Nền tảng MES và IoT là tương lai của quản lý hoạt động sản xuất

Không cần phải nói, năng suất và chất lượng sẽ không biến mất; nhưng trên thực tế, sự thành công ngày nay đòi hỏi hiệu quả và tính linh hoạt. Khi họ chuyển từ các thử nghiệm ban đầu sang triển khai quy mô lớn, các nhà sản xuất sẽ yêu cầu một cách tiếp cận mới để quản lý hoạt động sản xuất (MOM), đồng thời thách thức hệ sinh thái MES như chúng ta đã biết.

Tương lai của MES

Việc đổi mới nhanh chóng các sản phẩm và tăng cường cá nhân hóa đòi hỏi sự tích hợp chặt chẽ hơn giữa quản lý vòng đời sản phẩm (PLM) và các quy trình sản xuất. Luồng dữ liệu về sản phẩm liền mạch cho phép tăng tốc độ giới thiệu sản phẩm hoặc tăng khả năng tiết kiệm hàng tuần hoặc hàng tháng trong thời gian đổi mới sản phẩm hoặc dịch vụ.

Muốn thích ứng với nhu cầu thị trường biến động đòi hỏi các nhà máy có thể linh hoạt tăng lên hoặc giảm xuống hay thay đổi gần như ngay lập tức, đồng thời đảm bảo truy xuất nguồn gốc từ đầu đến cuối để tuân thủ hoạt động hoặc phục vụ lý do cho dịch vụ khách hàng. Vì tất cả những lý do này, vai trò của MES như “cánh tay phải” của ERP được củng cố, và hầu hết các nhà lãnh đạo trong ngành công nghiệp 4.0 vẫn coi nó là xương sống của các hoạt động sản xuất của họ.

Một mô hình mới

Trong khi nhận ra tầm quan trọng của một hệ thống lõi MES được thiết kế tốt, hầu hết các nhà sản xuất đều phải đối mặt với các vấn đề tương tự. Hầu hết các triển khai MES đã bắt đầu từ hơn một thập kỷ trước, khi khoảng cách IT/OT vẫn còn rộng và đòi hỏi rất nhiều hệ thống dây cứng. Kết quả là vẫn đảm bảo các hoạt động không bị gián đoạn khi thêm chức năng hoặc phát triển công cụ trong khi được gắn với chu kỳ phát hành hoặc nâng cấp trong nhiều năm. Thứ hai, phần lớn các giải pháp MES được thiết lập tại một thời điểm khi các mẫu tiêu chuẩn hiện hành làm cho các giải pháp phần mềm linh hoạt và có thể mở rộng, như trong đám mây hoặc một số dịch vụ vẫn còn trong giai đoạn nghiên cứu thử nghiệm.

Hai yêu cầu chính để quản lý hoạt động sản xuất:

1. Để giữ cho các hoạt động liên tục khi có những thay đổi phức tạp và nhanh chóng  kiểm soát vấn đề phát sinh, chúng cần có khả năng hiển thị từ đầu đến cuối, trên các ranh giới của các hệ thống. Để đưa ra quyết định đúng đắn, chúng ta không chỉ cần dữ liệu sản xuất thời gian thực, mà còn cần bối cảnh dữ liệu đến từ PLM hoặc ERP.
2. Để đối phó với tốc độ thay đổi ngày càng tăng, họ cần một kết cấu xương sống ổn định, nhưng cũng có khả năng linh hoạt mở rộng nó với các ứng dụng cụ thể mà cuối cùng sẽ làm phong phú thêm hệ thống cốt lõi.

Bên cạnh vai trò truyền thống của nó, MES cần cung cấp khả năng tích hợp, phân tích và phát triển ứng dụng linh hoạt và mạnh mẽ.

Vai trò của IoT

Lần đầu tiên được phát triển để kết nối các sản phẩm và cung cấp các dịch vụ mở rộng, các nền tảng IoT - như GE Predix, Siemens Mindsphere hoặc PTC Thingworx – được giới thiệu với khả năng trở thành một giải pháp tích hợp, thường dễ dàng truy cập trong đám mây. Nhiều nhà sản xuất sau đó đã chọn chúng để phát triển các giải pháp để khám phá tiềm năng của IoT và phân tích dữ liệu lớn nhằm tối ưu hóa hoạt động của họ.

Những doanh nghiệp khởi nghiệp nhỏ cũng thấy được cơ hội và sử dụng những nền tảng này để cung cấp các giải pháp đóng gói trong các lĩnh vực dự đoán bảo trì, quản lý hiệu suất tài sản và tối ưu hóa sản xuất. Cuối cùng, những người sử dụng dịch vụ đám mây lớn cũng đã bắt đầu cung cấp các khung ứng dụng IoT cụ thể để cung cấp tất cả các chức năng cơ bản, từ kết nối sàn cửa hàng đến máy học.

Phần lớn các khách hàng sản xuất mà chúng tôi tham gia đều ở cùng một thời điểm. Đồng thời với các khoản tiết kiệm có ý nghĩa, IoT có thể đem lại độ tin cậy cao, năng suất hoặc hiệu quả tổng thể của tài sản và thậm chí là dây chuyền sản xuất hoàn chỉnh. Ngoài ra, các dự án thí điểm này cũng thể hiện sự linh hoạt của các nền tảng IoT, cho phép họ rút ngắn đáng kể thời gian để phát triển các giải pháp điểm cho một loạt các thách thức trong hoạt động sản xuất. Tuy nhiên, điều này có thể dẫn đến sự gia tăng của các công nghệ không tương thích, đôi khi yêu cầu các CIO phải có quyết định để ngăn chặn sự thất thoát chi phí và đôi khi là các vấn đề an ninh.

Không chỉ riêng công nghệ

Các dự án thí điểm cũng đã xác nhận rằng I4.0 là một quá trình chuyển đổi sâu sắc hơn nhiều so với triển khai tự động hóa thông minh. Tối ưu hóa các hoạt động trên các nền tảng dựa trên dữ liệu, là một sự tiến hóa sâu sắc của văn hóa quản lý. Người quản lý sản xuất, sử dụng giá trị từ sự hiểu biết trực quan của mình về các hoạt động, phải chấp nhận rằng các dữ liệu phân tích sẽ hỗ trợ và nâng cao trực giác của họ và dần dần tự động hóa nó.

Nếu bạn tin rằng đây là một sự biến đổi tầm thường, trong chuyến thăm nhà máy tiếp theo của bạn, hãy kiểm tra xem bảng điều khiển sản xuất được triển khai gần đây có thực sự phản ánh thực tế của các tầng, lớp hệ thống tại nhà máy và liệu nó có được sử dụng để thúc đẩy sản xuất hay không. Nhưng trong một vài trường hợp hiếm hoi, người giám sát sẽ vẫn giải thích lý do tại sao anh ta vẫn cần bảng tính XL riêng của mình để điều khiển hoạt động và vận hành cuộc họp sản xuất hàng ngày một cách khá thuyết phục.

Nghiên cứu sâu hơn, bạn sẽ thấy mình có thể phải mất 6 tháng để phân tích được một số dữ liệu từ một vài thiết bị cảm biến và việc tự động hóa giải pháp cuối cùng cũng không thể thực hiện được vì chi phí và thời gian nó sẽ dựa trên bối cảnh IT/OT hiện có.

Nền tảng MES trong tương lai

Trong các ngành công nghiệp, các CIO đang xem xét một tương lai nơi mà các nền tảng MES và IoT sẽ được triển khai song song và tích hợp theo thời gian thành một nền tảng linh hoạt và có khả năng mở rộng có thể hỗ trợ chiến lược I4.0 của họ trong thập kỷ tới.

Trong khi trạng thái ban đầu của các công ty là khá khác nhau, thì hướng phát triển chung là khá giống nhau. Đầu tiên, nền tảng MES hướng tới những phát triển cụ thể và triển khai một hệ thống cốt lõi được sắp xếp một cách hợp lý, tập trung vào khía cạnh thủ tục của các hoạt động, tích hợp chặt chẽ với ERP, bao gồm các yêu cầu báo cáo tiêu chuẩn và quy định. Hướng phát triển chung hướng tới sự cởi mở hơn, dựa trên các tiêu chuẩn đám mây, các hệ thống MES cũng sẽ trở nên dễ dàng hơn để tích hợp vào các kiến ​​trúc hiện đại. Thứ hai, tận dụng nền tảng IoT để phát triển các ứng dụng giám sát và tối ưu hóa hiệu suất đòi hỏi sự tiến hóa liên tục và vòng đời nhanh hơn nhiều. Nền tảng này được sử dụng để hiểu, giải quyết các vấn đề một cách chính xác, sao cho giải pháp đảm bảo điều kiện để đưa vào các yêu cầu cho bản phát hành MES tiếp theo.

Khi được hỗ trợ bởi các khoản đầu tư phù hợp để phát triển các kỹ năng mới được đề cập ở trên, việc triển khai nền tảng IoT sau đó có thể tăng tốc đáng kể chuyển đổi I4.0. Phát triển các mẫu kiến ​​trúc cho phép tích hợp liền mạch giữa các triển khai MES có sẵn và các ứng dụng phân tích dựa trên nền tảng là một trục chính của sự đổi mới cùng với các khách hàng hàng đầu. Tin vui là những mẫu tương tự mà chúng tôi đã triển khai thành công ở các doanh nghiệp thông qua các gói CRM.

Các đội ngũ kỹ sư quy trình, nhà khoa học dữ liệu và kiến ​​trúc sư đám mây đa ngành đang khám phá các khả năng hoạt động độc lập của một ứng dụng tại một thời điểm, tận dụng sức mạnh của công nghệ đám mây. Trong một tương lai không xa, khái niệm về Cửa hàng ứng dụng sản xuất có thể rất thực tế.