انتقال به حوزه دیجیتال مستلزم شبکه سازی مضاعف بین اجزای مختلف، دستگاه ها، تجهیزات تولید، و حتی شرکت های مختلف است. تولیدکنندگان در سطح جهانی، دستگاه های خود را برای تبادل اطلاعات مجهز می کنند.
بسیاری از دستگاه هایی که اکنون در صنایع پردازش مورد استفاده قرار می گیرند، بعنوان یک بسته واحد عمل می کنند. در سطح بالا، دستگاه ها به سنسورها، دما، نقاط تنظیم و زمان های سیکل کاری دسترسی دارند. با این وجود، آنها توانایی لازم برای ارسال این داده های ارزشمند را ندارند. پس دیجیتالی سازی ممکن است در سطح دستگاه پایان یابد.
این بر خلاف فلسفه Industry 4.0 است، یعنی جمع آوری و استفاده از داده ها برای افزایش بازدهی فرایندها، تولید با حداکثر بازدهی، و تقویت آن ها برای ایجاد مزایای رقابتی. این بدان معناست که Industry 4.0 تنها در صورتی می تواند کار کند که همه اطلاعات مرتبط در زمان مناسب در دسترس باشند. پس توانایی مونیتورینگ، تنظیم و کنترل همه جانبه حوزه تولید در زمان حقیقی اهمیت بسیار زیادی پیدا می کند. دستگاه ها می بایست بتوانند در میان خودشان و با سیستم های سطح بالاتر ارتباط برقرار کنند. به همین دلیل، روش هایی که تلاش می کنند که یک استاندارد ارتباطی مشترک را ایجاد کنند، در حال رایجتر شدن هستند.
هر چند که دورنمای زبان یکنواخت ماشین ساده و منطقی بنظر می رسد، تنها چند روش متداول برای این موضوع وجود دارند. با این حال، پیاده سازی آنها دشوار و پرهزینه است. برای نمونه، اگر دستگاه دارای یک کنترلر مدرن باشد، نرم افزار می تواند بگونه ای اصلاح شود که داده های مهم بتوانند در یک شبکه ارسال شوند. با این حال، نرم افزار کنترلر می بایست توسط افراد متخصص نرم افزار، برنامه نویسی شود، که پر هزینه و زمانبر خواهد بود.
یک روش دیگر، تطبیق هر دستگاه با یک برنامه کاربردی اختصاصی جهت مونیتورینگ آن است. با این حال، اگر چندین دستگاه در یک ناحیه تولید وجود داشته باشد، و یک کارکرد بخصوص از هر دستگاه مورد انتظار باشد، توسعه همه آنها می تواند بسیار طاقت فرسا باشد. بعلاوه، هر برنامه کاربردی نیازمند نگهداری و ثبت اطلاعات است. آیا راهکار آسانتری برای شناسایی و پردازش داده ها برای انواع مختلف دستگاه ها بمنظور پیاده سازی مفاهیم Industry 4.0 وجود دارد که یک زبان ماشینی استاندارد باشد؟
یک زبان جداگانه برای دستگاه هرگز وجود نداشته است. در آلمان و اروپا، شرکت ها معمولأ از OPC UA بعنوان یک پروتکل ارتباطی متداول در تولیدات صنعتی برای مواردی که تشخیص داده های مختلف دستگاه ها اهمیت دارد و همچنین برای تبدیل داده ها به اطلاعات استفاده می کنند. در آمریکای شمالی، یک استاندارد دیگر، که بسیار جالب توجه بوده است، برای حدود 10 سال مورد استفاده قرار گرفته است: MTConnect. زیربنای این پروژه در سال 2006 نهاده شد در جلسه سالیانه انجمن تکنولوژی تولید. در آن زمان مسئله حیاتی در تولیدات صنعتی عدم وجود زبان یکپارچه در میان ماشینها و سیستم های دیگر در خط تولید بود. استاندارد اول برای ثبت همه داده های ماشینی برای یک کمپانی بالادستی در سال 2008 ساخته شد، MTConnect 1.0 . MTConnect Institute در سال بعد بوجود آمد، که مختص توسعه یک زبان استاندارد بود.
دستگاه های مونیتورینگ می توانند برخی مشکلات را پیش از وقوع نقص های پرهزینه، مشخص و گزارش کنند. مونیتورینگ مقادیر خاصی را در مورد زمان سیکل این خرابی ها ارائه می دهد و همچنین از برنامه ریزی و تدارکات پشتیبانی می کند. اینجاست که MTConnect وارد ماجرا می شود و امکان تصویر سازی جریان کار در نواحی تولید، که آنها را قادر به بهینه سازی فرایندها، شفافسازی پتانسیل های صرفه جویی، و انجام اقدامات ضروری بر پایه اطلاعات بدست آمده را فراهم می آورد. اساسأ داده های بدست آمده از ماشین ها برای یک برنامه کاربردی ارسال می شوند و سپس، برنامه این داده ها را به شاخص های منطقی ترجمه می کند و در نهایت، امکان کنترل از راه دور وضعیت و فعالیت های دستگاه را ارائه می دهند.
استاندارد MTConnect سه مولفه را توصیف می کند: آداپتر، عامل و برنامه کاربردی. آداپتر (تطبیق دهنده)، داده های ماشین را ثبت میکند، آنها را استاندارد سازی می کند، و به عامل (Agent) تحویل می دهد. عامل از روش از پیش تعریف شده XML برای سازماندهی داده ها در یک فرمت استاندارد استفاده می کند، بدون توجه به اینکه چه نوع دستگاهی در حال مونیتور شدن است. عامل داده ها را بافر می کند و آنها را در صورت درخواست به برنامه کاربردی می فرستد. سپس، برنامه کاربردی، داده ها را در یک پایگاه داده ذخیره می کند و آن را بشکلی نمایش می دهد که برای انسان قابل درک باشد. بلحاظ تئوری، آداپتر و عامل می توانند بصورت مستقل از هم کار کنند. نمودارها و جداول برای نمایش داده های خروجی از ماشین ها بشکلی که درک آن برای کاربران آسان باشد، استفاده می شوند.
MTConnect می تواند بعنوان یک اینترفیس عمومی و دیجیتالی تلقی شود. ازآن جا که MTConnect متکی بر یک استاندارد ساده اترنت است، پس می تواند براحتی و بدون تداخل در فرایند تولید در دستگاه ها یکپارچه سازی شود. این راهکار یک استاندارد منبع باز بدون نیاز به مجوز را ارائه می دهد که داده ها را ثبت کرده و آن ها را به نرم افزار تحلیلی می فرستد. MTConnect می تواند در کارخانه ها بعنوان یک اینترفیس عمل کند و گردآورنده داده را به یک برنامه کاربردی متصل کند، آنرا به یک وبسایت HTML وصل کند و در نهایت، بازدهی تجهیزات را در مقایسه با سایرین نمایش دهد. با این مفهوم ساده، شرکت های دارای دستگاه ها و فرایندهای پیچیده می توانند محیط تولید خود را براحتی دیجیتالی نمایند.
کنترلرهای WAGO PFC100 هم اکنون شامل MTConnect هستند.
بسیاری از دستگاه ها اکنون بطور مستقیم به آداپتر و عامل MTConnect متصل نمی شوند. پس، WAGO یک اینترفیس دیجیتالی را برای کنترلر PFC100 ایجاد می کند که امکان انتقال اطلاعات را به یک ناحیه تولید دیجیتالی می دهد. این اینترفیس دیجیتالی کامل، یک سیستم ورودی PFC100 صنعتی را فرماندهی می کند، که در آن، آداپتر و عامل های MTConnect یکپارچه سازی می شوند. بلحاظ فیزیکی، این یک SD card است که براحتی در اسلات مربوطه در PFC100 وارد می شود، و هیچ برنامه نویسی مورد نیاز نیست. داده های ماشینی، همانند ستون های سیگنال، مصرف انرژی، سرعت موتور و غیره می توانند براحتی فراخوانی شوند. ورودی ها از طریق مرورگر وب پیکرندی می گردند و بطور همزمان آنالیز می شوند. یک نرم افزار کاربردی که می تواند داده ها را به نمودارها یا جداول جامع تبدیل کند، تنها چیزی است که باید اضافه شود. بر اساس داده های تصویرسازی شده، شرکت ها می توانند به مونیتورینگ، ردگیری، و ارزیابی بازدهی کلی ناحیه تولیدی بپردازند و در نهایت نتایج اقتصادی خود را بهبود بخشند.
MTConnect یک استاندارد فقط خواندنی است. این بدان معناست که اطلاعات جمع آوری می شوند و به یک سطح کنترلی ارسال می گردند و در آنجا مورد ارزیابی قرار می گیرند. اما سطح کنترل هیچ اطلاعاتی را برای ماشین ها نمی فرستد. بر خلاف OPC UA، MTConnectهیچ یک از قوانین امنیتی IT را تأمین نمی کند. این موضوع هم مزایا دارد و هم معایب. با این حال، با استفاده از کنترلر PFC100، شکاف ها بشکل ساده و ایمن بسته می شوند، زیرا کنترلر همه داده ها را در ناحیه تولید رمزگذاری کرده و آن ها را از طریق اتصال ایمن OpenVPN یا IPsec به سطح کنترل ارسال می کند. پس، استاندارد MTConnect و اینترفیس دیجیتالی مربوط به WAGO PFC100 راهکار جالب توجهی را برای شرکت هایی ارائه می دهند که در بازار آمریکای شمالی کار می کنند. کمپانی WAGO در حال حاضر از MTConnect Standard 1.3 پشتیبانی می کند.
آسان صنعت نمایندگی WAGO آماده ارائه خدمات به مردم عزیز ایران می باشد.
منبع و ترجمه از: مقالات سایت wago.com
