT的信息可以顺利地被OT端接收,俨然已经成为数字化转型的新议题。
  项目挑战/目标
  此案例是某电子元件制造商,其工厂内有各种不同制程的生产及检测设备资料需要整合。生产端的资料整合后,客户希望可以建立一个小型控制室,实时呈现工厂环境安全信息、生产信息(如产出数量、良率等)及设备运作情况( 如稼动率、产能利用率、直通率等)。这样可以让决策者以视觉的方式一目了然地了解订单的执行状况与生产设备的运作情形。
  接下来是与IT系统的整合,客户希望收集到的资料可以基于不同的目的,分别同时传送至两个不同的IT系统:一是连接至公司内部的MES/ERP数据库,用来预测目前订单预计完成时间以利于即时调整生产排程,提升设备产能利用率;二是连接至各分区的Edge Server,在Edge Server使用第三方AI模块来进行设备运行数据库大数据分析,期望利用即时AI分析来立即优化设备生产参数,进而提升生产直通率。
  项目挑战
  ●  整合各类不同品牌的控制器
  ●  达到即时生产监控 & 即时生产效率计算
  ●  提供低成本且简易之控制室可视化
  ●  与 MES/ERP 数据库互相串接
  ●  整合第三方 IT 之 AI 服务
  解决方案概述
  北尔电子X2智能人机在不更换控制器且不改变设备控制器程序的前提下,顺利整合不同制程的生产及检测设备资料,成功地将控制器内的生产数据和参数收集起来。不论客户机器内部的控制器是何种品牌的PLC,北尔电子X2智能人机支持市场上超过95%的控制器通讯协议,此案例中,客户部分的设备不需要有控制屏幕,也可选用BoX2 Gateway。北尔电子X2智能人机与BoX2 Gateway皆使用相同的软件(iX Runtime),替换使用上没有问题,让客户在使用及安装上更有弹性,同时也更节省成本及安装所需的空间。
  北尔电子X2智能人机可以实时视觉化地呈现生产情况并生成生产报表。除了基本的OT资料收集功能外控制工程网版权所有,北尔电子X2智能人机可以立即以视觉化的方式在线实时更新生产状况,让操作人员能够以直观的方式看到生产结果。生产完毕后,也能生成实时报表(CSV/PDF)供工厂生产检讨使用。北尔电子X2智能人机本身内建C# script,可以利用C# script计算出稼动率、良率、直通率等。生产线的管理者能够在生产的同时即针对当次生产的良率做实时的监控,这样一来,一旦发现不良率有偏高的情况,产线管理者可立即找出问题、做出修正,以降低后续的检测及维修成本。
  北尔电子X2智能人机内的软件iX Runtime是X2智能人机的标准配置,同时客户也可以单独将iX Runtime安装在使用PC/Edge Server上使用。在此案例中,客户只需要一个小型的控制室,如果采用市面上的SCADA软件,不仅价格昂贵、且需要高度定制,而且还需要编写程序才能与IT系统数据库做整合 。最终客户采用北尔电子iX Runtime,并将其运行在Windows 10的PC上作为Lite SCADA使用。iX Runtime本身内建多种的向量图形、趋势图、对象、分析图,客户可依照自己的喜好做设置,即使要变更或优化设置,也仅需通过勾选新图形即可执行,不需要再投入人力重新设计。
  北尔电子X2智能人机除了内置丰富的控制器驱动程序之外,针对IT系统常用的通讯协议,如Modbus、OPC UA Server、OPC UA Client、MQTT和Rest API也都内建在系统内。通过北尔电子X2智能人机将资料收集起来之后,客户通过OPC UA将资料传送到Edge Server,Edge Server端安装了iX Runtime及第三方AI模块。第三方AI模块针对设备运行数据库大数据分析,得到的结果可以进行优化设备生产参数,进而提升生产效率。
  北尔电子X2智能人机也可以通过Modbus、OPC UA Server、OPC UA Client、MQTT或Rest API与公司内的MES / ERP系统对接。关于生产相关信息如上线排程、生产数量、良率等可以同步至办公室 。除此之外,我们还预留了一个自动派单生产的功能让客户未来可以导入。北尔电子X2智能人机由于可以同时串接OT与IT,作业人员在收到工单信息后,可以利用barcode scanner扫描工单单号进入X2,X2会自动连接MES系统数据库,然后将生产配方、参数直接显示在X2上,作业人员只需要核对工单单号,按下确认键即能将生产配方写入到控制器,机器设备即可开始生产。如此一来,客户在生产上时CONTROL ENGINEERING China版权所有,可减少制程上的沟通时间、针对生产提前准备、降低手动输入操作错误、进而提升生产效率。当然生产信息也会如同之前所描述直接传递至Edge Server给AI module、控制室与MES / ERP系统。
  此次的案例,客户给予了极度正面的肯定,因为整个工厂的数字化无论是OT端还是IT系统www.cechina.cn,可以集中在同一硬件和同一软件上,不需要额外采购大量备品。如此一来可以让OT端设备与IT系统的信息快速串联,不需要经过额外的转换或架接。也因为使用同一系统,公司不需要雇用各类不同的软件人才来做数字化整合,节省公司很大的成本及时间。进一步要结合第三方的AI模块时,也可以共用北尔电子X2智能人机硬件节省了额外的硬件成本。在数字化的过程中,经营管理者往往无法了解投入的成本会有什么样的收益,利用北尔电子X2智能人机的可视化功能,可以让经营管理者无需采购昂贵的SCADA软件,就可以享受高规格的视觉化信息,清楚且明白公司运作效率及运营表现。

  为什么选择北尔电子?
  ●  北尔电子X2智能人机支持各种控制器。在不更换控制器且不更改控制器程序的前提下,可以快速收集生产资料。
  ●  北尔电子X2智能人机支持C# scripting,针对特殊的需求www.cechina.cn,可以利用C#进行定制,使用起来更有弹性且友好。
  ●  北尔电子X2智能人机支持多种IT通讯协议,例如:OPC UA Server、OPC UA Client、Rest API、MQTT。可以很方便地将OT资料与公司内部IT系统(MES / ERP)架接。
  ●  北尔电子X2智能人机拥有丰富的向量可视化图库,经营管理者可以通过可视化清楚地了解运营表现。
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