Создание MES-решения на базе программного обеспечения Wonderware

В статье рассматривается концепция построения системы класса c-MES с использованием ПО Wonderware.

Какие функции востребованы для MES?

11 функций MES – мифы и реальность

Когда речь заходит о MES-системах, очень часто вспоминают 11 функций MES. Попробуем разобраться в данном вопросе. В 1994 году международной ассоциацией производителей систем управления производством (MESA) было определено 11 функций, которыми должна обладать полнофункциональная MES (Manufacturing Execution System).

DCA (Data Collection/Acquisition) – сбор и хранение данных;

DPU (Dispatching Production Units) – диспетчеризация производства; 

PA (Performance Analysis) – анализ производительности; 

LM (Labour Management) – управление персоналом;

DOC (DC – Document Cont­rol) – управление документами и сообщениями;

ODS (Operations/Details Sche­duling) – оперативное/детальное планирование;

PM (Process Management) – управление производственными процессами; 

RAS (Resource Allocation and Status) – контроль состояния и распределения ресурсов;

MM (Maintenance Manage­ment) – управление техническим обслуживанием и ремонтом; 

QM (Quality Management) – управление качеством продукции;

PTG (Product Tracking and Genealogy) – отслеживание истории продукта.

За прошедшее десятилетие с момента публикации указанных функций MES была выявлена необходимость более тесного взаимодействия MES-системы со смежными информационными системами, такими, как системы управления цепочками поставок, взаимодействия с заказчиками, финансовыми системами предприятия как внутри предприятия, так и между взаимодействующими предприятиями для повышения эффективности производственных процессов. ­Поэтому в 2004 году ассоциация MESA International выпустила новую редакцию стандарта, которая была названа Collaborative Manufacturing Execution System или сокращенно c-MES. с-MES является важной составляющей концепции объединенного производства (Collaborative Manufacturing – CM). Одновременно с развитием концепции управления производственными процессами из описания c-MES были исключены 3 функции, которые развились за эти годы в независимые информационные системы:

- ODS (Operations/Details Sche­duling) – оперативное/детальное планирование;

- MM (Maintenance Manage­ment) – управление техническим обслуживанием и ремонтом;

- DOC (DC – Document Cont­rol) – управление документами и сообщениями.

В настоящее время в России существует большая путаница в MES?стандартах. Существует немало примеров, когда при выборе производственной системы заказчик пытается найти MES-систему, в которой реализованы все 11 функций. Однако такой подход к выбору MES?системы в корне неправильный, т.к. при внедрении MES-системы нужно ориентироваться не на реализацию тех или иных функций, а на достижение конкретных целей.

.

Компоненты ПО Wonderware

На рынке представлено немало информационных систем, призванных решать задачи управления производством. Сегодня мы хотели бы представить MES-систему компании Wonderware.

Концепция построения системы класса c-MES с использованием ПО Wonderware иллюстрирует рис. 1. Данные о ходе производственного процесса собираются из различных источников – SCADA, PLC, ручной ввод данных и т.п. Эти данные обрабатываются и хранятся в централизованной базе данных. Бизнес-логика обработки производственных данных определяется настройкой функциональных компонентов системы – Wonderware Operations и Wonderware Performance. В свою очередь, после обработки производственных данных управляющие воздействия могут быть переданы как на экраны операторов, так и непосредственно в SCADA или PLC.

ПО Wonderware является модульным. На рис. 2 приведен типовой набор модулей Wonderware для построения полнофункциональной системы класса c-MES.

Кратко остановимся на назначении каждого модуля.

Системная платформа (System Platform) – промышленная прикладная платформа, основанная на технологии ArchestraA, для работы с человекомашинным интерфейсом, реализации диспетчерского контроля и MES-функционала.

В системной платформе объединены следующие компоненты: 

- сервер приложений (Appli­cation Server) – ядро Системной платформы;

- сервер исторических данных (Historian Server) – предназначен для хранения архивных данных для дальнейшей обработки (например, статистического анализа и пр.);

- информационный сервер (Information Server) – позволяет формировать WEB-отчетность; 

- сервер, реализующий возможности подключения внешних устройств (Device Integration Server).

InTouch – открытый и расширяемый человекомашинный интерфейс с широчайшими графическими возможностями, мощными средствами разработки и гибкой архитектурой, что позволяет создавать эффективные наглядные и удобные человекомашинные интерфейсы.

MES модуль Operations – компонент, включающий в себя MES-функциональность:

- контроль незавершенного производства;

- работа с рецептурами;

- контроль потребления сырья и материалов и выпуска продукции;

- контроль партий;

- управление запасами;

- анализ истории изготовления продукции;

- контроль производственного персонала.

MES модуль Performance – компонент, включающий в себя MES-функциональность:

- учет и анализ загрузки оборудования;

- анализ простоев;

- расчет коэффициентов общей эффективности оборудования OEE.

Рис. 2. Построение с-MES на ПО Wonderware

Supply Chain Connector предназначен для интеграции ПО Wonderware в общую информационную систему предприятия. Он поддерживает:

- конфигурируемые транзакции импорта и экспорта данных; 

- различные виды триггеров;

- предопределенные структуры данных; 

- обмен данными может быть как путем файлового обмена, так и запись в БД; 

- файл с разделителями или файл XML-формата; 

- отслеживание ошибок (логи).

Средство разработки (Integrated Development Environment) позволяет вести совместную разработку в единой интегрированной среде.

Ключевая бизнес-логика Wonderware Operations & Performance и его применимость для различных типов производств

Большинство базовой логики работы MES-системы Wonderware Operations & Performance (WOPS) основывается на понятиях «производственный заказ» (work order) и «производственное задание» (job) – см. рис. 3. При этом:

Производственный заказ – потребность в полуфабрикатах, готовой продукции, которую необходимо покрыть к определенному сроку. Производственный заказ может содержать одно и более производственных заданий, для которых определяется последовательность выполнения.

Производственное задание – работы, представляющие собой действия или процессы, которые должны быть выполнены к конкретному сроку.

Таким образом, область применения WOPS – дискретные и дискретно-непрерывные производства, которые можно описать в системе с использованием понятий «производственный заказ» и «производственное задание».

Стоит отметить, что задачи, стоящие перед MES-системой, могут меняться в зависимости от типа и особенностей производства. В мире не существует универсального «коробочного» MES-решения. Так, например, задачи, востребованные для металлургии, могут отличаться от задач, решаемых на мясоперерабатывающем предприятии, хотя оба типа производств могут быть автоматизированы с использованием WOPS.

Заключение

В настоящее время реалии таковы, что информационные технологии становятся неотъемлемой частью нашей жизни. От надежности работы, удобства пользования и обслуживания производственной системы во многом зависит успешность предприятия на рынке. На наш взгляд, производственная информационная система должна удовлетворять следующим критериям: быть надежной, обладать требуемым быстродействием, быть способной расти и развиваться вместе с производством, обладать глубоко проработанным и качественно реализованным базовым функционалом, не ограничивающим в ходе реализации решения бизнес-задач.

Восьмилетний опыт реализации MES-проектов компанией «Весть» на WOPS показывает, что ожидания компании – системного интегратора от продуктов компании Wonderware, как от инструмента решения сложных производственных задач, полностью оправдались. Надежность и глубина проработки функционала продукта позволяет в ходе проектов сконцентрироваться на решении бизнес-задач заказчика, а не на вопросах совершенствования инструмента. 

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 1(25)_2010

И.А. Иванов,

Wonderware Russia, г. Санкт-Петербург,

тел.: (812) 327-3752,

e-mail: info@wonderware.ru,

А.Е. Грачев, начальник отдела MES-решений,

ООО «Весть», г.Санкт-Петербург,

тел.: (812) 702-0834,

e-mail:Alexey.Grachev@vestco.ru