为了在制造环境中解锁自动化的全部潜力,必须启用所有信息系统之间的通信和交互。分布式通信层必须用作可扩展制造自动化的“数字骨干”,特别是在具有高设备多样性以及各种分布式系统的环境中。这种类型的通信结构提供了用于扩展和集成新应用程序,设备,服务,通信方法和协议的灵活性,同时还实现数据流功能以及制造自动化和分析所需的服务导向和面向服务的架构。

一旦企业资源规划(ERP)系统和制造执行系统(MES)到位,下一个逻辑步骤是技术支持和实现技术支持分布式通信层,这将促进现有IT系统和设备的连接,以及任何未来的制造自动化解决方案,使信息可以无缝地交换组件。

什么是数字骨干?

数字骨干是一个精心设计的分布式通信层,提供支持短期和长期可扩展性所需的基础设施。在开始数字转换之旅时,短视的透视可能是在每个新应用程序和所有已安装的应用程序之间开发某种对等体集成,其中所有已安装的应用程序都需要集成。当部署新应用程序时,这迅速变得无法管理,所有旧应用程序也需要升级,以便与新的应用程序集成。

亚博网络异常工业4.0数字骨干网

应用程序可以采用面向服务的体系结构(SOA)来公开满足特定业务需求的服务,而不是直接集成。这些可以是通用的,也可以根据需要指定。使用服务的应用程序不需要知道任何有关服务内部工作的信息。所需要的只是服务器和客户端应用程序就服务的接口定义达成一致。分布式通信层提供了服务器和客户端相互通信的方式。

好处

可以升级服务器并添加新服务,而无需对客户端进行任何更改

通过仔细设计无状态服务器,任何时候任何客户都可以通过通信层进行服务请求,并且始终获得一致的响应

可以根据需要添加服务器实例,以提供额外的负载容量,或提供更鲁棒性的冗余

虽然一些应用程序可能具有对通信的本机支持,但即使没有本机支持的应用程序(遗留应用程序)也可以使用网关或适配器应用程序通过通信层进行通信,以提供通信服务。

亚博网络异常工业4.0数字骨干网

数字骨干网能力

如前所述,数字骨干是一个精心设计的分布式通信层,提供支持短期和长期可扩展性所需的基础设施。分布式通信层使许多通信可能性是一个或多个系统的输出必然成为其他系统的输入和/或设备的输入。

通信层将为其他数字转换策略提供可靠和可扩展的基础,例如:

智能WIP管理

考虑通过ERP接收的销售订单,并将其发送到MES作为要执行的生产订单。然后,MES负责确保在收集,存储和制作关于产品的制造过程中提供的数据时执行适当的进程和处理步骤的执行。为了有效地执行这些任务,关于处理所需的设备状态的信息只是可以通过分布式通信层传送的一个关键元件。启用设备通信并连接到分布式通信层时,MES可以接收有关的信息:

  • 哪些设备可用于加工材料(目前不加工任何材料)
  • 目前正在加工材料的设备;
  • 哪种设备正在工程控制中进行测试,实验或任何其他活动
  • 哪些设备计划用于预防性维护(PM)程序,并且由于程序的结果,不能(或可能不允许)加工材料
  • 由于某种类型的未划分和/或意外事件,哪种设备无法处理材料
  • 由于外部事件的影响

然后可以使用此信息进一步自动化WIP管理策略,解决方案等事件驱动调度可用于确保设备运营商在右侧设备始终不断访问有关右材材料的信息,始终处于右侧设备。

现场报告

大多数现代工厂仍然依赖于定期报告,这些报告提供了前一段时间内生产状态的快照。虽然这些报告确实提供了有关KPI的宝贵信息,但它们只有在本可以实施有益变更的时间过后才可用。通过分布式通信层实现IT系统和设备之间的通信,允许收集和分析数据以提供实时报告性能指标,如总体设备效率(OEE)、设备利用率和容量、批次周期时间、吞吐量、产量和在制品状态。此外,实时数据启用:

  • 用于隔离和查看单个事件信息的向下搜索功能
  • 根本原因分析
  • 动态瓶颈检测
  • 而且,对于半导体制造商,晶片上的划痕,戒指,斑点和云等缺陷的自动检测和分类

自动化设备设置

设置用于处理材料的设备时,运营商必须知道他们正在建造的确切产品以及任何特殊的产品设备配方和参数这是需要的。在动态、高混合的制造环境中,操作员很难手动管理设备设置。他们应该可以访问一些系统,帮助管理所有这些设备设置信息。理想情况下,该系统可以与分布式通信层内的设备集成,以完全自动化设置过程,节省时间,减少出错的可能性。

自动化设备设置是先进过程控制(APC)功能的基础,如故障检测和分类(FDC)和自适应过程控制(运行到运行)。使用数字骨干,工厂将具有必要的基础设施,将设备与APC功能所需的系统集成在一起。

制造它的智能沟通

制造环境中有无数的情景,其中通信和数据量随着新的应用程序,传感器,软件组件的集成而来的需求进行了繁重的增长。精心设计和实施的数字骨干将提供架构,以通过长期来支持这种复杂性,并在许多系统,设备,设备和传感器之间提供通信以交换必要的数据。