Đánh giá tầm quan trọng của hệ thống mes trong sản xuất công nghiệp và ứng dụng trong một dây chuyền sản xuất

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Xây dựng hệ thống quản lý chất lượng sản xuất dựa vào chỉ tiếu chất lượng OEE, từ đó đánh giá được năng xuất làm việc và hoạt động của từng đối tượng hoặc cả một

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

DƯƠNG LÂM PHƯƠNG

ĐÁNH GIÁ TẦM QUAN TRỌNG CỦA HỆ THỐNG MES TRONG SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP VÀ ỨNG DỤNG TRONG MỘT DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa

Mã số: 60520216

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01, năm 2018

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: Tiến sĩ Trương Đình Châu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: DƯƠNG LÂM PHƯƠNG MSHV: 1670335 Ngày, tháng, năm sinh: 02/09/1989 Nơi sinh: Bình Định Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa Mã số : 60520216

I TÊN ĐỀ TÀI:

ĐÁNH GIÁ TẦM QUAN TRỌNG CỦA HỆ THỐNG MES TRONG SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP VÀ ỨNG DỰNG TRONG MỘT DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Xây dựng hệ thống quản lý chất lượng sản xuất dựa vào chỉ tiếu chất lượng OEE, từ đó đánh giá được năng xuất làm việc và hoạt động của từng đối tượng hoặc cả một dây chuyền sản xuất trong một nhà máy

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/07/2017

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 03/12/2017

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : Tiến sĩ Trương Đình Châu

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên em xin gởi lời cám ơn đến Thầy Tiến sĩ Trương Đình Châu lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất Nhờ sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của Thầy trong suốt thời gian qua, em đã có thể thực hiện luận văn và tiếp tục tiến tới hoàn thành luận văn Thạc Sĩ Những lời nhận xét, góp ý và hướng dẫn tận tình của Thầy đã giúp em có một định hướng đúng đắn trong suốt quá trình thực hiện luận văn Sự tận tâm của thầy góp thêm động lực làm việc cho em để hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Đồng thời, em xin trân trọng cảm ơn các Thầy Cô của Trường Đại Học Bách Khoa nói chung và của khoa Điện – Điện Tử nói riêng đã dạy dỗ em trong suốt thời gian trong những năm đại học và cao học Những lời giảng của Thầy

Cô trên bục giảng đã trang bị cho em những kiến thức và giúp em tích lũy thêm những ý tưởng hay và bổ ích Em hy vọng sẽ tiếp tục nhận được sự hỗ trợ của Thầy Cô trong thời gian tới để có thể hoàn tất chương trình thạc sỹ của mình

Hồ Chí Minh, Ngày 18 tháng 12 năm 2017

Học viên

DƯƠNG LÂM PHƯƠNG

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Các mức độ ưu tiên trong việc thực hiện các lệnh sản xuất được tạo ra bởi

hệ thống ERP (Enterprise Resource Planning) thường sẽ gặp sự xung đột với cách hoạt động của tầng sản xuất bên dưới Một đơn hàng được xuất ra bởi hệ thống ERP thường nó sẽ mất khoản vài ngày hoặc vài tuần mới được đưa vào sản xuất Công ty sản xuất có thể đối mặt với sự hỗn loạn với những đơn đặt hàng lớn, máy bị down-time hoặc đang trong giai đoạn bảo trì, thiếu nguồn cấp nguyên vật liệu và các khó khăn khác về nhân lực Hiện nay trên thế giới rất nhiều công ty sử dụng giải pháp phần mềm quản lý sản xuất MES (Manufacturing Execution System) để giải quyết những vấn đề này Phương pháp này lần đầu tiên phổ biến vào những năm 90 trong ngành công nghiệp bán dẫn MES là một cơ sở dữ liệu online, real-time, phân tích và lưu trữ để hỗ trợ lập kế hoạch sản xuất trong khoản thời gian ngắn (ca làm việc hoặc theo ngày) cho các hoạt động sản xuất Nó là một công cụ thông tin cho tầng sản xuất và nếu được thiết kế đúng cách, nó có thể được sử dụng như một hệ thống tư vấn ra quyết định hiệu quả Tuy nhiên, trong việc triển khai MES phải đối mặt với một

số thách thức bao gồm tích hợp các nền tảng, kiến trúc, tích hợp hệ thống ERP hoặc số lượng và kiểu dữ liệu, thông tin cần trao đổi với hệ thống quản lý nguyên vật liệu và một giao diện người dùng để tương tác với các hệ thống khác nhau

Trong khuôn khổ luận văn, luận văn sẽ cung cấp một nền tảng chi tiết về

kỹ thuật, phần mềm và cách tổ chức quản lý của phần mềm MES Hơn nữa, như một khóa học tập, bài viết sẽ thảo luận và thực hiện xây dựng mô hình MES cho một dây chuyền sản xuất nước ngọt để đánh giá được tầm quan trọng của hệ thống MES trong sản xuất công nghiệp dựa trên các phần mềm Wonderware System Platform, InTouch HMI, Wonderware Performance và Wonderware Operation Hy vọng bài luận văn sẽ có giá trị trong các dự án tương tự về vấn đề thực thi kế hoạch sản xuất

ABSTRACT

The priorities of executing the work-orders generated by an ERP (Enterprise Resource Planning) system are often in operational conflicts with the dynamics of the manufacturing floor A given work-order to reach the shop floor several weeks or longer after it was generated by ERP system where it may face

a chaotic case of large queues, machine down-time, parts shortage, scrap problems and other resource management constraints Many companies have resorted to the Manufacturing Execution System (MES) software solution to resolve these problems An MES approach is an on-line, real-time data gathering, analysis and storage to assist in short-interval scheduling (shift or day) manufacturing operations with an emphasis on revising scheduling priorities It

is essentially an information system tool for the shop floor and if designed properly, it may be used as an advisory system for effective decision-making However, in implementation MES faces several challenges including the proper software platform/architecture, integration within ERP or a stand-alone best-of-breed, amount and type of data/information to be exchanged with another system, and a user-centered interface for various layers of decision making

This paper will provide a detailed background on various technical, software, and organizational factors that the use of an MES implementation may impose upon the practitioner Furthermore, and as a case study, it will discuss a systematic implementation strategy for freshwater production line to evaluate the importain of MES system in manaufactory base on Wonderware System Platform, InTouch HMI, Wonderware Performance và Wonderware Operation The discussion of the critical success factors in implementation planning will hopefully be of value to both practitioners and researchers in similar projects

Tôi xin cam đoan luận văn này là do tôi thực hiện, hoàn toàn không sao chép nội dung của tác giả khác hoặc do người khác thực hiện Toàn bộ các trích dẫn, công thức, giải thuật sử dụng của tác giả khác đều được chú thích đầy đủ

Dương Lâm Phương

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 5 of 83

1.2.3 Hitachi Cable Việt Nam 15 1.2.4 Dobla Châu Á Việt Nam 16 1.2.5 Suntory Pepsico Việt Nam 17

1.3 Phạm vi của luận văn 19 1.3.1 Mục tiêu của luận văn 19 1.3.2 Tìm hiểu câu hỏi 20 1.3.3 Giới hạn của luận văn 20

TỔNG QUAN BÀI TOÁN VÀ GIẢI PHÁP CHO YÊU CẦU ĐẶT RA

22 2.1 Tổng quan đối tượng 22 2.2 Những yêu cầu đặt ra 23 2.2.1 Những vấn đề gặp phải trong hiện tại 23 2.2.2 Những yêu cầu đặt ra 24

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 6 of 83

3.1.1 Hệ thống Platform 29 3.1.2 Hệ thống Platform và các tính năng 30

3.2 Tổng quan về Application Server 32 3.2.1 Kiến trúc của Archestra 32 3.2.2 Mô hình tự dộng hóa dạng tháp trong nhà máy 33 3.2.3 Application Server 35

3.3 Mô hình triển khai của Wonderware 36 3.3.1 Mô hình triển khai của Wonderware 36 3.3.2 Chế độ xem triển khai của Wonderware – Wonderware Deployment

4.2 Các bước thiết kế các đối tượng 50 4.2.1 Định nghĩa các thiết bị và các tính năng 51 4.2.2 Định nghĩa đối tượng theo quy ước 52 4.2.3 Định nghĩa khu vực 53 4.2.4 Định nghĩa các đối tượng Automation template 54 4.2.5 Định nghĩa mô hình bảo mật 54 4.2.6 Định nghĩa mô hình triển khai 54

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 7 of 83

4.3 Định nghĩa các đối tượng template trên Wonderware 54 4.4 Thiết kế bộ điều khiển PLC 61 4.4.1 Bảng vẽ sơ đồ công nghệ 61 4.4.2 Định nghĩa các đối tượng chính 61 4.4.3 Các khối chức năng chính 64 4.5 Giao diện vận hành sản xuất 66

4.7 Thiết kế quy trình điều khiển 69 XÂY DỰNG HỆ THỐNG MES 71 5.1 Định nghĩa các thông số trong sản xuất 71 5.1.1 Lớp các dạng sản phẩm 71

5.1.3 Phân loại các sản phẩm 72 5.1.4 Trạng thái của sản phẩm 72 5.1.5 Các nguyên nhân của sản phẩm 73 5.2 Những đối tượng trong hệ thống MES 73 5.3 Tạo BOM cho các nguyên vật liệu 74 5.4 Định nghĩa quy trình sản xuất 76 5.5 Kết nối với hệ thống ERP 76 5.6 Tích hợp MES lên giao diện vận hành điều khiển 77 KẾT QUẢ VÀ ĐỊNH HƯỚNG ĐỀ TÀI 78

6.2 Kiểm chứng mô hình 78 6.3 Kết luận và định hướng đề tài 80

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 8 of 83

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 1-1: Những khó khăn trong nhà máy Yamaha gặp phải 14

Hình 1-2: Dây chuyền đóng chai trà Doctor Thanh 15

Hình 1-3: Các công đoạn sản xuất dây cáp 16

Hình 1-4: Quy trình làm socola handmade “Made in VietNam” 17

Hình 1-5: Công việc kiểm tra chất lượng sản phẩm 17

Hình 1-6: Thực trạng của hệ thống điều khiển trong các nhà máy ở Việt Nam 18

Hình 2-1: Mô hinh dây chuyền sản xuất nước ngọt 22

Hình 2-2: Quy trình sản xuất công nghệ 23

Hình 2-3: Những vấn đề đang gặp phải trong nhà máy 23

Hình 2-4: Mẫu báo cáo hoạt động sản xuất 27

Hình 2-5: Kêt nối MES với hệ thống ERP 28

Hình 3-1: Các services chính được cung cấp bỡi System Platform 29

Hình 3-2: Những khối chức năng chính của System Platform 31

Hình 3-3:Mô hình dạng tháp của hệ thống Wonderware 34

Hình 3-4:Các thành phần của Galaxy 36

Hình 3-5: Mô hình triển khai của Wonderware 36

Hình 3-6: Chế độ xem dạng triển khai của Wonderware 38

Hình 3-7: Thành phần chính của OEE 40

Hình 3-8: Công thức OEE 40

Hình 3-9: Cấu trúc hệ thống MES của Rockwell 43

Hình 3-10: Cấu trúc hệ thống SIMATIC IT Siemens 45

Hình 3-11: Các hàm chức năng của MES 46

Hình 3-12: Mô hình giao tiếp của Supply Chain Connector 48

Hình 4-1: Mô hinh cấu trúc của hệ thống MES ngoài thực tế 49

Hình 4-2: Câu trúc mô hình hệ thống MES trong luận văn 50

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 9 of 83

Hình 4-3: Các bước thực thiết kế đối tượng 50

Hình 4-4: Các bước tạo đối tượng 52

Hình 4-5: Mô hình khu vực thiết kế cho Winplatform và AppEngine 53

Hình 4-6: Template của các đối tượng trong luận văn 55

Hình 4-7: Sơ đô công nghệ của dây chuyền sản xuất 61

Hình 4-8: Khôi chức năng điều khiển motor 65

Hình 4-9: Khôi chứng năng counter 65

Hình 4-10: Khôi chức năng điều khiển PID 66

Hình 4-11: Khôi chức năng Timer 66

Hình 4-12: Công thức tính OEE 67

Hình 4-13: Công thức OEE trong hệ thống Wonderware MES 68

Hình 5-1: Danh sách các loại sản phẩm trong dây chuyền sản xuất 71

Hình 5-2: Danh sách các nguyên vật liệu 72

Hình 5-3: Tiêu chí đánh giá sản phẩm 72

Hình 5-4: Màu sắt phân loại sản phẩm 72

Hình 5-5: Định nghĩa các trường hợp xảy ra cho từng sản phẩm 73

Hình 5-6: Các đối tượng sản xuất được giám sát hiệu suất 74

Hình 5-7: Công thức tạo một thùng nước ngọt 75

Hình 5-8: BOM được định nghĩ trên Wonderware MES 75

Hình 5-9: Các đối tượng liên kết với nhau dưới dạng mô hình hóa 76

Hình 5-10: Một lệnh sản xuất nhận từ hệ thống ERP 77

Hình 5-11: Giao diện quan sát đối tượng 77

Hình 6-1: Giao diện giám sát OEE 78

Hình 6-2: Giao diện quản lý lệnh sản xuất 79

Hình 6-3: Báo cáo OEE dưới dạng chi tiết 79

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 10 of 83

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 2-1: Bảng mô tả mô hình triển trai của Wonderware 37

Bảng 2-2: Chế độ xem dạng triển khai của Wonderware 38

Bảng 4-1: Danh sách các tính năng của thiết bị 51

Bảng 4-2: Mô hình khu vực thiết kế cho Winplatform và AppEngine theo cấp độ 53

Bảng 4-3: Các hàm chức năng của các đối tượng template 55

Bảng 4-4: Định nghĩa các đối tượng dưới PLC 61 Bảng 4-5:Bảng mô tả các thành phần dùng trong công thức OEE của Wonderware 68

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 11 of 83

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

AOS Application object system

CPG Consumer Packaged Goods

HMI Human Machine Interface

IDE Integrated Development Environment

KPI Key Performance Indicator

MES Manufactoring Execution System

OEE Overall Equipment Effectiveness

OPC OLE for Process Control

PEM Phone number and Email address management

PLC Programmable Logic Controller

RDP Remote Desktop Protocol

SCADA Supervisory Control And Data Acquisition

SMC System Management Console

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 12 of 83

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG QUẢN LÝ SẢN XUẤT TRONG NHÀ MÁY

1.1 Đặt vấn đề

Ngày nay, sự cạnh tranh thị phần trong các doanh nghiệp sản xuấy ngày càng tăng MES là một giải pháp tổng thể tích hợp các bộ phận sản xuất, nâng cao tối đa chất lượng sản xuất và tối ưu hóa các quy trình sản xuất

Hệ thống tự động hoá sản xuất là một hệ thống tích hợp được hình dung từ thấp lên cao gồm các tầng sau: tầng thiết bị (hỗ trợ cho việc điều khiển thiết bị, phần mềm tích hợp trong thiết bị thông minh), tầng điều khiển (đóng vai trò kiểm soát và điều khiển thiết bị theo một quy trình đã định sẵn), trên tầng điều khiển là tầng MES có chức năng hoạch định sản xuất và phân phối công việc Trên cùng là tầng ERP, giữa ERP và MES

là dịch vụ tích hợp ERP

MES là hệ thống giải pháp bao gồm các phần mềm giám sát sản xuất đến các thiết bị sản xuất MES rất quan trọng với những nhà máy quy mô lớn, có sản phẩm chất lượng cao, xuất xưởng số lượng lớn và yêu cầu ngày càng phải nâng cao hiệu suất Các mục tiêu trong sản xuất thường là: hạn chế sai ngay từ đầu, tăng hiệu suất sử dụng tài nguyên, quản lý hiệu suất từng đối tượng, tăng chất lượng sản phẩm, thông số sản phẩm đồng đều, giảm sự tham gia trực tiếp của con người từ khâu nhận lệnh sản xuất, sắp xếp, phân bố nguyên vật liệu và đến khâu báo cáo sản xuất

Trong một lệnh sản xuât, người quản lý phải bao quát toàn bộ quy trình, ra những quyết định kịp thời dựa trên thông tin thực tế để đưa ra những quyết định sản xuất nhanh chóng và chính xác Sự hiểu biết và tác động của các quyết định đó cũng như luôn tìm kiếm được những giải pháp thay thế phù hợp Việc đưa ra quyết định sẽ dễ dàng hơn với sự trợ giúp của hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP) ERP thường cung cấp các mô đun chính như định nghĩa cấu trúc của một sản phẩm hay một đơn đặt hàng, định nghĩa quy trình và lập kế hoạch sản xuất, quản lý kho bãi nguyên vật liệu và sản phẩm, quản trị nguồn nhân lực Tuy nhiên, ERP chỉ hỗ trợ lên kế hoạch, ít can thiệp trực tiếp vào sản xuất, đặc biệt là những quy trình sản xuất phức tạp Trong khi đó, MES chỉ phục vụ sản xuất

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 13 of 83

Ở cấp điều khiển thiết bị, với những robot sản xuất điều khiển bằng máy tính, những thiết bị cảm biến, kiểm tra, vận chuyển tự động thì hiệu suất, mức độ tin cậy của mỗi bước sản xuất sẽ được cải thiện đáng kể Ở cấp nhà máy, MES có thể cung cấp khả năng nắm bắt theo thời gian thực của trạng thái công việc, chi tiết lịch làm việc, phân phối công việc và kiểm tra nguồn lực, phân tích hiệu suất sản xuất với một khối lượng

dữ liệu khổng lồ Điều đó chỉ đạt được nếu có sự trợ giúp của một hệ thống tự động MES

Không có MES, người vận hành sẽ thực hiện các lệnh sản xuất bằng tay, không xác định được lệnh sản xuất nào gấp hoặc là kiểm tra các nguồn nguyên vật liệu đã sẵn sàn cho lệnh sản xuất đó, người kiểm tra chất lượng phải đến từng khu vực sản xuất để lấy mẫu để thử trong phòng thí nghiệm, sản xuất sẽ chậm, dễ gây ra hoặc bỏ sót lỗi; không có dữ liệu thời gian thực hỗ trợ những hệ thống cấp cao hơn; khó đạt tính đồng

bộ chất lượng sản phẩm Nhà máy không biết sản phẩm có được vận chuyển an toàn không? Công việc thực tế khác với công việc đặt ra thế nào? Nhà máy sử dụng tài sản

có hiệu quả không? Tổng giá trị thiệt hại do sản xuất chưa hiệu quả? Vì sao hai nhóm như nhau cho kết quả sản xuất khác nhau? Tại sao máy hoạt động hết công suất nhưng sản lượng đầu ra lại thấp?

Dựa vào những nhu cầu cấp thiết đó, luận văn tập trung xây dựng một hệ thống MES của Wonderware trong một mô hình dây chuyền sản xuất nước ngọt để làm rõ cách thức tính hiệu suất làm việc của từng đối tượng trong dây chuyền sản xuất thông qua chỉ số chỉ tiêu chất lượng OEE, chỉ ra những yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất, cách thức quản lý BOM cho từng loại sản phẩm, giải đáp những câu hỏi đã đặt ra

và đồng thời nhằm giúp người đọc hiểu rõ hơn cách thức hoạt động, hoạch định sản xuất

và tích hợp hệ thống MES với hệ thống SCADA và ERP

1.2 Tình hình hệ thống điều khiển tự động hóa trong các nhà máy ở Việt Nam Yamaha Motor Việt Nam

Công ty TNHH Yamaha Motor Việt Nam là công ty liên doanh giữa Việt Nam, Nhật Bản và Malaysia, chuyên sản xuất và lắp ráp xe gắn máy mang thương hiệu nổi tiếng Yamaha Công ty được thành lập và đi vào sản xuất tại Việt Nam từ năm 1998 Được đánh giá là một trong những liên doanh hàng đầu trong lĩnh vực sản xuất và lắp ráp xe máy tại Việt Nam

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 14 of 83

Trong quá trình vận hành và sản xuất, nhà máy gặp không ít khó khăn trong việc lên kế hoạch sản xuất Nhà máy không có công cụ lên kế hoạch sản xuất một cách tự động và mất rất nhiều thời gian cho việc lên kế hoạch sản xuất này Phải mất nhiều thời gian để nhập những thông tin sản xuất vào hệ thống để quản lý và phân tích những thông tin đó để phục vụ cho quá trình cải tiến sản xuất

Hình 1-1: Những khó khăn trong nhà máy Yamaha gặp phải

Tân Hiệp Phát

Được thành lập từ năm 1994 với tiền thân là nhà máy bia Bến Thành, Tân Hiệp Phát đã trải qua hơn 20 năm hình thành và phát triển Trong quá trình phát triển, nhà máy đã đầu tư không ít những máy móc hiện đại với sự tự động động hóa trong quá trình sản xuất đã góp phần không nhỏ trong quá trình lớn mạnh của nhà máy Đi đôi với phát triển thì chất lượng sản phẩm, năng suất sản xuất của các đối tượng tham gia sản xuất cũng tăng Nên điều đó đã dẫn tới nhu cầu giám sát chất lượng đầu ra và năng suất của từng đối tượng sản xuất để theo dõi và kịp thời xử lý những tình huống bất lợi cho sản xuất Quản lý downtime, hiệu suất sản xuất và quá trình thực thi một lệnh sản xuất là một nhu cầu cấp thiết của nhà máy

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 15 of 83

Hình 1-2: Dây chuyền đóng chai trà Doctor Thanh

Hitachi Cable Việt Nam

Với nhà máy sản xuất đặt tại Hải Dương, Hitachi Cable Việt Nam sở hữu 100%

vốn đầu tư từ Hitachi Metals, một trong những tập đoàn lớn nhất tại Nhật Bản có một

mạng lưới toàn cầu Kể từ ngày thành lập năm 2008, bằng việc áp dụng bí quyết kĩ thuật

và hệ thống quản lí chất lượng phát triển bởi Hitachi, Hitachi Cable Việt Nam đã chuyên

về sản xuất các loại dây cáp điện tử và dây cáp công nghệ cao đa dạng dùng cho xe hơi

cũng như các lĩnh vực khác Nhờ đạt tiêu chuẩn quốc tế, sản phẩm của công ty được

xuất khẩu sang các thị trường khó tính khác như Nhật Bản, Mỹ…

Do quy trình sản xuất với quy mô lớn và cần phải kiểm tra chất lượng nghiêm

ngặt, nên trong mỗi công đoạn sản xuất, người vận hành sẽ phải nhật ký hoạt động của

các đối tượng về nguyên nhân dẫn tới dừng, lỗi sản xuất Từ đó tính toán năng suất của

mỗi máy trong mỗi lệnh sản xuất Sau khi kết thúc một quy trình sản xuất, nếu có một

sản phẩm không đạt yêu cầu thì người quản lý sẽ mất nhiều thời gian cho quá trình truy

tìm nguyên nhân đã xảy ra ở công đoạn nào trong quy trình sản xuất

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 16 of 83

Hình 1-3: Các công đoạn sản xuất dây cáp

Dobla Châu Á Việt Nam

Dobla là một trong những nhà sản xuất chocolate và các chế phẩm từ cacao lớn nhất thế giới, có trụ sở chính đặt tại thành phố Heerhugowaard, Hà Lan cùng nhiều nhà xưởng tại Bỉ, Mỹ…, trong đó nhà máy duy nhất ở Châu Á được đặt tại Việt Nam Công

ty Dobla châu Á - nhà sản xuất các vật liệu trang trí bằng sôcôla hàng đầu thế giới đến

từ Hà Lan đã triển khai sản xuất hàng ngàn tấn sản phẩm sôcôla mỗi năm cho thị trường Việt Nam và xuất khẩu Các sản phẩm sôcôla “made in Viet Nam” của Dobla đã có mặt trong các cửa hàng bánh ngọt, khách sạn, nhà hàng tại các nước Hà Lan, Bỉ, Mỹ và ngay tại Việt Nam

Hiện tại với quy mô rộng lớn nhưng nhà máy vẫn còn gặp khó khăn trong khâu quản lý các lệnh sản xuất bằng excel từ hệ thống ERP đưa xuống Tất cả các báo cáo đều quản lý trên giáy tờ, không có công cụ để giám sát năng suất của máy móc, tầng điều khiển tự động hóa chưa kết nối với tầng giám sát Chính những khó khăn đó dẫn tới việc lên kế hoạch sản xuất khó khăn

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 17 of 83

Hình 1-4: Quy trình làm socola handmade “Made in VietNam”

Suntory Pepsico Việt Nam

PepsiCo, Inc (NYSE:PEP), một trong những công ty nước giải khát và thực phẩm lớn nhất thế giới và Suntory Holdings Limited (Suntory), một công ty nước giải khát và nước uống bổ dưỡng toàn cầu có trụ sở tại Nhật Bản, đã công bố thỏa thuận thiết lập liên doanh chiến lược tại Việt Nam

Hình 1-5: Công việc kiểm tra chất lượng sản phẩm

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 18 of 83

Với rất nhiều sản phẩm trên thị trường, Suntory Pepsico đã xây dựng rất nhiều dây chuyền sản xuất để đáp ứng nhu cầu của người dùng Bên cạnh đó, Suntory cũng gặp nhiều khó khăn trong quản lý sản xuất:

• Thiếu tính real-time trong quá trình giám sát sản xuất

• Báo cáo các dữ liệu sản xuất vẫn còn thủ công thông qua giấy tờ

• Quá trình truyền đạt thông tin chậm do việc thu thập thông tin vẫn còn dùng tay chân

• Không giám sát được chất lượng, năng suất của từng máy

Kết luận

Hình 1-6:Thực trạng của hệ thống điều khiển trong các nhà máy ở Việt Nam

Hiện nay, trong quá trình công nghiệp hóa đất nước, với sự đầu tư của các tập đoàn sản xuất trên thể giới, điều đó đã thúc đẩy nền công nghiệp phát triển rất nhanh về công nghệ lẫn chất lượng sản xuất Đó là động lực để các nhà máy xí nghiệp đầu tư hệ thống tự động hóa để nâng cao năng xuất sản xuất và đảm báo chất lượng sản phẩm đầu

ra một cách đồng nhất Nhưng quá trình phát triển này thường đầu tư một cách rời rạc không đồng nhất nên dẫn tới những khó khăn trong tương lai:

• Các hệ thống không kết nối được với nhau

• Không có hệ thống điều khiển trung tâm

• Khi nhu cầu sản lượng tăng dẫn tới việc lên kế hoạch sản xuất gặp khó khăn

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 19 of 83

• Công việc thu thập dữ liệu, báo cáo vẫn còn chân tay

• Không đồng nhất giữa hệ thống cấp trên (ERP) và tầng sản xuất

• Thông tin đưa vào hệ thống để báo cáo không chính xác

• Mất nhiều thời gian để thu thập thông tin

• Không giám sát được năng suất máy, chất lượng sản phẩm

• Không quản lý được những đối tượng đang bảo trì hoặc bị lỗi trong quá trình sản xuất nên dẫn tới mất thời gian để sửa chữa

1.3 Phạm vi của luận văn

Mục tiêu của luận văn

Mục tiêu của luận văn là cung cấp một hệ thống thông tin có thể tối ưu hóa các hoạt động sản xuất trong nhà máy với tiêu chí là đáp ứng nhanh với các sự thay đổi Hệ thống MES có thể thực hiện các mục tiêu dựa trên lệnh sản xuất:

• Cải thiện giao tiếp bên trong nhà máy, các hoạt động sản xuất có thể được sắp xếp lại lịch hoạt động để tránh khoản thời gian máy bị down-time hoặc mức độ ưu tiên của sản xuất thay đổi

• Cải thiện khả năng giao tiếp giữa sản xuất với các hoạt động khác trong doanh nghiệp như: thiết kế sản xuất, quản lý kế hoạch, kế hoạch nhân sự, quản lý nguồn cung ứng, dịch vụ và bán hàng, và các thiết bị điều khiển

• Giám sát và điều khiển các hoạt động vận hành với các hệ số hiệu suất mong muốn

• Nâng cao khả năng giao tiếp giữa các nhà máy với nhau

• Quản lý hoạt động sản xuất theo thời gian thực, bao gồm các dữ liệu tài nguyên, dữ liệu hiệu suất làm việc, dữ liệu quy trình sản xuất, dữ liệu kế hoạch làm việc, chương trình của các thiết bị điều khiển

Nội dung công việc của luận văn bao gồm các phần sau:

• Tìm hiểu và nghiên cứu cấu trúc hệ thống MES

• Tìm hiểu và nghiên cứu các phân hệ trong hế thống MES Wonderware

• Tìm hiểu và nghiên cứu công thức tính KPI trong hệ thống MES

• Chọn những giá trị đầu vào dùng trong việc tính KPI cho từng đối tượng sản xuất

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 20 of 83

• Mô hình hóa các đối tượng

• Xây dựng hệ thống giám sát hiệu suất làm việc của từng đối tượng

• Thể hiện sự ảnh hưởng của các yếu tố sản xuất đến năng suất của máy

• Tích hợp MES vào hệ thống SCADA

• Kết hợp tính năng suất vận hành của đối tượng với quản lý các hoạt động sản xuất

• Liên kết những đối tượng rời rạc trong một dây chuyền thành một quy trình sản xuất liên tục

• Tích hợp với lệnh sản xuất từ hệ thống ERP đưa xuống

• Báo cáo những thông tin đạt được

Tìm hiểu câu hỏi

Dựa trên những mục tiêu chính của luận văn, các câu hỏi nghiên cứu có thế xác định được Xác định các câu hỏi giúp ta tìm các điểm quan trọng cần phần tìm hiểu Trong luận văn này, các câu hỏi được đề xuất:

• Công việc sản xuất thực tế khác với công việc đặt ra thế nào?

• Nhà máy sử dụng tài sản có hiệu quả không?

• Tổng giá trị thiệt hại do sản xuất chưa hiệu quả?

• Vì sao hai nhóm như nhau cho kết quả sản xuất khác nhau?

• Tại sao máy hoạt động hết công suất nhưng sản lượng đầu ra lại thấp?

Giới hạn của luận văn

• Thời gian

• Kinh nghiệm thực tế về hệ thống MES

• Giấy phép sử dụng phần mềm

1.4 Cấu trúc luận văn

Chương 1: Tổng quan về hệ thống quản lý sản xuất trong nhà máy

Tổng quan về mục đích của luận văn và giới hạn khi thực hiện luận văn

Chương 2: Tổng quan bài toán và giải pháp cho những yêu cầu đặt ra

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 21 of 83

Giới thiệu sơ lược về đối tượng được chọn làm mô hình, đưa ra những vấn đề khó khăn cần phải giải quyết và giải pháp để giải quyết những khó khăn này

Chương 3: Giới thiệu phần mềm Wonderware và công thức tính OEE

Phần này thể hiện cấu trúc hệ thống của phần mềm Wonderware System Platform, nêu lên khái niệm hệ thống MES, những đặc tính và những lợi ích khi sử dựng MES trong môi trường sản xuất công nghiệp Đồng thời giới thiệu người đọc công thức tính OEE được dùng để đánh giá hiệu suất làm việc của đối tượng

Chương 4: Thiết kế hệ thống MES

Mô tả các hàm chức năng trong hệ thống và thể hiện quy trình điều khiển cho đối tượng

Chương 5: Xây dựng hệ thống MES

Các bước xây dựng hệ thống MES trong luận văn

Chương 6: Kết quả thực nghiệm và định hướng đề tài

Thể hiện kết quả đã đạt được và hướng phát triển của luận văn

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 22 of 83

TỔNG QUAN BÀI TOÁN VÀ GIẢI PHÁP CHO YÊU CẦU ĐẶT RA

2.1 Tổng quan đối tượng

Trong một dây chuyền sản xuất nước ngọt thường bao gồm 5 (năm) đối tượng chính: máy tạo hình chai, máy chiết, máy dán nhãn, máy tạo các block chai (thông thường 6 chai trên một block) và máy đóng thùng

Hình 2-1: Mô hình dây chuyền sản xuất nước ngọt

• Máy tạo hình chai (blower): Từ những phôi chai, sau khi qua quá trình đúc khuôn phô sẽ tạo thành chai Tùy vào loại nước ngọt và hãng sản xuất, các chai sẽ có các hình dạng khác nhau Đầu ra của mỗi máy sẽ có các bộ đếm và bộ kiểm tra chất lượng chai đã đạt yêu cầu hay chưa

• Máy chiết (Filler): Một phần máy chiết sẽ nối với nhà nấu để lấy nước ngọt, đầu còn lại nối là đầu ra của máy tạo hình chai Đầu ra của máy chiết là các chai

đã chứa nước ngọt Tùy vào quy định của nhà máy sẽ quy định chai chứa bao nhiêu dịch thì đạt yêu cầu và chai như thế nào thì không đạt yêu cầu, dựa vào những thông tin này

ta có thể xác định được hiệu suất của máy

• Máy dán nhãn và đóng nắp (Labeller): Sau khi chai đã được chứa đầy nước ngọt, sẽ được chuyển qua máy đóng nắp và dán nhãn hiệu cho từng lại sản phẩm Đầu ra ta sẽ căn cứ vào chất lượng của việc dán nhãn hiệu và nắp đóng đã đặt yêu cầu hay chưa Nếu chưa, tùy thuộc vào độ hư hỏng hay sai lệch, sản phẩm đó có thể bỏ đi hay đưa đi đóng nắp và dán nhãn lại

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 23 of 83

• Máy đóng gói chai (Casepacker): Các chai đã được dán nhãn sẽ được gom lại thành 6 chai để đóng thành các gói để đi đến công đoạn tiếp theo

• Máy đóng thùng (Cartonezer): Các gói sẽ được gom lại và được đóng vào thùng carton

Hình 2-2: Quy trình sản xuất công nghệ

2.2 Những yêu cầu đặt ra

Những vấn đề gặp phải trong hiện tại

Hình 2-3: Những vấn đề đang gặp phải trong nhà máy

Trong mỗi dây chuyền sản xuất có nhiều nhất 6 người vận hành và 1 người giám sát Tất cả những thông tin về hoạt động sản xuất sẽ được ghi bằng tay vào bảng hoạt động sản xuất và những thông tin này sẽ được nhập vào cơ sở dữ liệu từ đó mới đến ban quản lý Những việc làm đó dẫn tới mất nhiều thời gian để ghi chép và những thông tin ghi chép đó không có cơ sở để tin cậy

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 24 of 83

Những người giám sát không quản lý được số lượng sản phẩm đầu ra của mỗi công đoạn sản xuất, số lượng sản phẩm bị loại bỏ hay sản xuất lại, thời gian down-time của thiết bị là bao nhiêu…

Những yêu cầu đặt ra

• Quản lý thời gian máy dừng trong dây chuyền sản xuất

• Danh sách các lỗi

• Quản lý số lượng sản phẩm đầu ra và số lượng sản phẩm bị loại bỏ

• OEE để giám sát hiệu suất làm việc của đối tượng sản xuất

• Quản lý lệnh sản xuất

• Báo cáo kết quả

2.3 Đề xuất giải pháp

Tầng HMI/SCADA

Kết nối

Hầu hết trong các nhà máy đều có các hệ thống điều khiển khác nhau, với nhiều PLC điều khiển và các chuẩn giao tiếp khác nhau Điều đó dẫn tới khó khăn trong việc giám sát và phân tích năng suất của hệ thống sản xuất Giải pháp cấp thiết là đưa ra một server trung tâm để kết nối tất cả:

• Kết nối các thiết bị điều khiển để thu thập thông tin trực tiếp từ các thiết

bị bỏ qua tác động của con người

• Kết nối với các máy trong dây chuyền sản xuất để can thiệp điều khiển dây chuyền sản xuất một cách nhanh chóng và có khả năng cài đặt thông số cho máy

• Có tính mở rộng, đáp ứng được nhu cầu mở rộng quy mô sản xuất của nhà máy

• Có chuẩn giao tiếp dùng trong công nghiệp Giảm thời gian và ngân sách phát triển hoặc mua bộ chuyển đổi tín hiệu điều khiển cho những đối tượng không có chuẩn giao tiếp trong công nghiệp

• Đồng bộ Đảm bảo tín hiệu được bảo toàn trong hệ thống

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 25 of 83

Tự động thu thập dữ liệu

Tất cả các thông tin sẽ được thu thập một cách tự động hóa, điều đó sẽ giảm rất nhiều thời gian, công sức và nhân lực

Hệ thống sẽ tự động thu thập dữ liệu theo thời gian thực từ tất cả các thiết bị:

• Thu thập dữ liệu từ các thiệt bị

• Thu thập dữ liệu hệ thống cân

• Thu thập dữ liệu từ hệ thống Barcode…

Giám sát theo thời gian thực

Giúp giám sát trạng thái của dây chuyền sản xuất theo thời gian thực với giám sát đầy đủ thông tin, dễ dàng cho người vận hành/ giám sát để giám sát và thao tác một cách nhanh chóng nếu có sự cố xảy ra

Phân tích hiệu suất và nâng cao tính hiệu dụng

Các dữ liệu trong quá trình sản xuất như số lượng sản phẩm đầu ra, nguyên vật liệu tiêu thụ là rất quan trọng và ảnh hưởng đến công việc của các bộ phận Nó sẽ được dùng để phân tích trạng thái của dây chuyền sản xuất và tính năng suất của chúng Từ

đó ta có thể tìm được nút thắt cổ chai và vấn đề gặp phải trong sản xuất để nâng cao hoạt động sản xuất và hiệu suất sử dụng nguồn lực

Hệ thống sẽ có một số tính năng chính:

• Lưu trữ dữ liệu sản xuất

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 26 of 83

• Có khả năng tìm kiếm dữ liệu sản xuất một cách dễ dàng và hữu dụng cho từng bộ phận

• Có khả năng chuẩn đoán nút thắt cổ chai hoăc vấn đề trong sản xuất

• Cung cấp đồ thị cho người vận hành có thể sử dụng một cách trực quan

• Phấn tích hiệu suất

• Tạo báo cáo theo mẫu

Tầng MES

Màng hình giám sát

Để giúp người quản lý có thể quan sát hệ thống sản xuất một cách dễ dàng, hệ thống sẽ hỗ trợ giao diện quan sát với những thông tin cần thiết:

• Trạng thái hoạt động của dây chuyền sản xuất

• Ma trận dữ liệu thể hiện năng suất, nguyên vật liệu tiêu thụ, khả năng hoạt động và chất lượng của các đối tượng

• Đồ thị thể hiện sự thay đổi

• Hiển thị alarm và event của hê thống sản xuất

OEE cho các đối tượng sản xuất

OEE được tính toán theo công thức (Availability)*(Performance)*(Quality) OEE chia nhỏ hiệu suất của dây chuyền sản xuất thành ba đối tượng để quan sát: Availability, Performance, Quality Mỗi đối tượng là một điểm để quan sát quy trình sản xuất để có thể nâng cao năng suất hoạt động sản xuất

Hệ thống sẽ cung cấp giải pháp thể hiện chỉ số OEE và có thể quan sát dưới dạng web với một số tính năng chính:

• Quan sát hoạt động theo thời gian thực

• Truy tìm hoạt động lấy mẫu

• Nâng cao hoạt động sản xuất vận hành

• Quản lý downtime và nguyên nhân dẫn tới lỗi

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 27 of 83

• Báo cáo

Hình 2-4: Mẫu báo cáo hoạt động sản xuất

Lên kế hoạch sản xuất

Hệ thống sẽ cung cấp giải pháp để lên kê hoạch sản xuất, đồng thời dựa vào đó

có thể truy tìm dấu vết của hoạt động sản xuất Điều đó sẽ tiết kiệm rất nhiều thời gian nhập dữ liệu cho sản xuất

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 28 of 83

Để tiết kiệm thời gian xử lý các lệnh sản xuất từ hệ thống ERP, chương trình sẽ

hỗ trợ kết nối với hệ thống ERP để nhận lệnh sản xuất và xử lý thông tin để thực thi lệnh sản xuất đó

Hình 2-5: Kêt nối MES với hệ thống ERP

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 29 of 83

GIỚI THIỆU PHẦN MỀM WONDERWARE VÀ CÔNG THỨC TÍNH OEE

3.1 Wonderware System Platform

Hệ thống Platform

Wonderware System Platform là một phần mềm nền tảng công nghiệp được xây dựng từ công nghệ Archestra của Wonderware System Platform bao gồm nhiều tác vụ làm việc với nhau và đưa ra các kiểu dữ liệu để quản lý quá trình điều khiển dây chuyền sản xuất và quản lý thông tin cần thiết trong sản xuất Hệ thống System Platform hỗ trợ

cả 2 lớp: tầng quản lý công nghiệp và hệ thống hoạch định sản xuất (MES)

Tất cả các module đều nằm trên nền tảng của System Platform Wonderware và các nhà tích hợp khác sẽ phát triển các ứng dụng chạy trên nền services của System Platform

Hình 3-1: Các services chính được cung cấp bỡi System Platform

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 30 of 83

Hệ thống Platform và các tính năng

Wonderware System Platform được cấu thành từ nhiều phần mềm, bao gồm:

• Application Server: ứng dụng này được dùng trong các hệ thống lớn, có khả năng đáp ứng dữ liệu theo real-time, quản lý các alarm và event trong hệ thống, bảo mật một cách đồng nhất, triển khai hệ thống từ xa và thân thiện với người dùng

• Historian: Dạng cơ sở dữ liệu cho những chuỗi dữ liệu theo thời gian được tối ưu hóa trong nhà máy

• Information server: có thể quan sát thông qua Internet/Intranet

• Device Intergration Products: bao gồm như máy chủ I/O, máy chủ DA, và các đối tượng DI Wonderware cung cấp hơn 1000 drivers để hỗ trợ giáo tiếp dữ liệu của nhà sản xuất thứ ba, các phần mềm ứng dụng, và các bộ điều khiển của các nhà sản xuất khác

Các ứng dụng hỗ trợ của hệ thống System Platform: Bao gồm các phần mềm

hỗ trợ real-time trên máy tính và chạy giống như một thành phần của Archestra

• Intouch for System Platform: đó là một HMI để quan sát các đối tượng,

hệ thống

• Historian Client: là một phần mềm để hỗ trợ xem đồ thị và phân tích Nó

là một phần mềm hỗ trợ cho Historian và có thể nhúng lên giao diện Intouch thông qua khối điều khiển hỗ trợ ActiveX và Net Control Phần mềm bao gồm:

o Hỗ trợ các lệnh truy vấn SQL

o Hỗ trợ các tiện ích để có thể truy xuất dự liệu trên Excel

o Hỗ trợ đồ thị

o Báo cáo sản xuất một các tự động thông qua Word

• Reporting Client Acess Licenses (CALs): cho Information Server, dùng

để chia sẻ thông tin và báo cáo thông qua Web Phần mềm có khả năng tích hợp lên Intouch thông qua Active X và NET

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 31 of 83

Hình 3-2: Những khối chức năng chính của System Platform

Archestra

Công nghệ Archestra là một hệ thống mở và có tính mở rộng của những bộ đối tượng cấu thành dựa trên thiết kế phân tán và hướng đối tượng Dựa trên công nghệ của Microsoft và đòn bẩy Microsoft Net, Archestra cung cấp bộ công cụ cho quá trình xây dựng giải pháp quản lý vận hành sản xuất Hơn nữa, thay vì phải phát triển lập trình các ứng dụng, họ cho phép nhúng các đối tượng phần mềm khác để giảm thời gian lập trình

Bản chất của Archestra là một nhóm các service chạy ngầm trên máy tính khi phần mềm được cài đặt Trong những service này, phần quan trọng nhất là aaBootstrap.exe service Bootstrap quản lý tất cả các lớp giao tiếp giữa tất cả các máy tính đang chạy bootstrap

Archestra Framwork hỗ trợ các service cốt lỗi phù hợp với các yêu cầu trong các

hệ thống sản xuất khác nhau

Những service cốt lỗi của Archestra:

• Tích hợp môi trường phát triển (IDE)

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 32 of 83

• Quản lý phiên bản

• Quản lý giấy phép và triển khai một cách tập trung

• Hệ thống chuẩn đoán và hệ thống quản trị

• Quốc tế hóa

• Giám sát dữ liễu

• Hỗ trợ lập trình theo các dạng event, script và tính toán

• Quản lý alarm, event, lịch sử và bảo mật

• Tích hợp các dạng giao tiếp với dữ liệu thu nhận và các thiết bị sản xuất

• Báo cáo

• Hỗ trợ giao tiếp tương tác và tên service

• Hỗ trợ các chuẩn giao tiếp trong công nghiệp, như OPC và SQL

3.2 Tổng quan về Application Server

Kiến trúc của Archestra

Archestra Framework bao gồm những cấu hình server và cách triển khai các bộ phận của Archestra Trong System Platform, những thành phần hợp thành bao gồm nơi chứa đựng những đối tượng tập trung gọi là Galaxy Repository, một môi trường để phát triển các đối tượng, nơi chứa dữ liệu, triển khai các đối tượng sử dụng Bootstrap service,

và Web server để truy trập, quan sát và quản lý các đối tượng bằng Internet Wonderware Development Studio là một môi trường phát triển để xây dựng các ứng dụng, bao gồm công cụ hình ảnh, các biểu tượng trong công nghiệp, và các hàm chức năng bao gồm những đoạn code trong các ứng dụng Các thành phần cấu thành theo thời gian thực đã được triển khai và quản lý một cách tập trung bao gồm các cơ sở hạ tầng cốt lõi của máy tính được gọi là Platform, các phần mềm ứng dụng gọi là Engines, và các framework liên quan tới các hàm chức năng gọi là Objects

Archestra cung cấp các hàm chính để thiết kế, xây dựng đối tượng mà không cần phải yêu cần hiểu biết về lập trình Có thể nhúng các ứng dụng mở rộng trực tiếp đến cấu trúc mở rộng của Archestra và đồng thời cho người sử dụng thiết kế và tái sử dụng lại những đối tượng đã được tích hợp Các thành phần của cơ sở hạ tầng phần mềm bao gồm:

• Thiết kế mở rộng và môi trường phát triển

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 33 of 83

• Triển khai, code theo kịch bản và các service tính toán

• Cảnh báo và các sự kiện cho các hệ thống phụ

• Xây dựng hệ thống phân táng để đáp ứng khả năng mở rộng

• Tương thích với nhiều loại thiết bị

• Bảo mật

• Quản lý giấy phép tập trung

• Hệ thống chuẩn đoán và hệ thống quản trị

• Quốc tế hóa các đối tượng và các ứng dụng

• Hỗ trợ GUI tương tác

Mô hình tự dộng hóa dạng tháp trong nhà máy

Archetsr hỗ trợ tất cả các lớp trong mô hình chuẩn công nghiệp Đó là những lớp

cơ bản trong công nghiệp gồm: tầng giám sát, tần sản xuất và tầng hoạch định sản xuất

Mô hình tự động hóa dạng tháp trong công nghiệp được thể hiện bằng những điểm Nó thể hiện sự bao phủ tất các lớp của Archestra trong môi trường sản xuất

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 34 of 83

Hình 3-3:Mô hình dạng tháp của hệ thống Wonderware

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 35 of 83

Application Server

Wonderware Application Server là một phần mềm ứng dụng, cho phép người dùng cấu hình các đoạn script, trực quan, lưu lại lịch sử, cảnh báo, tài liệu tham khảo, bảo mật cho hệ thống System Platform Nó cung cấp môi trường trực quan, lịch sử nhà máy, giao tiếp giữa các thiết bị, và tích hợp tự động hóa với các ứng dụng khác

Những đặc điểm nổi của Application Server

• Tích hợp Net Framwork vào môi trường tự động hóa

• Dựa trên một đối tượng trong ứng dụng

• Một mạng lưới toàn cầu

• Cấu hình và bảo mật tập trung

• Nhiều người dùng có thể phát triển trên môi trường phát triển

• Dựa trên một thành phần cấu thành cho một nhà máy trong mô đun ứng dụng

• Mở rộng bảo trì và chuẩn đoán hệ thống

Galaxy là gì?

Galaxy là tên của một ứng dụng của Application Server, chứa đựng cấu hình và

dữ liệu của một dự án tạo ra Một hay nhiều mạng lưới giao tiếp cùng tồn tại trong một Galaxy Nó định nghĩa các namespace, nơi mà tất các thành phần và các đối tượng cùng chứa đựng trong một hệ thống chịu ảnh hưởng của một chính sách

Một Galaxy có hai dạng: Cấu hình và runtime Phần cấu hình chứa cơ sở dữ liệu

và các tập tin cấu trúc Một máy tính chứa hai dạng trên được gọi là Galaxy Repository (GR) Nó là máy tính đơn chứa tất cả dữ liệu của Galaxy Chỉ có một GR trên một hệ thống Nó không cần thiết được online nới hệ thống đang hoạt động và nó chỉ cần thiết lúc thay đổi cấu hình

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 36 of 83

Hình 3-4:Các thành phần của Galaxy

3.3 Mô hình triển khai của Wonderware

Mô hình triển khai của Wonderware

Hình sau miêu ta công nghệ của Wonderare về mô hình triển khai

Hình 3-5: Mô hình triển khai của Wonderware

HVTH: Dương Lâm Phương Trang: 37 of 83

Bảng 3-1: Bảng mô tả mô hình triển trai của Wonderware

Thành phần Hàm chức năng Miêu tả

Application

Object

Server

N/A Là một ứng dụng server của hệ thống

Giao tiếp với các hệ thống con để cho phép SCADA HMI giám sát và điều khiển các thiết bị của hệ thống con

Giao tiếp các hệ thống con để nhận alarm, event và thông báo đến SCADA HMI

N/A Chứa những cấu hình của dữ án

Cung cấp môi trường phát triển (Development Environment - IDE) để quản lý cấu hình các dự án và để triển khai

Database &

Historian

Server

N/A Chứa cấu hình dữ liệu hệ thống, dữ liệu lịch

sử, alarm, event của hệ thống

Visualization

Node

N/A Cung cấp hình ảnh để ngưởi dùng có thể

tương tác giám sát/ điều khiển các hệ thống con và nhận alarm, event được thông báo từ các hệ thống con

Subsystem

Servers

N/A Các server từ các hệ thống con, đối tượng

mà hệ thống SCADA cần giao tiếp để giám sát và điều khiển

Chế độ xem triển khai của Wonderware – Wonderware Deployment view

Chế độ này dùng để xem các đối tượng vật lý phân bố trên Platform đó là các Area và AppEngine

Đó là cách xem các ứng dụng dàn trải trong nguồn máy tính