當(dāng)今快節(jié)奏、按訂單生產(chǎn)的制造環(huán)境嚴(yán)重依賴于整個(gè)企業(yè)的信息自由流動(dòng)。制造商不僅需要信息來高效地制造產(chǎn)品,還需要捕獲對(duì)記錄質(zhì)量至關(guān)重要的信息,
以便建立審計(jì)跟蹤以滿足客戶和監(jiān)管要求。不幸的是,越來越多的技術(shù)和軟件應(yīng)用程序不使用相同的語(yǔ)言,這常常阻礙信息的自由流動(dòng)。
長(zhǎng)期以來,信息和控制技術(shù)以及制造軟件應(yīng)用程序一直用于提高制造效率并推動(dòng)持續(xù)改進(jìn)。例如,PLC 可用于自動(dòng)化制造過程。數(shù)據(jù)庫(kù)可用于組織滿足客戶訂單
所需的調(diào)度和產(chǎn)品規(guī)格數(shù)據(jù)。商業(yè)智能應(yīng)用程序可以提供有關(guān)如何處理工作訂單的見解以及對(duì)關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)的分析。
在過去的十年中,制造商在兩大領(lǐng)域進(jìn)行了投資:業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用和車間技術(shù)。業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用包括企業(yè)資源規(guī)劃、商業(yè)智能、客戶服務(wù)、維護(hù)管理等驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)的應(yīng)用。
為了推動(dòng)生產(chǎn),公司投資了廣泛的車間技術(shù),包括:PLC、HMI、條形碼、視覺、尋呼機(jī)、字幕、電子郵件和數(shù)據(jù)庫(kù)等。在這兩個(gè)領(lǐng)域,公司都建立了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),
以努力從開發(fā)和支持的角度實(shí)現(xiàn)一致性和效率。
展望未來,優(yōu)化制造商在業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用程序和車間控制方面的投資將需要采用數(shù)據(jù)傳輸基礎(chǔ)設(shè)施,該基礎(chǔ)設(shè)施同樣為企業(yè)拼接提供標(biāo)準(zhǔn)——將業(yè)務(wù)應(yīng)用程序和車間技術(shù)無縫連接時(shí)尚。
今天的問題是很少有應(yīng)用程序和技術(shù)使用同一種語(yǔ)言——沒有通用的翻譯器。
數(shù)據(jù)傳輸實(shí)用程序 (DTU) 是一種翻譯器,一種中間件技術(shù),可解決企業(yè)拼接框架內(nèi)的兩個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理功能:1) 技術(shù)和應(yīng)用程序之間的快速、透明、可靠的連接,以及
2) 簡(jiǎn)化的邏輯處理 –定義與任何兩種技術(shù)或應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)移動(dòng)相關(guān)的詳細(xì)信息的觸發(fā)器。DTU 使制造操作中的每個(gè)應(yīng)用程序和技術(shù)都能像從一開始就設(shè)計(jì)為一起工作一樣運(yùn)行。
數(shù)據(jù)傳輸實(shí)用程序架構(gòu)提供了許多好處,包括:
更快地適應(yīng)商業(yè)環(huán)境的變化
從數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕嵌葘?duì)應(yīng)用程序進(jìn)行微小的更改,而無需給工程師或系統(tǒng)分析師帶來負(fù)擔(dān)
減少或消除編寫自定義代碼和復(fù)雜應(yīng)用程序的時(shí)間
隨著組織在技術(shù)和應(yīng)用程序方面的現(xiàn)有和未來投資被利用而不是被替換,隨著時(shí)間的推移和多個(gè)集成項(xiàng)目降低開發(fā)成本。企業(yè)連接趨勢(shì)
DTU 市場(chǎng)最近出現(xiàn),公司正在轉(zhuǎn)向?qū)S脭?shù)據(jù)傳輸技術(shù),原因如下:1) 提高產(chǎn)品質(zhì)量和整體生產(chǎn)力的迫切需求,2) 越來越多的應(yīng)用程序和技術(shù)今天正在部署需要集成,
3) 上市時(shí)間,這迫使開發(fā)人員/工程師在壓縮或縮短的時(shí)間框架內(nèi)構(gòu)建應(yīng)用程序,以及 4) 軟件和技術(shù)供應(yīng)商采用行業(yè)接受的開放標(biāo)準(zhǔn),
使 DTU 能夠通過創(chuàng)建與這些開放標(biāo)準(zhǔn)的鏈接來連接廣泛的應(yīng)用程序和技術(shù),以及 5) 與使用傳統(tǒng)軟件方法解決連接問題相關(guān)的成本。
迄今為止,連接需求已通過各種方法得到解決,包括:
a) 自定義 Visual Basic 和/或 C++ 代碼,b) 人機(jī)界面 (HMI) 產(chǎn)品——主要利用自定義 VBA 和腳本,以及 c) 制造執(zhí)行系統(tǒng) (MES) ) 或業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用程序解決方案,
其數(shù)據(jù)收集能力有限,可滿足其特定軟件應(yīng)用程序的最低要求。
越來越多的應(yīng)用程序和技術(shù)都共享對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的基本需求,這造成了傳統(tǒng)集成方法不再可行的技術(shù)斷點(diǎn)。以下說明了這種趨勢(shì)導(dǎo)致的連接可能性和相關(guān)交易數(shù)量的增加。
企業(yè)拼接驅(qū)動(dòng)程序
數(shù)量增加應(yīng)用程序和技術(shù)連接和事務(wù)
如下圖所示,通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)自定義程序或獨(dú)立驅(qū)動(dòng)程序或接口將一些應(yīng)用程序連接到一些技術(shù)是一回事。
然而,將許多應(yīng)用程序連接到許多技術(shù)是另一回事。
概念 DTU 架構(gòu)
DTU 為程序員和開發(fā)人員提供了一種用戶友好的方式來建立與范圍廣泛且數(shù)量不斷增加的應(yīng)用程序和技術(shù)的鏈接。在非常簡(jiǎn)單的層面上,識(shí)別數(shù)據(jù)傳輸實(shí)用程序角色的信息
技術(shù)解決方案具有三個(gè)組件,包括:1) 業(yè)務(wù)應(yīng)用或表示層,2) 數(shù)據(jù)傳輸層,以及 3) 技術(shù)層。下面說明了這種簡(jiǎn)單但更靈活的架構(gòu)方法:
除了提供技術(shù)和應(yīng)用程序連接或轉(zhuǎn)換功能外,DTU 還結(jié)合了先進(jìn)的觸發(fā)邏輯,用于根據(jù)時(shí)間或事件安排自動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸。DTU 通常提供一個(gè)簡(jiǎn)單、用戶友好的界面,使對(duì)數(shù)據(jù)流要求有過程級(jí)別理解的個(gè)人能夠配置實(shí)用程序以滿足給定應(yīng)用程序的特定需求。DTU 還允許開發(fā)人員重新格式化或操作他們正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
在典型的設(shè)施中,DTU 提供車間技術(shù)集成以及車間到頂層業(yè)務(wù)應(yīng)用程序集成。DTU 為公司提供了選擇旨在滿足非常特定需求的最佳軟件應(yīng)用程序的選項(xiàng),而不是選擇試圖以一刀切解決方案解決廣泛需求的單片包。
DTU 使公司能夠選擇一流的技術(shù)——通常具有豐富的產(chǎn)品功能和具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格——因?yàn)?DTU 以無縫且廉價(jià)的方式將這些應(yīng)用程序和技術(shù)組合在一起。
需求的多樣性決定了可以配置為匹配工廠模型和業(yè)務(wù)規(guī)則的軟件實(shí)用程序。其結(jié)果是一個(gè)更敏捷的架構(gòu),能夠以無中斷的方式快速添加新的應(yīng)用程序和技術(shù)。
數(shù)據(jù)傳輸實(shí)用程序的要點(diǎn)
DTU 通過提供與各種技術(shù)的連接,為開發(fā)人員提供了一種標(biāo)準(zhǔn)、可靠的方式來在整個(gè)工廠中移動(dòng)數(shù)據(jù)。它們充當(dāng)連接應(yīng)用程序和技術(shù)的信息中心
。如果沒有 DTU,開發(fā)人員如果不編寫大量自定義代碼或使用有限的 PLC、HMI 和 MES 軟件產(chǎn)品來處理數(shù)據(jù)傳輸,就無法在其操作中輕松連接越來越多的技術(shù)和應(yīng)用程序。
以下重點(diǎn)介紹了解決數(shù)據(jù)傳輸要求的軟件工具所必需的基本功能。
易用性
DTU 應(yīng)縮短開發(fā)時(shí)間并為客戶節(jié)省資金。工廠人員應(yīng)該能夠輕松地建立連接、建立聯(lián)系并應(yīng)用業(yè)務(wù)規(guī)則或觸發(fā)邏輯以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,
而所需時(shí)間只是編寫自定義代碼或配置其他不太專注的軟件產(chǎn)品(例如在 MES 空間中發(fā)揮作用的軟件產(chǎn)品)的一小部分時(shí)間.
通過允許開發(fā)人員在構(gòu)建解決方案時(shí)專注于創(chuàng)造力和創(chuàng)新,而不是構(gòu)建數(shù)據(jù)傳輸實(shí)用程序或基礎(chǔ)設(shè)施,系統(tǒng)集成成本應(yīng)該會(huì)大大降低。
即使是最復(fù)雜的數(shù)據(jù)交換規(guī)則或邏輯集,直觀的、基于向?qū)У钠聊灰矐?yīng)引導(dǎo)開發(fā)人員。
開放式連接
在大多數(shù)工廠中,一個(gè)復(fù)雜的因素是廣泛的技術(shù)和應(yīng)用程序?qū)е孪到y(tǒng)拼湊而成,每個(gè)系統(tǒng)都有自己的邏輯、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和通信機(jī)制。
由于廣泛的開放標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)和應(yīng)用協(xié)議,DTU 應(yīng)該以不偏不倚的方式與盡可能多的技術(shù)或應(yīng)用開放接口。從一種技術(shù)或應(yīng)用程序遷移到另一種技術(shù)或應(yīng)用程序應(yīng)該是透明和一致的。DTU 應(yīng)該是可擴(kuò)展的——這意味著它應(yīng)該很容易適應(yīng)或適應(yīng)新技術(shù)或行業(yè)采用的標(biāo)準(zhǔn),以及與舊系統(tǒng)的接口。
可靠的連接
可靠性和數(shù)據(jù)傳輸完整性是必須的。DTU 必須可靠地保持連接并確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?。先進(jìn)的數(shù)據(jù)排隊(duì)算法必須保證傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在數(shù)據(jù)傳輸事件發(fā)生的那一刻有效。這確保了應(yīng)用程序中使用的數(shù)據(jù)是有效的。該產(chǎn)品應(yīng)包含許多系統(tǒng)容錯(cuò)功能。例如,如果數(shù)據(jù)傳輸命令未能成功執(zhí)行(可能是因?yàn)橥獠吭O(shè)備或系統(tǒng)不可用),
則該命令被放置在失敗的命令隊(duì)列中。該技術(shù)應(yīng)提供對(duì)任何失敗的命令隊(duì)列項(xiàng)的自動(dòng)重試。熱故障轉(zhuǎn)移功能可確保應(yīng)用程序在發(fā)生硬件故障時(shí)繼續(xù)運(yùn)行。
未來連接
除了使當(dāng)今的解決方案可靠工作的基本要素之外,DTU 還必須為通信技術(shù)的未來變化做好計(jì)劃。認(rèn)為滿足您今天所有需求的系統(tǒng)將滿足您未來所有需求的想法是幼稚的。
解決方案應(yīng)該使用可擴(kuò)展的工具來構(gòu)建,這些工具為未來的擴(kuò)展提供了對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)影響最小的機(jī)制。DTU 應(yīng)該采用模塊化方法,不僅允許 DTU 供應(yīng)商更新通信接口,
還允許客戶創(chuàng)建自己的通信接口。
業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)
DTU 是一種車間和企業(yè)拼接技術(shù)——專注于解決控制相關(guān)業(yè)務(wù)和設(shè)施中不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)傳輸需求。DTU 使通信鏈中的每項(xiàng)技術(shù)都能夠快速可靠地與鏈中的所有其他技術(shù)進(jìn)行交互。
它允許工程師和開發(fā)人員專注于構(gòu)建解決方案的創(chuàng)造力和創(chuàng)新,而不是構(gòu)建集成代碼來連接不同的技術(shù)和應(yīng)用程序。這導(dǎo)致解決方案具有更強(qiáng)大的功能,更易于開發(fā)、
成本更低且更易于部署和支持。
DTU 為改進(jìn)整體規(guī)劃、執(zhí)行和報(bào)告、卓越運(yùn)營(yíng)和員工生產(chǎn)力提供了一個(gè)平臺(tái)。DTU 使公司能夠選擇或構(gòu)建一流的軟件應(yīng)用程序,同時(shí)輕松地與傳統(tǒng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成。
DTU 為開發(fā)人員提供標(biāo)準(zhǔn)或一致的基礎(chǔ)架構(gòu),用于在整個(gè)企業(yè)的技術(shù)和應(yīng)用程序之間移動(dòng)數(shù)據(jù)。它們通過使無縫集成以低成本成為現(xiàn)實(shí),優(yōu)化了對(duì)現(xiàn)有控制和信息系統(tǒng)的投資。
DTU 戰(zhàn)略使開發(fā)人員和工程師能夠發(fā)揮創(chuàng)造力和創(chuàng)新能力。對(duì)于典型的應(yīng)用程序,超過 50% 的編寫代碼將屬于機(jī)器對(duì)機(jī)器或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)集成的范疇。
這部分代碼通常很難對(duì)其他人進(jìn)行故障排除和維護(hù)。數(shù)據(jù)傳輸實(shí)用程序使開發(fā)人員和工程師能夠?qū)W⒂诹鞒碳?jí)別的關(guān)注點(diǎn)和業(yè)務(wù)邏輯,而不必?fù)?dān)心等式的幕后、詳細(xì)的連接部分。
DTU 方法比傳統(tǒng)方法更穩(wěn)健可靠。自定義 VB 代碼或 HMI 應(yīng)用程序通常不包含故障安全或事務(wù)完整性功能。因此,網(wǎng)絡(luò)連接的暫時(shí)丟失或應(yīng)用程序的重新配置可能
會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或不可靠。
一些 DTU 策略的反對(duì)者會(huì)爭(zhēng)辯說,太多的應(yīng)用程序控制權(quán)交給了第三方解決方案,但人們應(yīng)該問兩個(gè)問題來確定這是否是解決方案的合理?yè)?dān)憂:
哪里需要控制?
控制權(quán)在哪里放棄?
對(duì)于大多數(shù)信息技術(shù)解決方案,支持人員需要控制傳輸對(duì)業(yè)務(wù)至關(guān)重要的信息的邏輯,而不是傳輸方法,而是傳輸“何時(shí)”、“何處”和“什么”信息。
在競(jìng)爭(zhēng)激烈的商業(yè)環(huán)境中,何時(shí)、何地、什么,甚至“如何”很可能會(huì)隨著時(shí)間而改變。具有可擴(kuò)展 DTU 的策略提供了更改所有這些驅(qū)動(dòng)因素的能力,包括如何更改。
放棄的控制層只是定義的開放協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。
在當(dāng)今艱難的經(jīng)濟(jì)時(shí)期,隨著競(jìng)爭(zhēng)和監(jiān)管壓力的增加,DTU 為公司提供了一種競(jìng)爭(zhēng)武器,可以將他們的企業(yè)聯(lián)系起來,并將可操作的數(shù)據(jù)提供給從工廠車間到董事會(huì)的決策者。使用 DTU,您設(shè)施中的所有東西都可以作為一個(gè)整體進(jìn)行通信。
數(shù)據(jù)傳輸實(shí)用程序示例應(yīng)用程序
數(shù)據(jù)傳輸實(shí)用程序作為一個(gè)整體超越了各個(gè)行業(yè),但每個(gè)垂直行業(yè)都找到了自己的方式來應(yīng)用這些工具。以下列表描述了可以使用數(shù)據(jù)傳輸實(shí)用程序的幾種方式:
逐個(gè)作業(yè)將作業(yè)特定的構(gòu)建數(shù)據(jù)下載到車間設(shè)備。掃描來自子裝配部件的條形碼信息,以便與構(gòu)建數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。如果子裝配部件與構(gòu)建單匹配,則啟用工具并允許將部件推進(jìn)到下一個(gè)工作站。捕獲螺母扳手扭矩?cái)?shù)據(jù);將此與序列號(hào)或 VIN 號(hào)結(jié)合起來,以生成審計(jì)跟蹤。接收客戶廣播或訂單信息并驅(qū)動(dòng)和先進(jìn)的生產(chǎn)線排序制造過程。
從 PLC 和串行設(shè)備收集全廠數(shù)據(jù),生成運(yùn)營(yíng)效率計(jì)算并將其分發(fā)到整個(gè)工廠的選框。通過電子郵件和尋呼機(jī)或 Web 前端以高級(jí)升級(jí)方式捕獲異常情況并提醒適當(dāng)?shù)娜藛T。將各種第三方供應(yīng)商的物料處理控制系統(tǒng)與包裹處理公司創(chuàng)建的分類管理系統(tǒng)集成,消除第三方供應(yīng)商昂貴的自定義更改的需要,同時(shí)讓包裹處理公司控制未來的更改允許更大的機(jī)械積分器獨(dú)立性。將輸送機(jī)控制 PLC 集成到分揀管理系統(tǒng)中,使業(yè)務(wù)決策獨(dú)立于 PLC 制造商或平臺(tái)。
DTU 允許自動(dòng)化供應(yīng)商保持中立性和獨(dú)立性。消除對(duì)專有 PLC 通信模塊的需求,同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用程序的遠(yuǎn)程支持。DTU 提供了一種處理高速數(shù)據(jù)事務(wù)的軟件方法,而不是 PLC 硬件模塊方法——這可以大大節(jié)省硬件和支持。 將各種控制和分揀應(yīng)用程序與主控室人機(jī)界面(HMI)應(yīng)用程序集成,為操作人員提供分揀操作狀態(tài)的實(shí)時(shí)可見性。將輸送機(jī)控制系統(tǒng)與用于高級(jí)管理報(bào)告系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)集成,為運(yùn)營(yíng)提供必要的利用率、停機(jī)時(shí)間和性能信息。無縫拼接包裹處理環(huán)境中常見的所有主要技術(shù),包括 PLC、HMI、尺寸稱重掃描儀和數(shù)據(jù)庫(kù),使技術(shù)能夠作為一個(gè)整體進(jìn)行通信。將輸送機(jī)控制系統(tǒng)與電子郵件、尋呼和其他高級(jí)通知系統(tǒng)集成,及時(shí)向維護(hù)和操作人員提供設(shè)備故障通知。