Integrácia Ignition MES s digitálnym dvojčaťom twinzo

Ignition je priemyselná aplikačná platforma spoločnosti Inductive Automation. Závody ju používajú ako SCADA, HMI, IIoT hub aj základ MES na jednom serverovom Gateway, takže pre každú obrazovku nemusia skladať samostatné produkty. Pripojíte PLC a ovládače, nadefinujete tagy, postavíte klientov Perspective alebo Vision, ukladáte históriu, alarmy a reporty a systém potom rozširujete modulmi pre MQTT, SQL Bridge, sekvenčné funkčné diagramy a MES balíky, napríklad od Sepasoft.

‍

Práve preto sa Ignition objavuje v toľkých rozhovoroch o digitálnych dvojčatách. Závod má stav strojov, počty kusov, súčasti OEE a procesné hodnoty v jednom priestore tagov. Chýba často priestorová vrstva: tagy zostávajú v dashboardoch a reportoch a majstri chodia po hale a hľadajú, ktorému stanovišťu zodpovedá číslo v KPI. twinzo stavia na tom, čo v Ignition už máte. Gateway nenahrádza, len premieta tagy, ktorým dôverujete, na model závodu, takže údaje z MES vidno tam, kde sa pracuje. Túto priestorovú vrstvu nad SCADA a MES dopĺňajú funkcie twinza, ktoré popisuje prehľad funkcií. S ďalšími zdrojmi dát sa twinzo prepája rovnako ako pri OPC UA a lokalizačných dátach z HighByte.

‍

Inductive Automation uvádza, že Ignition beží vo viac než 140 krajinách, má rozsiahlu sieť integrátorov a používa ho väčšina firiem z rebríčka Fortune 100. Verejné prípadové štúdie a zoznamy zákazníkov pokrývajú potravinárstvo a nápoje, ropu a plyn, vodárenstvo a čistenie odpadových vôd, automobilový priemysel, chémiu, life sciences, balenie, energetiku a kusovú výrobu. Medzi príkladmi, ktoré Inductive zverejňuje, sú pivovar Sierra Nevada Brewing Co., ktorý na Ignition rieši SCADA a úlohy v štýle MES pre celý závod, AriZona Beverages, ktorá prepája SCADA a MES závodu smerom k SAP, Enerchem s frakcionáciou procesov a komunálne podniky, napríklad St. Lucie West Services District, ktorý má na Ignition postavený kompletný systém SCADA.

‍

Pre projekty digitálneho dvojčaťa z toho plynie jednoduchý záver. Ak sa váš tím OT už ustálil na Ignition pre HMI a MES, na dodávanie dát do digitálneho dvojčaťa nepotrebujete druhú platformu na dáta z výroby. Potrebujete čistú cestu od tagov v Gateway k polohám v hale. Presne to robí plugin twinzo pre Ignition. Ignition zostáva zdrojom pravdy, vybrané tagy sa umiestnia na dvojča a prevádzka vidí OEE, prestoje, priepustnosť a stav chodu v 3D kontexte.

‍

Všetko sa točí okolo Ignition Gateway. Ovládače a OPC pripojenia prinášajú údaje z PLC a zariadení. Tagy ich usporiadajú do priečinkov a providerov, takže obrazovky Perspective, historizácia, alarmy aj skripty čítajú rovnaké hodnoty. V Designeri inžinieri vytvárajú projekty. Operátori otvárajú webovo nasadené aplikácie Perspective alebo klientov Vision. Moduly pridávajú funkcie bez zásahu do jadra: MQTT Distributor a Engine pre dáta IIoT, SQL Bridge pre databázové transakcie, ovládače JDBC pre MariaDB alebo PostgreSQL, BACnet alebo ovládače výrobcov pre protokoly budov a strojov, SFC pre sekvenčnú logiku a moduly Sepasoft MES, keď na tej istej platforme potrebujete OEE, sledovanie a dohľadateľnosť (track and trace) alebo prácu s receptúrami.

‍

MES na Ignition spravidla nie je čierna skrinka. Ide o výrobnú logiku riadenú tagmi a o moduly, ktoré bežia na tom istom Gateway ako SCADA. Počty cyklov, logické hodnoty chod alebo stop, počítadlá zmetkov a vypočítané OEE existujú ako tagy alebo odvodené hodnoty. Preto je integrácia s twinzom orchestráciou tagov, a nie vlastným exportom z MES. Ak Ignition vie hodnotu zobraziť na stránke Perspective, plugin twinzo vie ten istý tag pretiahnuť do senzora digitálneho dvojčaťa.

‍

Ignition výborne zbiera, historizuje a zobrazuje priemyselné dáta. Nie je však určený na to, aby bol plnohodnotným digitálnym dvojčaťom závodu s dispozíciou haly, oblasťami, tokom materiálu a 3D prevádzkou v jednom spoločnom prehľade. Na poradách o výrobe sa aj tak otvárajú grafy OEE a prestojov. Majstri sa naďalej pýtajú, ktorá bunka v hale zodpovedá čiare v grafe. Systémy pre materiál a ľudí sú často inde. Na priestorovú otázku, ktorú dashboardy v Ignition nikdy riešiť nemali, odpovedá dvojča.

‍

S pripojeným twinzom zostávajú tagy z MES a z výroby v Ignition. Dvojča sa stáva prevádzkovým prostredím v reálnom čase, v ktorom sú tieto hodnoty priradené k strojom, bufferom a zónam v hale. OEE, prestoje, priepustnosť a úzke miesta sledujete priamo na mieste. Súvisiace objekty a tok materiálu vidíte na tom istom modeli, ak takéto zdroje dát existujú. Zistenia sa neuzavrú v reportoch, pretože ďalší krok ukazuje na stanovište na dvojčati, nielen na riadok v tabuľke Perspective.

‍

Integrácia beží cez twinzoplugin na Gateway. V časti Services otvoríte Twinzo Tag Browser, označený aj ako Tag Orchestrator. Vyberiete vetvu twinzo, ktorá zodpovedá projektu vášho závodu, a provider tagov v Ignition, v ktorom sú výrobné dáta. Zadáte názov senzora, ktorý bude na dvojčati predstavovať stroj, bunku alebo zónu. Potom na tento senzor presuniete aktuálne tagy z prehliadača tagov.

‍

V ukážke je celý postup zrejmý. Vzorové tagy ako Ramp0 až Ramp9 a logické stavy chodu sa v prehliadači aktualizujú priebežne. Vytvoríte senzor, napríklad Ignition-Test, presuniete naň tagy, ktoré vás zaujímajú, a ešte v Ignition si overíte, že sa hodnoty menia. Údaje z MES a z výroby tak pripojíte doslova okamžite: pre pilot netreba paralelný historian, export do CSV ani druhého klienta OPC, len aby sa dvojča dalo vyskúšať. Centrom zostáva Gateway a twinzo odoberá tagy, ktoré ste namapovali.

‍

Samotné tagy ešte nie sú dvojča. V twinzu otvoríte Areas / POI pre toho istého klienta a vetvu, napríklad Inductive Automation / Ignition Demo, a na pôdorys nakreslíte polygón tam, kam tagy z Ignition patria. Oblasť pomenujete rovnako ako senzor, aby operátori videli od Gateway až po 3D jeden názov. Mapa určuje fyzické miesto a hodnoty zostávajú v Ignition.

‍

Práve tento krok mení údaje z MES na niečo, k čomu sa dá dôjsť pešo. Tag priepustnosti a logická hodnota Running už nie sú len cesty v priečinkoch pod Sample_Tags alebo pod výrobným providerom. Patria k žltej oblasti na podlaží 0, vedľa skutočných strojov podľa dispozície haly. Vrstvy a sektory udržia poriadok vo viachalových závodoch rovnako, ako dnes členíte projekty Perspective podľa linky alebo lokality.

‍

Otvorte 3D aplikáciu twinzo pre toho istého klienta a vetvu. Model závodu zobrazuje rampy, linky a haly. Po kliknutí na oblasť senzora z Ignition sa v prekrytí zobrazia namapované tagy s aktuálnymi hodnotami, napríklad rýchlosti rampy, percentá a stav Running aktualizovaný pred pár sekundami. Bočný panel ukazuje rovnaké dáta, takže vedúci zmeny môže zostať pri jednom prehľade závodu a pritom čítať skutočné údaje z Ignition.

‍

Výrobu tak vidíte v reálnom čase bez prestavby obrazoviek MES. Operátori majú pri stroji naďalej Perspective na riadenie. Vedenie závodu a prevádzky používa dvojča, keď sa pýta, kde v hale dané KPI vzniká, ktoré susedné bunky vyzerajú v poriadku a či je úzkym miestom stroj, alebo prázdny buffer vedľa neho. Z tej istej bubliny môžete otvoriť Analytics s vývojom tagu a nemusíte pritom opustiť stanovište na modeli.

‍

Ignition priemyselné metriky počíta alebo zbiera, takže ich dvojča prevezme hneď po namapovaní:

‍

• OEE a jeho súčasti dostupnosti - chod a stop, plánované prestoje a súvisiace počítadlá v oblasti bunky.

• Prestoje a mikrozastavenia - logické tagy alebo tagy stavu, ktoré rozsvietia stanovište, keď linka stojí dlhšie, než sa čakalo.

• Priepustnosť a úzke miesta - tagy rýchlosti a počtu v susedných oblastiach, takže nedostatok materiálu a zablokovanie vidno ako miesta v hale, nielen ako priemery za závod.

• Procesné a kvalitatívne dáta - akýkoľvek tag, ktorý Ignition sprístupňuje, od zmetkov cez teplotu po krok receptúry.

• Sledované objekty a tok materiálu - tagy z MES sa dajú skombinovať s ďalšími zdrojmi twinza, takže stav stroja a pohyb materiálu zdieľajú jeden model.

‍

Celý postup tvoria moduly a tagy v Gateway, Tag Orchestrator v twinzu, umiestnenie v Areas / POI a nakoniec 3D zobrazenie v reálnom čase s analytikou, takže z údajov z MES vznikne interaktívne digitálne dvojča bez druhého zdroja pravdy.

‍

1. Overte, že Ignition je v poriadku - verzia Gateway, moduly, na ktoré sa spoliehate, a providery tagov, ktoré už napájajú výrobné obrazovky.

2. Nainštalujte a otvorte plugin twinzo - Tag Orchestrator v časti Services s vybranou vetvou a providerom.

3. Vytvorte senzory a presuňte tagy - jeden senzor na každý stroj alebo oblasť, ktorý chcete mať na dvojčati, s aktuálnymi hodnotami overenými v Ignition.

4. Nakreslite zodpovedajúce Areas / POI v twinzu - rovnaké názvy, správne podlažie a vrstva.

5. Overte v 3D - otvorte aplikáciu, kliknite na oblasť, skontrolujte, že sa tagy aktualizujú, a potom otvorte Analytics na známom časovom okne zmeny.

‍

V existujúcich závodoch ostávajú MQTT, SQL Bridge, historiany aj Perspective presne tak, ako ich nastavil tím OT. Plugin publikuje len podmnožinu tagov, ktorú vyberiete. Začnite jednou linkou. Rozšírte ju, keď prvé stanovište ukáže, že hodnoty z Ignition a polohy v twinzu zostávajú zosúladené.

‍

Všade, kde Ignition zastrešuje SCADA alebo MES, platí rovnaký postup integrácie:

‍

• Potravinárstvo a nápoje - pivovarnícke a plniace linky s OEE a stavmi CIP v oblastiach haly, ako v zverejnených prípadoch Ignition z pivovarov a výrobcov nápojov.

• Kusová výroba a automobilový priemysel - stav chodu buniek a priepustnosť na dvojčati vedľa bufferov a ramp.

• Procesná výroba a chémia - technologické operácie a tagy energií a médií umiestnené na procesných blokoch modelu závodu.

• Vodárenstvo a čistenie odpadových vôd - stavy čerpadiel a čistenia na mapách závodov, v ktorých sa operátori už dnes orientujú priestorovo.

• Farmácia a life sciences - prísne spravované tagy z Ignition zobrazené v kontrolovanom pohľade dvojčaťa pre prevádzku, bez klonovania MES.

‍

Ak vaša firma používa Ignition kvôli tomu, čo ukazuje zákaznícka základňa Inductive, teda neobmedzený licenčný model, webové nasadenie a modulárne SCADA spolu s MES, twinzo je priestorová vrstva pre túto investíciu, nie konkurenčný MES.

‍

Ak je Ignition už chrbticou vašej SCADA alebo MES, najkratšia cesta k digitálnemu dvojčaťu v reálnom čase vedie cez namapovanie tagov, ktorým dôverujete, ich umiestnenie na model závodu a sledovanie výroby v 3D. Gateway nechajte ako hlavný systém, v ktorom údaje vznikajú a ostávajú uložené. twinzo použite na obraz závodu, ktorý tieto dashboardy nikdy nemali.

‍

Ozvite sa nám a prejdeme si to na vašom Ignition Gateway a modeli závodu.

‍