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何谓制造集成平台MIP?

导读

INTRODUCTION

MIP解决方案是一个以标准方式集成各个MES组件及其他生产相关系统的开放式集成平台。该平台满足所有上述需求并能运行不同厂商的各个应用程序。此外,MIP平台为开发或实施合作伙伴间提供更为灵活的合作空间。

文章来源

作者:MPDV中国曹海勇博士原创投稿,本文为上篇。

制造IT操作系统

像工业4.0、数字工厂和工业物联网(IIoT)这样的标题包含了一系列的新技术和方法。所有这些新技术都试图以数字形式映射真实的物理世界。但是在信息化进程中,出现了种种新的挑战:

许多企业由于不同时代投入的IT系统,造成接口复杂或数据孤岛。另一方面,随着时代的发展,生产中的管理需求也不断变更。此时企业发现新需求的实现太依赖于单一的软件供应商。

与此同时,系统集成商被要求提供单一大而全的系统,他们不得不为了集成其他系统去做工作量很大的接口集成,或者索性进行大量的内部开发或外包。

一些设备/设施制造商也纷纷加入软件市场,因为客户要求他们提供软件服务或与客户的IT系统集成。他们发现由于数据模型不统一,真正将应用程序集成到客户现有IT架构中实在是勉为其难。

智能手机并非一开始就取代传统手机,智能手机能够一统手机市场是因为在手机上涌现了大量满足各种需求的应用程序App。即使如苹果这样伟大的智能手机鼻祖,也没有包揽所有的App,而是开放IOS去建立生态。这个理念确保了应用组合的多样性和灵活性:

◉ 应用程序面向特定任务;◉ 应用开发商之间互相不依赖;◉ 应用程序之间的互操作性;◉ 可根据需要无限扩展应用。

尺有所长、寸有所短,既然每家厂商都是坐井观天,如果在未来的制造IT世界,有一个平台能够像IOS一样,运行各家厂商的App,那市场将得到广阔的天空。我们姑且将这个平台称为制造集成平台MIP(Manufacturing Integration Platform)。MIP具备这些特点:

◉ 首先是面向制造的;◉ 其次是作为制造IT的操作系统;◉ 其三是能够无限扩展App。

MIP与IIoT的差异

未来的工厂将面临巨大的挑战,其中一个挑战是记录所有必要的数据,以创建一个生产的数字模型。与物联网(IoT)不同,工业物联网(IIoT)专注于制造业。它的目的是使用多种类型的传感器以数字形式显示现实世界的状况。此外,机器和生产线控制系统提供多种数据。然而,这些数据并不包括人工作业和软件系统(如ERP)产生的所有信息需求。需要人工记录的数据和来自现有软件系统的信息来回答一些重要的问题,比如。一台机器和一组机器的可用能力是多少,或者当前的废品率是多少?在任何情况下,都需要预处理的信息,而传感器和机器不容易提供足够的信息。我们也可以说,传感器提供数据,而管理层想要答案。为了能够将数字信息转化为有用的结果,就必须通过应用程序对原始数据进行加工处理。

面向生产的部门需要包括越来越多的功能的应用。因此,市场需要灵活性、多样性的制造IT系统,在日益复杂的情况下支持企业提高生产效率。实现一个能够满足所有这些要求的标准解决方案的任务是具有挑战性的。特别是迅速增加的参与者(传感器、数据提供者和应用程序)需要一个必须在所有方向上开放的新架构。

因此,MIP解决方案是一个以标准方式集成各个MES组件及其他生产相关系统的开放式集成平台。该平台满足所有上述需求并能运行不同厂商的各个应用程序。此外,MIP平台为开发或实施合作伙伴间提供更为灵活的合作空间。

与IIoT相比,MIP最大的优点是MIP管理了数字化工厂完整的对象建模,不同应用开发商都在访问相同的、语义明确的对象,而无需相互依赖。MIP是一个开放式平台,可以集成各种以生产为导向应用程序:

◉ 完整的数字化工厂建模对象◉ 数据、访问方法和应用逻辑松耦合结构◉ 集成平台架构◉ 提供面向制造管理的标准mApp◉ 可以集成其他供应商的应用

MIP 场景

用户可以通过MIP将内部软件开发与单独的特殊解决方案及外部可用的标准应用程序进行有效整合,用户可以随时决定内部开发与外部解决方案的比例,同时,MIP平台可以访问本地资源以及通过物联网链接的资源。

如此一来,市场上的解决方案组合将成暴增,最终用户从中受益。有些厂商专注做实时信息看板,如业界有名的Peakboard,还有智能穿戴设备Aucobo,他们根本无需了解这是数据从何而来;设备厂商可以直接将其设备控制器集成到客户现有IT架构中;有些厂商可以将人工智能(如面向制造的PerfectPattern)集成到自己的应用中;还可以将一些行业专用的解决方案(如钢卷行业的分切计划)集成到通用的排产软件中,将专业对刀软件集成到通用的工具管理中。

图1:增值链信息驱动数字化工厂

不仅仅如此,生产中产生的一个数据,以事件方式在MIP平台上发布给不同的应用,如图1所示,一次设备加工信号引发的连锁响应:

◉ 设备的一次加工周期产生0/1脉冲信号,发送给MIP。◉ MIP平台将脉冲信号转换为一个加工计数和加工节拍。◉ 工单管理mApp进行自动报工,更新工单进度和基于节拍计算剩余运行时间;◉ 缓存区管理mApp自动将下游缓存区工件数量+1◉ 缓存区工件数量达到目标值后,物流管理mApp将运输任务下达给AGV◉ 下游工序机器人取件/置件,并触发程序管理mApp下达加工程序◉ 维护管理mApp判断是否根据产出数量触发维保任务◉ WIP管理mApp将WIP产出汇报给WMS◉ 原材料消耗信息又触发供货请求mApp

MIP 架构

MIP秉承与智能手机IOS相同的架构理念:

◉ 运行不同以制造为导向的应用程序mApp的运行平台,包含以下插件:

- 所有从今天的生产、质量和人力资源等类别中分离出来的车间数据对象ViPR(Virtual Production Reality);

- 访问ViPR的内容访问服务CAS(Content Access Services);

- 提供连接业务IT系统(如ERP、PLM、...)系统集成服务ECS(Enterprise Connectivity Service)

- 支持机器、设备和数据采集系统的连接车间通信服务SCS(Shopfloor Connectivity Services)

- 用户管理服务UMS(User Management Service)

- 全局安全服务GGS(General Security Services)

◉ 提供通用的标准mApp,如同手机中电话、短信、日历等App;

◉ MIP软件开发套件(SDK)可以单独定制不同的组件并创建定制的mApps

在任何时候,任何记录和计算的数据都可用于任何授权的mApp或MIP插件。因此,可以在任何时候扩展或定制应用环境,而不考虑mApp或MIP插件的来源以及该组件应满足的目的。例如,一家制造公司可以将机器供应商的组件与另一个解决方案供应商的生产控制系统结合起来,以收集数据。同时,该公司可以自行实现关键绩效指标的可视化。为此,数据、访问方法和应用程序的严格分离对MIP的综合概念至关重要:UMS和GSS确保只有授权用户、mApps和MIP插件能够访问ViPR中的数据。可以使用专门创建和认证的mApp来管理用户数据。

再次用图1中的例子可以说明MIP的功能。设备和它们的主数据、生产物品的描述和所有工作计划都存储在ViPR(模型世界)中。通过SCS采集设备的真实数据,并通过CAS存储到相应的ViPR中。如果在ERP系统中创建订单,插件使用ECS的方法和功能传输到ViPR中。MIP。使用一个排产mApp,公司的计划员现在可以指定订单的生产时间和使用哪些设备。由此产生的分配被存储在ViPR中,这样其他车间执行mApp就可以显示要在相应设备上生产的订单。当设备有产出,若需要报工,你在车间里使用一个报工mApp,并将请求发送到CAS。从现在开始,所有记录的实时数据都被分配到相应的设备和登录的订单上。一个评估的mApp可以直接访问订单数据,然后计算出合适的KPI指标。一个显示车间实时设备状态和订单进度的mApp请求通过CAS访问ViPR,请求对应数据并更新用户界面。

此场景中的mApps可以是来自不同供应商,mApps使用MIP提供的功能、方法和数据,以面向实践的形式为用户或其他IT系统生成有价值的信息。

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posted @ 22-06-18 09:21  作者:admin  阅读量:
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