Интеграция MES c оборудованием.
Часть 1. Автоматизация учета в ПАЦ

Внедрения MES на заводах по производству цельномолочной и кисломолочной продукции отличается от внедрения у сыроделов. Производство цельномолочной продукции более механизировано и участие человека в процессе минимально. Руководители оснащенных современным оборудованием предприятий ожидают, что учет будет строиться автоматически, путем загрузки информации с этого оборудования и приводят такие аргументы в пользу автоматического учета:

• Достоверность. Меньше ошибок и преднамеренных искажений, чем при ручном вводе.
• Оперативность. Информация фиксируется в момент совершения операций, а не после, в результате возможно выстраивать систему предупреждений и уведомлений для оперативной реакции на отклонения.
• Полнота. Ручной перенос информации с оборудования слишком трудоемкий. Часть полезной для анализа информации не переносится.
• Снижение затрат на учет. Ручной ввод информации либо приводит к появлению на производстве людей, которые основную часть времени занимаются учетом, либо отнимает время у людей, которые выполняют производственные операции.

Несмотря на наши призывы осторожно и осмысленно подходить к задачам получения информации с оборудования, вопросы о том, каким образом такие задачи могут быть решены, задаются все чаще. В этой статье я написал о распространенных задачах съема информации с оборудования, встречающихся у переработчиков молока, и способах решения. Чтобы статья не получилась слишком длинной, в ней рассказывается только про решение задач съема информации в приемно-аппаратном цехе (ПАЦ), о съеме информации с фасовочных линий я напишу отдельную статью позднее.

Для лучшего понимания вариантов решения и терминологии ниже приведена схема и пояснения к ней:

• ПЛК (PLC, программируемый логический контроллер) – устройство, к которому подключается приборы учета и оборудование. Это основной «мозг» производственного процесса, через который происходит оперативное управление. ПЛК обрабатывает импульсы с подключенных приборов и передает на приборы команды в виде импульсов.

• OPC-сервер (Open Platform Communications) — класс программ, предназначенных для сбора информации с оборудования, приборов учета и ПЛК, и передачи этой информации в унифицированном виде (в соответствии с протоколом OPC) в системы верхнего уровня (SCADA, MES, ERP).

• SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition — диспетчерское управление и сбор данных) — класс программ, предназначенных для управления оборудованием и производственным процессом в режиме реального времени. SCADA может получать информацию с ПЛК напрямую или через OPC-сервер.

Как видно на схеме, возможны 2 варианта получения данных с оборудования и расходомеров в ПАЦ.

При наличии SCADA и при условии, что необходима информация с приборов поступает в SCADA, проще всего реализовать обмен между SCADA и MES. Львиную долю времени в таких задачах занимает согласование формата обмена между разработчиками MES и SCADA:

• Разработчики SCADA выясняют, какую информацию они будут передавать. Не всегда эта информация есть у них в нужном виде, поэтому часто возникает задача доработки SCADA для ее подготовки.
• Разработчики MES выясняют, какую информацию они получат и как они будут ее обрабатывать.
• Стороны договариваются о способе передачи информации.

После нескольких таких согласований с компаниями-разработчиками SCADA, мы пришли к выводу, что удобный для всех способ обмена – это использование промежуточной SQL-базы, в которую SCADA записывает информацию, а MES читает. При этом, по нашему опыту, необходимую информацию можно структурировать в 3-4 таблицы. Для сокращения сроков таких работ мы подготовили стандартный набор таблиц для обмена, и включили в свою MES-систему типовой функционал для загрузки информации из этих таблиц.

После загрузки в MES информация с оборудования имеет такой вид:

«1600 кг передано из танка 1 в танк 2»

Чтобы преобразовать ее в учетные документы выпуска, расхода материалов и перемещения, привязать к номенклатуре и партии, требуется дополнительная обработка. Конечно, эту информацию может вручную обрабатывать человек, но это требует больших трудозатрат и снижает оперативность, поэтому ручной обработки стараются избегать.

Механизмы автоматической обработки загруженной информации должны быть реализованы таким образом, чтобы изменение производственных процессов или состава измерительных приборов не требовало перепрограммирования. Для этого в нашей MES-системе разработан модуль обработки, который содержит варианты обработки загруженной информации и позволяет без программирования настраивать создание учетных документов на основании информации, загруженной с оборудования и приборов учета. Упрощенно модуль интеграции с оборудованием на стороне MES можно представить следующим образом:

Такая схема позволяет не изменять основную часть модуля даже при реализации интеграции другими средствами, не через SCADA и OPC. В результате в MES загружается готовый учетный документ. Там, где информации для автоматического учета недостаточно, система задает оператору конкретный вопрос, вроде такого:

«В танке 2 было смешано 500 кг «Пастеризованное молоко» и 100 кг «Обезжиренное молоко. Подтвердите выпуск 600 кг «Смесь, нормализованная 3,0%» или, выберите другую номенклатуру выпуска.»

После ответа оператора в системе автоматически создается учетный документ.

Как я уже упоминал выше, больше всего времени при решении задач интеграции с оборудованием уходит не на программирование и настройку непосредственно, а на согласование деталей интеграции между сторонами. Несмотря на наличие наработок и для интеграции через SCADA, и для интеграции через OPC, задачи интеграции с оборудованием все еще остаются слабо управляемыми для вас, как для заказчиков.

Мы стремимся к тому, чтобы повысить качество и управляемость этой услуги для вас, поэтому стараемся исключить из этих работ третью сторону, либо минимизировать ее участие, и выполнять для вас такие задачи «под ключ». Для этого мы наращиваем свои знания в программировании контроллеров, OPC-серверов и SCADA-систем, а также в части учетного оборудования. Мы особенно заинтересованы в работах по прямому съему информации с расходомеров, контролю влажности и температуры в производственных помещениях, автоматическому подсчету штук в процессе производства или фасовки. Если у вас есть подобные задачи и люди, готовые поучаствовать в проработке вариантов оборудования – обращайтесь, мы с радостью поучаствуем в проработке концепта решения.