Tiêu chuẩn ISA 95 triển khai MES đơn giản hơn (Phần 2)

Tiếp theo bài trước, bài này tiếp tục giới thiệu mô hình hoạt động của hệ thống quản lý sản xuất (Manufacturing Execution Systems - MES). Đây là công nghệ cho phép hình thành nên những nhà máy thông minh. Bài viết này chia làm 2 phần, là những tóm lược nội dung của tiêu chuẩn ISA 95.

Phần 1. Tiêu chuẩn ISA 95 triển khai MES đơn giản hơn. Xem tại đây

4. Phân phối yêu cầu

Là tập hợp các hoạt động quản lý sản xuất bằng cách chuyển các yêu cầu cho thiết bị và nhân công. Với chức năng này, hệ thống quản lý sản xuất vận hành chi tiết các yếu tố trong các đơn vị sản xuất và gửi lệnh sản xuất cho các đơn vị làm việc. Nhờ đó, trong nhà máy thông minh, thời gian không bị lãng phí để truyền đạt yêu cầu cho các bộ phần sản xuất.

Các nhiệm vụ hệ thống quản lý sản xuất cần thực hiện gồm có:

- Sử dụng các nguồn lực sản xuất cụ thể vào những thời điểm xác định bởi kế hoạch sản xuất

- Đăng kí các nguồn lực nội bộ mà trong kế hoạch sản xuất chi tiết chưa đăng kí

- Xử lý các điều kiện chưa được dự tính trong kế hoạch sản xuất chi tiết.

- Đảm bảo giới hạn tiến trình và ra lệnh cho các cấp độ chi tiết thấp hơn

- Thông báo kế hoạch sản xuất chi tiết khi có yếu tố bất thường, dẫn đến mất khả năng hoàn thành kế hoạch đề ra

- Nhận thông tin từ giám sát chất lượng sản xuất nếu lỗi xảy ra bắt nguồn từ một hoạt động có trong lên kế hoạch sản xuất chi tiết.

- Nhân thông tin từ quản lý nguồn lực về sự kiện bất thường khiến thiếu nguồn lực trong tương lai.

Mô hình chức năng MES theo tiêu chuẩn ISA 95

5. Thực hiện yêu cầu

Là tập hợp các hoạt động sản xuất của nhà máy thông minh có liên quan trực tiếp tới kết quả sản xuất. Các hoạt động động này được đặc tả trong chức năng Phân phối yêu cầu. Công việc sản xuất thực sự (thủ công và tự động) là chức năng của máy móc hiện trường hoạt động. Thông tin từ Kế hoạch sản xuất chuyển cho Kiểm soát dây chuyền có thể là tín hiệu bắt đầu thực hiện công việc cụ thể nào đó. Ví dụ: cắt thép, trộn hóa chất hay gây nên những biến đổi vật lý lên nguyên liệu.

Thực hiện yêu cầu cũng có thể dựa vào thông tin những lần hoạt động trước, vốn đã được phần mềm quản lý sản xuất thu thập từ chức năng Theo dõi sản xuất, để tiến hành tối ưu hóa hoạt động và tăng tính hiệu quả. Khả năng tự tối ưu hóa là đặc điểm của nhà máy thông minh.

Các nhiệm vụ cụ thể:

- Phần mềm quản lý sản xuất đảm bảo đúng tài nguyên được sử dụng trong sản xuất

- Xác nhận trên phần mềm quản lý sản xuất công việc được hoàn thành theo các tiêu chuẩn được chấp nhận. Chức năng cũng có thể phát hiện sản phẩm chưa đạt yêu cầu

- Đảm bảo nguyên liệu, máy móc sản xuất còn hạn sử dụng

- Đảm bảo việc phân phối tài nguyên nằm trong thời gian cho phép

- Phần mềm quản lý sản xuất đưa ra thông báo cho các hoạt động khác khi sự kiện không mong muốn (mất điện, nguyên liệu thiếu, thay đổi công nhân) gây ra khả năng không thể hoàn thành công việc.

- Nhân thông tin từ quản lý nguồn lực về các tình trạng không mong muốn trong tương lai.

- Cung cấp thông tin sản xuất và sự kiện về thực thi sản xuất, chẳng hạn như thời gian, nhân sự và vật tư sử dụng.

6. Thu thập dữ liệu sản xuất

Các dữ liệu phần mềm quản lý sản xuất thu thập gồm có: dữ liệu cảm biến, trạng thái thiết bị, dữ liệu sự kiện, dữ liệu được nhập vào, dữ liệu vận hành, tin nhắn, kết quả tính toán từ mô hình và các loại dữ liệu quan trọng khác. Bên cạnh đó, tín hiệu thời gian hoạt động và thông tin diễn biến sản xuất được bổ sung để tái hiện hoàn cảnh thông tin được thu thập. Thu thập dữ liệu là hoạt động mang tính kế thừa và dựa trên sự kiện của phần mềm quản lý sản xuất.

Các nhiệm vụ gồm có:

- Thu thập, lấy lại và lưu trữ về quá trình sử dụng thiết bị và thông tin được nhân công nhập. Ví dụ: dữ liệu sản xuất, dữ liệu tình trạng thiết bị, nhật kí sản xuất, vị trí thu thập và khối lượng dữ liệu thu thập.

- Cung cấp giao diện cho quá trình cơ bản và kiểm soát dây chuyền sản xuất cho tập hợp dữ liệu,thông tin tự động.

- Cung cấp các báo cáo tiêu chuẩn, theo yêu cầu cho người vận hành và các những người cần báo cáo

- Duy trì thông tin cho dây chuyền cục bộ và phân tích sản xuất và cho báo cáo lên hệ thống cao hơn

- Duy trì thông tin cho giám sát sản xuất. Phần mềm quản lý sản xuất cho phép xem lại lược đồ sản phẩm. Ví dụ: theo dõi sản xuất các suất nguyên liệu, thiết bị và vận hành.

- Cung cấp kiểm soát sự chấp hành và chức năng giám sát báo động (sổ sự kiện và chuỗi sự kiện)
- Cung cấp thông tin chất lượng sản phẩm cho so sánh với đặc tả sản phẩm.

Nhờ thu thập dữ liệu, nhà máy thông minh có thể vận hành tốt hơn ở những lần sau.

7. Theo dõi sản xuất

Theo dõi sản xuất là hoạt động của phần mềm quản lý sản xuất nhằm chuẩn bị cho báo cáo ở cấp độ điều hành doanh nghiệp. Phần mềm quản lý sản xuất tổng hợp và báo cáo thông tin về nhân sự và thiết bị thực sự được dùng để sản xuất sản phẩm, vật tư tiêu thụ, cũng như những dữ liệu liên quan như lược đồ, chi phí và phân tích kết quả sản xuất. Hoạt động này cũng cung cấp thông tin cho kế hoạch sản xuất chi tiết và việc lập kế hoạch sản xuất ở cấp điều hành doanh nghiệp, do đó kế hoạch có thể được cập nhật dựa trên tình trạng hiện tại. Đó là lý do vì sao nhà máy thông minh có thể tiết kiệm thời gian và công sức xử lý số liệu.

Các nhiệm vụ của chức năng này:

- Theo dõi chuyển động của nguyên liệu bằng cách duy trì mô tả những gì đang xảy ra tại mỗi công đoạn tại các thời điểm nhất định và báo cáo quãng đường các nguyên liệu từ khi sản xuất đến vận chuyển.

- Ghi lại điểm bắt đầu và kết thúc của hành trình và thu thập các cập nhật đối với hàng hóa và số lượng hàng hóa chưa hoàn chỉnh và địa điểm chúng xảy ra.

- Nhận thông tin gửi thu thập dữ liệu sản xuất và phân tích sản xuất; ví dụ: thông tin về tài nguyên tiêu thụ trong quá trình sản xuất một chi tiết quan trọng của lược đồ sản phẩm.

- Dịch nghĩa các sự kiện quá trình, bao gồm sản xuất và các sự kiện di chuyển, thành các thông tin sản xuất.

- Tạo ra các kết quả sản xuất và phản hồi sản xuất.

- Tạo ra các bản ghi điện tử liên quan đến tiến trình sản xuất.

Nhờ phần mềm quản lý sản xuất, nhà máy thông minh cho phép người vận hành nắm bắt nhiều thông tin sản xuất chỉ sau vài giây.

8. Phân tích dữ liệu

Hệ thống quản lý sản xuất cung cấp phản hồi về sản phẩm trở lại tầng điều hành doanh nghiệp. Những thông tin này có thể được cung cấp theo lịch trình định sẵn, nó có thể được cung cấp vào cuối quá trình sản xuất hoặc theo yêu cầu.

Phân tích kết quả sản xuất đồng thời chứa những thông tin phân tích về vòng đời các sản phẩm, về việc tận dụng tài nguyên (ví dụ: tận dụng thiết bị ), đánh giá về hiệu quả sản xuất, và các biến sản xuất. Thông tin này được sử dụng để tối ưu hóa sản xuất và tài nguyên.

Phân tích kết quả sản xuất là một quá trình liên tục. Một khi việc tối ưu hóa đã được tiến hành và biết khai thác những tồn tại, hạn chế, nhiều vấn đề khác của hoạt động sản xuất sẽ lộ diện. Thêm nữa, thay đổi điều kiện thị trường và phối hợp sản phẩm có thể thay đổi tiêu chí tối ưu hóa và hạn chế hệ thống. Ở một môi trường thường xuyên thay đổi, hoạt động phân tích sản xuất thỉnh thoảng cần tiến hành lại để đánh giá khối lượng công việc và đánh giá chính sách trong hoàn cảnh hiện tại và hoàn cảnh dự đoán để tăng tối đa sản lượng.

Chức năng phân tích dữ liệu của MES hỗ trợ cải tiến dây chuyền

Các nhiệm vụ của chức năng này:

- Hệ thống quản lý sản xuất tạo ra báo cáo kết quả sản xuất và chi phí.

- Đánh giá giới hạn sản xuất dựa trên khả năng và chất lượng.

- Tạo ra các bài kiểm tra kết quả cần thiết để quyết định khả năng chứa nguyên liệu và sản phẩm đầu ra.

- So sánh các dây chuyền để tìm ra lần hoạt động tốt nhất (tức là lần mà sản xuất ra chất lượng tốt nhất, hay chi phí hoạt động nhỏ nhất).

- Hệ thống quản lý sản xuất giải thích vì sao có lần hoạt động tốt nhất.

- Hệ thống quản lý sản xuất cung cấp các sự thay đổi với quy trình dựa trên kết quả phân tích.

- Hệ thống quản lý sản xuất dự đoán kết quả của một lần sản xuất, dựa trên các thông số hiện tại.

- Tìm mối liên quan giữa phân khúc sản phẩm với các điều kiện sản xuất tại cùng thời điểm.
Trong tương lai, với sự phát triển của trí tuệ nhân tạo, chức năng phân tích dữ liệu sản xuất trong nhà máy thông minh có thể được tự động nhiều hơn.

Hi vong qua 2 phần, bài viết giúp người đọc hiểu sâu hơn về hoạt động hệ thống quản lý sản xuất. Đây được coi là gạch nối cần thiết chuyển đổi nhà máy truyền thống trở thành nhà máy thông minh trong bối cảnh số hóa sản xuất. Với sự hỗ trợ từ ứng dụng Công nghệ Thông tin, hoạt động sản xuất đang ngày càng nhanh chóng, chính xác, đáng tin cậy và hiệu quả hơn.

Nếu bạn muốn tìm hiểu về các sản phẩm tự động hóa, 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.

6.770 11/05/2022