Tương Lai Của Các Giải Pháp Quản Lý Sản Xuất: Giao Lộ Của Các Platform MES Và IoT

Ở khắp các ngành công nghiệp, việc tăng tốc các chu kỳ đổi mới sản phẩm và sự thay đổi ngày càng tăng của nhu cầu thị trường đang thách thức các nhà máy và tổ chức sản xuất được thiết kế chủ yếu cho hiệu quả cao. Hơn nữa, xu hướng chung là sẽ hướng tới các sản phẩm được cá nhân hóa nhiều hơn và bạn hiểu tại sao một động lực chính của cuộc cách mạng Công nghiệp 4.0 là sự linh hoạt trong sản xuất. Không cần phải nói, mệnh lệnh năng suất và chất lượng sẽ không biến mất; trong thực tế, thành công ngày nay đòi hỏi hiệu quả và linh hoạt. Khi họ chuyển từ các bằng chứng ban đầu về khái niệm sang triển khai quy mô lớn, các nhà sản xuất sẽ yêu cầu một cách tiếp cận mới để quản lý hoạt động sản xuất (MOM), điều này đang thách thức hệ sinh thái MES như chúng ta đã biết.

Tương lai của hệ thống MES trong sản xuất

Việc đổi mới nhanh chóng các sản phẩm và tăng tính cá nhân hóa của chúng đòi hỏi sự tích hợp chặt chẽ hơn nhiều giữa quản lý vòng đời sản phẩm (PLM) và quy trình sản xuất. Một luồng dữ liệu định nghĩa sản phẩm liền mạch cho phép tăng tốc giới thiệu các sản phẩm hoặc biến thể mới, tiết kiệm hàng tuần hoặc hàng tháng trong thời gian tiếp thị các sản phẩm hoặc dịch vụ đổi mới.

Thích ứng với nhu cầu thị trường biến động đòi hỏi các nhà máy linh hoạt có thể tăng giảm và thay đổi gần như ngay lập tức, trong khi vẫn đảm bảo truy xuất nguồn gốc từ đầu đến cuối vì lý do tuân thủ hoặc dịch vụ khách hàng. Vì tất cả những lý do này, vai trò của MES với vai trò là bộ phận thực thi của ERP được củng cố và hầu hết các nhà lãnh đạo Công nghiệp 4.0 vẫn coi đó là xương sống trong hoạt động sản xuất của mình.

Một mô hình mới của MES

Trong khi nhận ra tầm quan trọng của hệ thống lõi MES được thiết kế tốt, hầu hết các nhà sản xuất đều phải đối mặt với các vấn đề tương tự. Hầu hết các triển khai MES đã bắt đầu hơn một thập kỷ trước, khi khoảng cách IT / OT vẫn còn lớn và cần nhiều dây nhợ cho việc kết nối. Do đó, và để đảm bảo các hoạt động không bị gián đoạn, chức năng thêm hoặc phát triển vẫn được gắn với các chu kỳ phát hành / nâng cấp trong nhiều năm. Thứ hai, phần lớn các giải pháp MES đã được kiến ​​trúc tại thời điểm các mẫu tiêu chuẩn hiện tại làm cho các giải pháp phần mềm linh hoạt và có thể mở rộng, trên cloud hoặc trên cơ sở, vẫn còn ở giai đoạn sơ khai.

Khi nói chuyện với giám đốc điều hành sản xuất, họ nhấn mạnh họ có hai yêu cầu chính đối với quản lý hoạt động sản xuất:

• Để giữ cho các hoạt động thay đổi phức tạp và nhanh chóng hơn trong tầm kiểm soát, chúng cần có khả năng hiển thị từ đầu đến cuối, qua ranh giới của các hệ thống. Để đưa ra quyết định đúng đắn, họ không chỉ cần dữ liệu sản xuất theo thời gian thực mà còn trong bối cảnh dữ liệu chủ đến từ PLM hoặc ERP.
• Để đối phó với tốc độ thay đổi ngày càng tăng, họ cần một xương sống ổn định, nhưng cũng có khả năng linh hoạt mở rộng nó với các ứng dụng cụ thể mà cuối cùng sẽ làm phong phú hệ thống cốt lõi.

Bên cạnh vai trò truyền thống, MES sau đó cần cung cấp khả năng phát triển ứng dụng, phân tích và tích hợp linh hoạt và mạnh mẽ, tất cả những thứ này rõ ràng không được kiến ​​trúc hóa.

Vai trò của IoT đối với MES ngày nay

Được phát triển lần đầu tiên để kết nối các sản phẩm và cung cấp các dịch vụ mở rộng các nền tảng IoT – như GE Predix, Siemens Mindsphere hoặc PTC Thingworx – đóng gói các khả năng này thành một giải pháp tích hợp, thường có thể truy cập dễ dàng trên cloud. Nhiều nhà sản xuất sau đó đã chọn chúng để phát triển các giải pháp điểm, khám phá tiềm năng của IoT và phân tích dữ liệu lớn để tối ưu hóa hoạt động của họ.

Các công ty khởi nghiệp nhỏ cũng nhìn thấy cơ hội và sử dụng các nền tảng này để cung cấp các giải pháp đóng gói trong các lĩnh vực bảo trì dự đoán, quản lý hiệu suất tài sản và tối ưu hóa sản xuất. Cuối cùng, những nhà cung cấp cloud lớn cũng đã bắt đầu cung cấp các khung cụ thể IoT cung cấp tất cả các chức năng cơ bản, từ kết nối shop floor đến máy học.

Phần lớn các khách hàng sản xuất mà chúng tôi tham gia đều ở cùng một thời điểm. Các triển khai pilot ban đầu đã chứng minh rằng dự án có ý nghĩa có thể đạt được về độ tin cậy, năng suất hoặc hiệu quả tổng thể của tài sản và thậm chí là dây chuyền sản xuất hoàn chỉnh dẫn đến tiết giảm chi phí sản xuất. Ngoài ra, các dự án thí điểm như vậy cũng thể hiện tính linh hoạt của các nền tảng IoT, cho phép họ rút ngắn đáng kể thời gian để phát triển các giải pháp điểm cho nhiều thách thức vận hành. Nhưng, những dự án pilot chủ yếu từ dưới lên này thường dẫn đến sự phát triển của các công nghệ không tương thích, đôi khi khiến CIO phải bước vào để ngăn chặn các vấn đề về chi phí và an ninh hệ thống.

Câu hỏi về IoT nhận được rất nhiều là làm thế nào để mở rộng ra ngoài những thử nghiệm đó, tránh sự phát triển của công nghệ nhưng không làm cản trở quá trình đổi mới quy trình quản lý.

Không chỉ là công nghệ

Các dự án thí điểm cũng đã xác nhận rằng I4.0 là một sự chuyển đổi sâu sắc hơn nhiều so với việc triển khai tự động hóa thông minh hơn. Tối ưu hóa các hoạt động một cách nhanh chóng, dựa trên dữ liệu, là một sự phát triển sâu sắc của văn hóa quản lý. Người quản lý sản xuất, có giá trị trong sự hiểu biết trực quan về hoạt động của mình, phải chấp nhận rằng các phân tích sẽ hỗ trợ và nâng cao trực giác của anh ấy / cô ấy và dần dần tự động hóa nó.

Tương tự như cách I3.0 để tự động hóa đòi hỏi thợ hàn phải phát triển theo hướng lập trình robot, sử dụng các công nghệ tiên tiến để làm cho robot thông minh hơn và tự chủ hơn, I4.0 có nghĩa là sự tiến hóa tương tự cho quản lý sản xuất. So với việc dành 80% thời gian để vận hành nhà máy, vai trò của họ sẽ đòi hỏi phải hoàn thiện một hệ thống giúp nó trở nên thông minh hơn và cuối cùng là tự chủ.

Nếu bạn tin rằng đây là một chuyển đổi tầm thường, trong lần ghé thăm nhà máy tiếp theo của bạn, hãy kiểm tra xem bảng điều khiển sản xuất được triển khai gần đây có thực sự phản ánh thực tế của shop floor và được sử dụng để thúc đẩy sản xuất hay không. Nhưng trong một vài trường hợp hiếm hoi, người giám sát vẫn sẽ giải thích khá thuyết phục tại sao anh ta vẫn cần bảng tính Excel của riêng mình để điều hành các hoạt động và điều hành cuộc họp sản xuất hàng ngày.

Tìm hiểu sâu hơn bạn sẽ thấy rằng các yêu cầu mới nhất của anh ấy về một vài cảm biến và phân tích đơn giản để hiểu rõ hơn về một vấn đề dai dẳng phải mất 6 tháng để thực hiện và tự động hóa giải pháp mà cuối cùng anh ấy đã làm được sẽ không thể vì chi phí và thời gian nó sẽ dựa trên bối cảnh CNTT / OT hiện tại.

MES của tương lai

Trên khắp các ngành công nghiệp, CIO hiện đang xem xét một tương lai nơi các nền tảng MES và IoT sẽ được triển khai song song và tích hợp theo thời gian thành một nền tảng linh hoạt và có thể mở rộng có thể hỗ trợ các chiến lược I4.0 của họ trong thập kỷ tới.

Trong khi trạng thái ban đầu của các công ty khá khác nhau, hướng chung là khá giống nhau. Đầu tiên, giải mã MES về các phát triển cụ thể và triển khai một hệ thống cốt lõi hợp lý, tập trung vào khía cạnh thủ tục của hoạt động, tích hợp chặt chẽ với ERP, bao gồm các yêu cầu báo cáo tiêu chuẩn / quy định. Quay trở lại với một tiêu chuẩn thực hiện không có mods giới hạn chi phí trong khi cho phép tận dụng sự đổi mới của nhà cung cấp thông qua nâng cấp thường xuyên. Định hướng chung là hướng tới sự cởi mở hơn, dựa trên các tiêu chuẩn cloud, các hệ thống MES cũng sẽ trở nên dễ dàng hơn để tích hợp vào các kiến ​​trúc hiện đại.

Thứ hai, tận dụng nền tảng IoT để phát triển các ứng dụng giám sát và tối ưu hóa hiệu suất đòi hỏi sự phát triển liên tục và vòng đời nhanh hơn nhiều. Nền tảng được sử dụng để hiểu, giải quyết và đủ điều kiện các vấn đề chính xác, giải pháp đủ điều kiện sau đó cung cấp các yêu cầu cho phiên bản MES tiếp theo. Rõ ràng là không có hại nếu nền tảng cũng cho phép thực hiện một giải pháp tạm thời để bắt đầu trả tiền cho việc nâng cấp.

Khi được hỗ trợ đúng mức bởi các khoản đầu tư đúng đắn để phát triển các kỹ năng mới được đề cập ở trên, việc triển khai nền tảng IoT sau đó có thể tăng tốc đáng kể việc chuyển đổi I4.0. Việc thành lập một nhóm dữ liệu chuyên dụng, bao gồm cả các chuyên gia về quá trình và các nhà khoa học dữ liệu có thể đi từ nhà máy này sang nhà máy khác để hỗ trợ dự án pilot và triển khai, là một trong những lĩnh vực mà hầu hết các nhà lãnh đạo đã đầu tư. Một số nhóm dữ liệu này cũng bao gồm các nhóm phát triển nhanh, những người có thể tạo ra các bản phát hành liên tiếp của các ứng dụng giải quyết các vấn đề tác động cao, phối hợp chặt chẽ với các kỹ sư quá trình và giám sát sản xuất.

Phát triển các mẫu kiến ​​trúc cho phép tích hợp liền mạch giữa các triển khai MES ngoài luồng và các ứng dụng phân tích dựa trên nền tảng là một trục chính của sự đồng sáng tạo với các khách hàng hàng đầu. Tin vui là đây là những mẫu tương tự chúng tôi đã triển khai thành công ở mặt trước của các doanh nghiệp xung quanh các gói CRM.

Các nhóm đa ngành gồm các kỹ sư quá trình, nhà khoa học dữ liệu và kiến ​​trúc sư cloud đang khám phá các khả năng để đạt đến trạng thái vận hành tự trị một ứng dụng tại một thời điểm, tận dụng sức mạnh của công nghệ cloud.