Tích hợp dữ liệu sản xuất giúp các bộ phận vận hành, chất lượng và kinh doanh có cái nhìn thống nhất về hoạt động của nhà máy. Tuy nhiên, dữ liệu thường nằm rải rác trong nhiều hệ thống như cảm biến, SCADA, MES, QMS và ERP, khiến việc đối chiếu thông tin và xác định nguyên nhân vấn đề trở nên khó khăn.
Prolink hỗ trợ kết nối dữ liệu từ nhiều nguồn, tạo nền tảng cho việc giám sát, phân tích và cải tiến hoạt động sản xuất.
ISA-95: Mô hình tích hợp dữ liệu sản xuất theo 5 cấp độ
Mô hình ISA-95 cung cấp khung tham chiếu để xác định ranh giới giữa các hệ thống và luồng dữ liệu trong nhà máy. Mô hình gồm năm cấp độ, từ quy trình vật lý đến hoạch định kinh doanh, không phụ thuộc vào công nghệ hay nhà cung cấp cụ thể.
Tích hợp dữ liệu sản xuất trên toàn doanh nghiệp
Một nền tảng dữ liệu hữu ích bắt đầu từ quy trình vật lý và bổ sung ngữ cảnh khi thông tin được chuyển qua các hệ thống điều khiển, vận hành, chất lượng và kinh doanh. Việc tích hợp chỉ thực sự hiệu quả khi ngữ cảnh dữ liệu được duy trì xuyên suốt giữa các hệ thống.
Thu thập dữ liệu quy trình và tín hiệu tại xưởng
Nền tảng của hệ thống là quy trình sản xuất vật lý. Ở cấp độ này, cảm biến, thiết bị thông minh, van và các thiết bị khác đo lường nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, độ rung, tốc độ cùng nhiều điều kiện vận hành khác. Đây là nơi phần lớn hoạt động thu thập dữ liệu tại xưởng (shop floor data collection) bắt đầu.
Các phép đo sẽ trở nên hữu ích hơn khi đi kèm dấu thời gian, đơn vị đo, mã định danh thiết bị và đầy đủ thông tin về sản phẩm hoặc quy trình để có thể diễn giải chính xác. Chẳng hạn, đây là cấp độ diễn ra các hoạt động như cắt, trộn, gia nhiệt, chiết rót, lắp ráp hoặc các công đoạn khác làm thay đổi trạng thái của vật liệu trong quá trình sản xuất.
Bổ sung ngữ cảnh điều khiển cho dữ liệu sản xuất
Các hệ thống PLC, DCS và SCADA giúp giám sát, điều khiển thiết bị và bổ sung ngữ cảnh cho dữ liệu cảm biến thông qua trạng thái máy móc, cảnh báo và chu kỳ sản xuất. Thay vì truyền toàn bộ tín hiệu lên hệ thống cấp doanh nghiệp, dữ liệu cần được lọc và tổng hợp phù hợp để phục vụ vận hành, phân tích mà vẫn bảo đảm hiệu suất và bảo mật.
Kết nối dữ liệu sản xuất và cải tiến chất lượng
Các hệ thống quản lý vận hành sản xuất (MOM), bao gồm MES, kết nối dữ liệu máy móc và SCADA với lệnh sản xuất, lô nguyên vật liệu, nhân công và bán thành phẩm. Đồng thời, dữ liệu kiểm tra từ thiết bị đo, phòng thí nghiệm và hệ thống quản lý chất lượng (QMS) cần được liên kết theo sản phẩm, lô, thiết bị và thời gian. Nhờ đó, doanh nghiệp có thể truy tìm mối liên hệ giữa điều kiện sản xuất, sự cố thiết bị và lỗi chất lượng, thay vì đối chiếu các báo cáo riêng lẻ.
Kết nối dữ liệu vận hành với hệ thống hoạch định kinh doanh
Hệ thống ERP cung cấp dự báo nhu cầu, lệnh sản xuất, yêu cầu nguyên vật liệu và lịch trình cho bộ phận vận hành. Ngược lại, MES cập nhật sản lượng thực tế, mức tiêu thụ nguyên vật liệu, tỷ lệ sản phẩm đạt yêu cầu và tình trạng sản xuất. Sự trao đổi dữ liệu này giúp bộ phận lập kế hoạch nắm bắt tình hình nhà máy, đồng thời giúp đội ngũ sản xuất hiểu rõ các ưu tiên kinh doanh. Đây cũng là nội dung trọng tâm của mô hình ISA-95.
Tích hợp dữ liệu sản xuất phục vụ ra quyết định
Máy móc cũ, bảng tính, cơ sở dữ liệu riêng lẻ và quy ước đặt tên thiếu nhất quán là những trở ngại phổ biến khi tích hợp dữ liệu. Thay vì tập hợp mọi thông tin vào một kho dữ liệu duy nhất, doanh nghiệp nên bắt đầu từ một nhu cầu cụ thể, chẳng hạn như truy tìm nguyên nhân lỗi chất lượng, phân tích thời gian ngừng máy hoặc so sánh sản lượng kế hoạch với thực tế.
Với bài toán chất lượng, chuỗi dữ liệu cần liên kết có thể bao gồm: lệnh sản xuất → sản phẩm → lô nguyên vật liệu → máy móc → điều kiện quy trình → kết quả kiểm tra. Trước khi xây dựng luồng dữ liệu, cần thống nhất mã định danh, dấu thời gian, đơn vị đo và định nghĩa dữ liệu, đồng thời duy trì hệ thống nguồn đáng tin cậy cho từng loại bản ghi. Điều này giúp bảo đảm tính nhất quán, nâng cao độ tin cậy của phân tích và hỗ trợ ra quyết định chính xác.
Prolink và Minitab Connect: Kết nối dữ liệu cho nhà máy thông minh
Tích hợp dữ liệu là một quá trình liên tục do thiết bị, hệ thống và nhu cầu kinh doanh luôn thay đổi. Doanh nghiệp nên bắt đầu bằng việc kết nối những dữ liệu thiết yếu cho từng quyết định, sau đó từng bước mở rộng để tự động hóa thu thập dữ liệu, chuẩn bị dữ liệu phân tích, giám sát hiệu suất theo thời gian thực và áp dụng kiểm soát quá trình bằng thống kê (SPC).
Các công cụ như Minitab Connect và Prolink hỗ trợ kết nối dữ liệu từ nhiều nguồn thông qua các luồng xử lý được quản lý và có thể thực hiện lặp lại nhất quán, giúp giảm thao tác thủ công và xây dựng nền tảng dữ liệu đáng tin cậy cho hoạt động sản xuất.
Sẵn sàng tìm hiểu thêm về Minitab? Liên hệ với chúng tôi
