Cùng thu thập và lưu trữ dữ liệu, SCADA và MES khác gì nhau ?

SCADA và hệ thống điều hành sản xuất MES là những công cụ hỗ trợ quản lý sản xuất hiệu quả , từ việc vận hành máy móc an toàn, chính xác hơn đến việc giảm chi phí quản lý. Tuy nhiên, nếu không tìm hiểu kĩ, sự hiểu nhầm giữa 2 công cụ này rất dễ xảy ra. Bài viết sau chia sẻ điểm phân biệt giữa 2 hệ thống này.

1. SCADA và MES khác nhau từ định nghĩa

Hệ thống SCADA (viết tắt cụm từ Supervisory Control And Data Acquisition) là hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu nhằm hỗ trợ con người giám sát và điều khiển từ xa. Đôi khi, phần mềm giám sát thiết bị tuy chỉ có chức năng thu thập dữ liệu cũng được xếp vào là hệ thống SCADA.

Hệ thống điều hành sản xuất MES (viết tắt cụm từ Manufacturing Execution System) là hệ thống phần cứng và phần mềm, dùng để theo dõi, giám sát và lưu trữ thông tin trong sản xuất từ vật tư đầu vào cho đến sản phẩm đầu ra. Chức năng của hệ thống điều hành sản xuất MES là quản lý sản xuất hiệu quả với nhiều khía cạnh. Đó là kế hoạch, các yếu tố đầu vào (vật tư, nhân công, năng lượng, thiết bị/máy móc), thu thập, theo dõi số liệu và lưu trữ lịch sử sản xuất. Ngoài việc theo dõi giám sát đánh giá hoạt động tạo ra sản phẩm, MES còn quản lý các hoạt động khác của sản xuất như chất lượng, bảo trì và lưu kho. Như vậy có thể thấy chức năng hệ thống điều hành sản xuất MES rộng hơn SCADA (SCADA đôi khi bị nhìn nhận là phần mềm giám sát thiết bị còn hệ thống điều hành sản xuất quản lý cả nguyên liệu, năng lượng và con người). Mặc dù cả 2 hệ thống này đều phục vụ mục đích quản lý sản xuất hiệu quả.

màn hình phần mềm điều hành sản xuất MES

2. SCADA và MES khác nhau trong mô hình hoạt động

Theo mô hình phân cấp chức năng, hoạt động của SCADA ở tầng 2, còn hệ thống điều hành sản xuất MES ở tầng 3. MES sử dụng lại dữ liệu từ SCADA, từ phần mềm giám sát thiết bị nhằm quản lý sản xuất hiệu quả.

Giải thích rõ hơn về các tầng của mô hình này:

- Tầng 1 là các thiết bị hiện trường, các thiết bị này có nhiều cách để truyền thông tin, như gắn thêm cảm biến, trích xuất dữ liệu từ các màn hình HMI, hoặc can thiệp trực tiếp vào vùng lưu trữ dữ liệu của thiết bị. Muốn quản lý sản xuất hiệu quả, cần quản lý tốt các thiết bị ở tầng 1.

- Tầng 2 là các thiết bị điều khiển sản xuất, như PLC, SCADA. PLC ghi nhận dữ liệu truyền về từ các thiết bị hiện trường, đồng thời PLC được lập trình để điều chỉnh hoạt động của thiết bị theo các yêu cầu đã được lập trình từ trước. Ví dụ: máy được đặt ở tốc độ 100 vòng/phút. Nếu PLC theo dõi thiết bị thấy máy chạy ở mức 90 vòng/phút, PLC sẽ điều chỉnh để duy trì tốc độ 100 vòng/phút. SCADA có chức năng điều khiển theo sự vận hành của con người. Ví dụ máy đang chạy 100 vòng/phút, trên màn hình SCADA sẽ hiển thị máy chạy 100 vòng/phút. Nếu giả sử máy có vật cản, tốc độ vòng quay còn 50 vòng/ phút, trên màn hình sẽ hiển thị máy chạy 50 vòng/phút. Con người thấy tốc độ giảm như vậy có thể tắt máy qua màn hình SCADA. Sau khi ra loại bỏ vật cản, người vận hành thấy cần đặt 120 vòng/phút mới kịp tiến độ, anh ta sẽ điều chỉnh tốc độ vòng quay ngay trên màn hình SCADA, thay vì thao tác trên các nút bấm vật lý của thiết bị. Màn hình HMI đặt tại các máy móc cũng được coi là một thiết bị nằm ở tầng điều khiển sản xuất. Mục tiêu của tầng 2 là điều khiển hoạt động của các thiết bị hiện trường, sao cho các thiết bị riêng lẻ tầng 1 có thể tạo ra quy trình sản xuất đồng bộ. Chính vì tập trung vào thiết bị, đôi khi SCADA bị nhìn nhận là phần mềm giám sát thiết bị.

mô hình phân cấp chức năng theo chuẩn công nghiệp ISA 95

- Tầng 3 là tầng điều hành sản xuất. Tầng này bắt đầu diễn ra hoạt động quản lý. Mục tiêu tầng này là làm sao để có thể tạo ra sản phẩm tốt nhất, phù hợp nhất với các nguồn lực hiện có trong nhà máy. Ví dụ trong kho thiếu 1 vài nhân công, không thể vận hành toàn bộ các dây chuyền, MES cho phép tạo ra lịch sản xuất phù hợp với các số lượng nhân công hiện có. Hệ thống điều hành sản xuất MES cũng có chức năng thu thập và lưu giữ dữ liệu, nhưng sau đó những thông số này được cung cấp để con người tìm ra hướng cải tiến dây chuyền sao cho thời gian dừng máy thấp nhất, tỉ lệ sai hỏng sản phẩm nhỏ nhất. MES có thể tổng hợp số lần dừng chuyền, tổng số thời gian khắc phục sự cố. Hay đưa ra biểu đồ tỉ lệ thu hồi sản phẩm ứng với mỗi nhà cung cấp vật tư để đánh giá chất lượng vật tư từ những nhà cung cấp khác nhau.

- Tầng 4 là tầng điều hành doanh nghiệp. Mục tiêu tầng này là phục vụ khách hàng và các hoạt động trong nội bộ công ty. Do đó, ngoài phân hệ sản xuất, ERP còn có các phân hệ khác như mua hàng/ bán hàng, quản lý nhân sự, kế toán - tài chính, hậu cần... Ví dụ, một khách hàng lâu năm đến mua 100 thùng dầu. Anh ta đã làm việc nhiều lần với công ty nên giá mua 100 thùng dầu sẽ tốt hơn so với người mua lần đầu, hơn nữa anh ta không trả tiền ngay mà thanh toán trước 30%, nhận hàng mới thanh toán phần còn lại. Rõ ràng công ty cần phải quản lý quá trình giao dịch với khách hàng này, tiến trình thanh toán của họ và cả quá trình vận chuyển hàng. MES có nhiệm vụ cung cấp cho ERP thông tin, bao giờ đơn hàng được sản xuất xong. Nếu không có tầng điều hành sản xuất, thông tin cung cấp cho ERP về hoạt động nhà máy không thể chính xác và đầy đủ.

3. SCADA và MES khác nhau ở thời gian đáp ứng

Nếu như PLC và SCADA, hay phần mềm giám sát thiết bị cho phép điều khiển thiết bị, dây chuyền hoạt động theo phần trăm giây, MES cho phép đưa ra quyết định sản xuất theo từng giây, từng phút. Còn ERP nhận dữ liệu theo ngày, theo tuần hay theo tháng. Như vậy, có thể hiểu dữ liệu SCADA cung cấp phục vụ cho quản lý nghiệp vụ. Còn dữ liệu hệ thống điều hành sản xuất MES cung cấp phục vụ cho công việc quản lý hoạt động chung của nhà máy.

Tóm lại, SCADA và MES có điểm chung là thu thập và cung cấp dữ liệu, dẫn đến đã có sự nhầm lẫn hai hệ thống này. Tuy nhiên đây là 2 hệ thống khác nhau, chức năng và vai trò khác nhau. Mong rằng bài viết giúp ích phần nào cho người đọc trong so sánh giữa hai hệ thống SCADA và MES.

Nếu bạn muốn tìm hiểu về hệ thống SCADA và hệ thống điều hành sản xuất MES, hãy liên hệ với chúng tôi. Với phương châm làm việc chuyên nghiệp, tận tâm Bảo An Automation luôn cam kết mang tới cho khách hàng sản phẩm với chất lượng tốt nhất với giá thành hợp lý và đảm bảo giao hàng đúng tiến độ.

7.848 07/05/2022