System SCADA pomaga operatorom monitorować i sterować urządzeniami. System MES pomaga zespołom produkcyjnym zarządzać zamówieniami, materiałami i jakością oraz rejestrować sposób wytworzenia każdej partii lub jednostki. Zakłady korzystają z obu tych rozwiązań, gdy potrzebują zarówno bieżącego wglądu w przebieg procesu, jak i historii produkcji, którą mogą prześledzić.
Na przykład system SCADA może wskazać, że linia rozlewnicza zatrzymała się z powodu spadku ciśnienia. System MES może powiązać to zatrzymanie z konkretnym zleceniem i partią materiału, dzięki czemu zespół ds. jakości wie, którą partię produktu należy poddać kontroli.
Wybór należy rozpocząć od luki, którą trzeba wypełnić: widoczność sprzętu, realizacja produkcji czy też jedno i drugie.
MES a SCADA w skrócie
| Co warto wiedzieć | SCADA | System MES |
|---|---|---|
| Główny cel | Monitorowanie sprzętu i nadzorowanie procesu | Zarządzanie pracami produkcyjnymi i dokumentacją z nimi związaną |
| Typowe dane | Stany maszyn, alarmy, temperatury i ciśnienia | Zamówienia, ilości, partie materiałów i wyniki kontroli jakości |
| Zadania operatora | Sprawdzaj trendy, reaguj na alarmy i korzystaj z dozwolonych elementów sterujących | Postępuj zgodnie z instrukcjami, skanuj materiały i rejestruj wyniki kontroli |
| Gdy linia się zatrzymuje | Wyświetl usterkę i stan urządzenia | Powiązaj zatrzymanie z zleceniem i zarejestruj straty produkcyjne |
| Traceability | Zachowanie historii sprzętu i procesów | Powiązanie materiałów i operacji z partią lub gotową jednostką |
Funkcje mogą się pokrywać. Niektóre produkty SCADA obsługują procesy wsadowe, a niektóre produkty MES wyświetlają dane maszyn w czasie rzeczywistym. Należy sprawdzić, który system będzie odpowiedzialny za poszczególne zadania i rejestrowanie danych w zakładzie.
Czym zajmuje się system SCADA?
Skrót SCADA oznacza system nadzoru, sterowania i gromadzenia danych. Operatorzy wykorzystują go do monitorowania pracy urządzeń i reagowania na zmiany w procesie. Typowy ekran wyświetla stan maszyn, alarmy oraz trendy, takie jak ciśnienie czy temperatura. W zależności od systemu sterowania zakładu uprawnieni operatorzy mogą również dostosowywać wartości zadane lub wydawać polecenia nadzorcze.
Na linii rozlewniczej operator może skorzystać z systemu SCADA, aby zbadać przyczynę alarmu niskiego ciśnienia i sprawdzić, czy ciśnienie powróciło do normy, zanim ponownie uruchomi maszynę. Sterowanie logiczne maszyny zapewnia sterownik PLC (programowalny sterownik logiczny).
Definicja systemu SCADA według NIST zawiera dodatkowe informacje na temat gromadzenia danych i kontroli nadzorczej.
Czym zajmuje się firma MES?
A system realizacji produkcji (MES) pomaga zespołom w realizacji i rejestrowaniu prac produkcyjnych. Operatorzy mogą przyjmować zlecenia, postępować zgodnie z instrukcjami roboczymi, sprawdzać materiały oraz wprowadzać wyniki kontroli jakości. Kierownicy mogą śledzić postępy, straty oraz prace w toku.
MES dostarcza informacje kontekstowe, których sam sygnał z maszyny nie jest w stanie zapewnić: które zlecenie było realizowane, jaką partię wykorzystał operator oraz co stało się z wyprodukowanym wyrobem. Zespoły wykorzystują tę historię do śledzenia materiałów, analiz jakościowych oraz sporządzania raportów produkcyjnych.
Aby stworzyć wiarygodną dokumentację, potrzebne są dokładne dane dotyczące zamówień, identyfikacji materiałów oraz zdarzeń związanych z maszynami. Należy określić, kto będzie odpowiedzialny za wprowadzanie tych danych podczas wdrażania.
Przykład z fabryki: jeden przystanek, trzy ujęcia
Wyobraźmy sobie, że maszyna napełniająca zatrzymuje się na 40 sekund w trakcie realizacji partii. Operator skanuje również pojemnik z materiałem, którego użycie nie jest dozwolone w ramach bieżącego zlecenia.
Widok sprzętu: System SCADA wyświetla informacje o usterce, wykres ciśnienia oraz stan maszyny. Operator bada sytuację i ponownie uruchamia linię zgodnie z procedurą kontrolną zakładu.
Widok produkcji: Po skonfigurowaniu odpowiednich kontroli system MES sygnalizuje lub blokuje niezgodność materiałową. Rejestruje ten wyjątek w odniesieniu do zlecenia i powiązuje zatrzymanie produkcji z bieżącą partią. Zespół ds. jakości może następnie zidentyfikować produkty, których dotyczy ta sytuacja, i zdecydować, czy należy je zatrzymać do kontroli.
Perspektywa biznesowa: System ERP otrzymuje uzgodnione wyniki produkcyjne, takie jak ilości wyprodukowanych produktów i zużycie materiałów. Planiści wykorzystują te wyniki do planowania zapasów i zamówień. Nasze Przewodnik: MES a ERP wyjaśnia tę zależność.
Każdy zespół potrzebuje innego spojrzenia na to samo zdarzenie. Integracja zapewnia spójność tych spojrzeń.
Jak współdziałają systemy MES i SCADA
System MES może odbierać zdarzenia dotyczące urządzeń z systemu SCADA, rejestru danych historycznych lub warstwy integracyjnej. Może również odbierać dane maszynowe za pośrednictwem bramy brzegowej lub połączenia, takiego jak OPC UA. Wybierz trasę, która pasuje do posiadanego oprogramowania sterującego i potrzebnych danych.
Aby dokumentacja produkcji była przydatna, przed stworzeniem interfejsu należy uzgodnić pięć kwestii:
- Stany maszyny: Zdefiniujcie pojęcia „działa”, „zatrzymany”, „zablokowany” i „bez zasobów” oraz uzgodnijcie, w jaki sposób wasz zespół będzie klasyfikował straty.
- Numery zamówień i partii: Zdecyduj, w jaki sposób przypiszesz każde zdarzenie do odpowiedniej operacji, zlecenia i partii materiału.
- Sygnatury czasowe: Zsynchronizuj zegary i przetestuj zdarzenia, które pojawiają się po zmianie zamówienia.
- Powrót do zdrowia: Sprawdź, jak interfejs radzi sobie z utratą połączenia, danymi z bufora oraz zduplikowanymi zdarzeniami.
- Dostęp i prawa własności: Wymień osoby, które mogą zmienić wartość zadaną, znieść blokadę jakościową oraz skorygować dokumentację produkcyjną.
Strona Ramy ISA-95 pomaga zespołom w określeniu zakresów obowiązków oraz sposobów wymiany informacji w ramach działań biznesowych, produkcyjnych i kontrolnych. Ten Model interfejsu Weihenstephan opracowany przez Fundację OPC przedstawia bardziej konkretny przykład komunikacji między maszynami a systemami wyższego poziomu. Skorzystaj z tych materiałów, aby poprzeć swoje uwagi dotyczące projektu podczas rozmów z zespołami ds. sterowania i IT.
Czy potrzebujesz systemu SCADA, MES, czy może obu?
W przypadku braku wyraźnego widoku na urządzenia należy nadać priorytet systemowi SCADA. Twoje główne potrzeby mogą obejmować alarmy, trendy procesowe oraz dostęp do elementów sterowania nadrzędnego.
Należy nadać priorytet systemowi MES, gdy rozbieżności dotyczą pracy produkcyjnej i dokumentacji. Przykłady obejmują instrukcje w formie papierowej, ręczne zgłaszanie strat, niepełną identyfikowalność materiałów lub kontrole jakości, których pracownicy nie potrafią powiązać z konkretnym zamówieniem. Należy zachować elementy sterujące maszynami i interfejsy operatorskie wymagane w danym procesie.
Wykorzystaj oba rozwiązania, gdy potrzebujesz zarówno nadzoru nad sprzętem, jak i realizacji na poziomie zleceń. Dotyczy to często zakładów, które muszą reagować na awarie w trakcie zmiany, a następnie wyjaśnić, co stało się z daną partią lub jednostką.
Zacznij od sporządzenia listy zadań, które są już realizowane przez Twoje obecne systemy. Następnie określ brakujący proces lub element i zastanów się, w jaki sposób można go wdrożyć.
Na co zwrócić uwagę podczas prezentacji dostawcy
Przygotuj jedno zlecenie produkcyjne, jedną partię materiału, sytuację „short stop” oraz nieudaną kontrolę jakości. Poproś dostawcę o pokazanie ekranów operatora oraz wynikających z tego zapisów.
- Czy można powiązać zatrzymanie maszyny z właściwym zleceniem bez ręcznego dopasowywania rekordów?
- Czy operator może użyć niewłaściwego lub zatrzymanego materiału? Wskaż odpowiednią zasadę oraz wszelkie dozwolone odstępstwa od niej.
- Czy zespół ds. jakości może zidentyfikować wadliwą partię produktu i odnotować swoją decyzję?
- Czy po przerwie w działaniu sieci można odzyskać dane bez utraty lub zduplikowania zdarzeń?
- Kto zajmuje się aktualizacją interfejsu w przypadku zmiany maszyny lub procesu produkcyjnego?
Po zakończeniu prezentacji poproś o schemat przepływu danych oraz wykaz obowiązków. W przeglądzie tych dokumentów uwzględnij zespoły ds. kontroli, produkcji i jakości.
Najczęściej zadawane pytania dotyczące systemów MES i SCADA
Czy system MES może zastąpić system SCADA?
System MES może zapewniać podgląd sprzętu w czasie rzeczywistym i odbierać dane z maszyn, ale nadal potrzebne są funkcje nadzoru oraz interfejs operatora dostosowane do wymagań danego procesu. Przed wymianą istniejącego systemu SCADA należy omówić te funkcje z zespołem ds. sterowania.
Czy system MES może łączyć się z maszynami bez systemu SCADA?
Tak, o ile istnieją odpowiednie interfejsy. Zakład może wykorzystywać bramkę peryferyjną lub połączenie OPC UA do przekazywania danych do systemu MES. Integracja musi nadal uwzględniać stany maszyn, sygnatury czasowe oraz procedury przywracania.
Czy system SCADA może obliczyć wskaźnik OEE?
Niektóre konfiguracje systemu SCADA obsługują wskaźnik ogólnej efektywności sprzętu (OEE). Aby zinterpretować wynik, należy sprawdzić, w jaki sposób rozwiązanie pobiera dane dotyczące planowanego czasu produkcji, ilości produktów dobrych i odrzuconych oraz idealnych czasów cyklu. Dane te mogą pochodzić z systemu MES lub innych rejestrów.
Gdzie ma zastosowanie system ERP?
System ERP zarządza planowaniem biznesowym i zapasami. System MES łączy realizację produkcji z tymi danymi biznesowymi, natomiast system SCADA wspiera nadzór nad urządzeniami. Należy ustalić, który system dostarcza zamówienia i dane podstawowe, a który przekazuje wyniki produkcji.
Lista wybranych dostawców oraz lista kontrolna do oceny znajdują się w naszym Porównanie oprogramowania MES.
Jeśli planujesz integrację, Poznaj Accevo MES i zaprezentuj nam swoją obecną architekturę systemów sterowania. Poproś nas, abyśmy pokazali, w jaki sposób zdarzenie maszynowe staje się identyfikowalnym zapisem produkcyjnym w Twoim procesie roboczym.
