MES/MOM ir ERP integracija su Tederic wtryskarkomis - skaitinė gamykla 2025

Įvadas į MES/MOM integraciją

Vartiklių presų integracija su sistemomis MES/MOM ir ERP nebėra didelių koncernų prabanga.

Reikalavimai 2025 m.:

• Atsekamumas
• Ataskaitų teikimas ESG
• Pristatymo laiko sutrumpinimas

Šie reikalavimai verčia net vidutines įmones matyti gamybos duomenis realiuoju laiku.

OT-IT integracijos diegimo rezultatai (ARC Advisory Group):

• +18% OEE
• -22% reagavimo į skundus laikas

Plastikų perdirbimo pramonėje šie skaičiai dar didesni, nes sudėtingos formos ir trumpos serijos reikalauja greitų sprendimų.

Integruojant Tederic Smart Monitoring su MES/MOM sluoksniu, galima sujungti duomenis iš mašinų, robotų, temperatūrinių sistemų, žaliavų sandėlių ir kokybės kontrolės į vieną verslo logiką. Efektas? Gamybos stebėjimas be „bėgimo po salę“, automatinės ataskaitos automobilių ar medicinos klientams bei galimybė optimizuoti planą taip, kad maksimaliai išnaudotumėte kritinių formų prieinamumą. Šis vadovas rodo žingsnis po žingsnio, kaip suprojektuoti integracijos architektūrą, parinkti komunikacijos standartus ir valdyti kibernetinį saugumą.

Verta prisiminti, kad gerai integruota sistema yra ne tik darbo komfortas, bet ir apčiuopiama kaštų redukcija. OT sluoksnio su ERP sujungimas gali panaikinti dešimtis skaičiuoklių, sumažinti klaidų gamybos ataskaitose skaičių 90% ir supaprastinti formų nusidėvėjimo apskaitą. Taip pat didėja skaidrumas bendradarbiaujant su komponentų tiekėjais – daugelis OEM klientų šiandien reikalauja duomenų prieigos per tiekimo grandinės portalus. Be veiksmingos integracijos tai praktiškai neįmanoma.

Kas yra MES/MOM vartikliams?

MES (Manufacturing Execution System) ir MOM (Manufacturing Operations Management) yra sistemos, kurios užpildo spragą tarp ERP planavimo ir mašinų valdymo. Jos atsako už užsakymų grafiką, formų paskirstymą, pažangos stebėjimą, kokybės kontrolę, traceability partijų medžiagų ir KPI ataskaitų teikimą. Vartiklių presų gamykloje MES integruoja vartiklius, aušinimo sistemas, periferinius robotus, montavimo vietas ir kokybės laboratoriją, sukurdama vientisą gamybos vaizdą.

Pagrindinis MES pranašumas, palyginti su klasikiniu SCADA , yra verslo kontekstas. Sistema žino, kuris užsakymas vykdomas, kokios tolerancijos galioja, kokios žaliavos buvo išduotos ir kiek laiko liko iki siuntos termino. Dėl to ji gali automatiškai reaguoti: perduoti operatoriui instrukciją per terminalą, siųsti perspėjimą planuotojui esant našumo sumažėjimui ar net pasiūlyti pakeisti užsakymų eilę. MOM šią logiką praplečia išteklių, kompetencijų ir kokybės procedūrų valdymu, ko reikalaujama atliekant IATF 16949 ar ISO 13485 auditus.

Praktikoje MES tampa bendradarbiavimo tarp skyrių platforma. Technologas įrašo receptūrą, kokybės skyrius prideda kontrolės planą, eksploatacijos tarnyba suplanuoja patikras, o logistika mato medžiagų statusą. Viskas vyksta vienoje aplinkoje, pašalinant „duomenų salas“. Integracija su ERP užtikrina partijų numeracijos nuoseklumą ir automatinį kaštų įskaitymą, kas žymiai supaprastina projektų ir preliminarių sutarčių atsiskaitymus.

Komunikacijos standartų istorija

Pirmieji bandymai automatiškai nuskaityti duomenis iš vartiklių presų siekia 90-ųjų metų, kai gamintojai naudojo uždarus, savo protokolus. 2000 m. atsirado standartas Euromap 63 , apibrėžiantis duomenų mainus per serijinę sąsają. Nors ribotas, jis leido kurti pirmąsias ataskaitas apie ciklus ir įspėjimus. Revoliucija įvyko po 2016 m., kai „Euromap“ pristatė Euromap 77 , paremtą OPC-UA , taigi atitinkančią „Plug&Produce“ idėją. Nuo to momento mašinos galėjo būti jungiamos su MES be specialių tvarkyklių, o duomenys turėjo vieningą semantinį aprašą.

Lygiagrečiai vystėsi atviri standartai:

• OPC-UA
• MQTT Sparkplug
• REST

Tiekėjai MES pradėjo kurti jungtis, kurios per kelias minutes gali prijungti naują vartiklį presą, įkeldami kintamųjų sąrašą be rankinio susiejimo.

„Euromap“ profiliai:

• Euromap 83 - temperavimas
• Euromap 84 - robotai
• Euromap 85 - karšto srauto sistema
• Euromap 86 - energijos valdymas

Šie profiliai išplečia integraciją visai darbo vietai. Tai svarbu, nes traceability nesibaigia mašina – apima visus įrenginius, kurie turi įtakos detalės kokybei.

Pastarieji dveji metai atnešė paslaugų, paremtų 5G ir edge computing , populiarumą. Standartai OPC-UA Pub/Sub ir MQTT leidžia tiekti duomenis į įmonės debesiją su milisekundės delsa, išlaikant tinklo OT saugumą. Dėl to įmonės kuria centrinę palaikymo komandą, kuri iš vienos vietos stebi mašinų parkus keliuose šalyse. Tai padidina proceso standartizaciją ir palengvina globalius optimizavimo projektus.

Integracijos architektūrų tipai

Iš įgyvendinimo praktikos išskiriamos trys pagrindinės architektūrų rūšys:

• Integracija taškas-į-tašką – MES komunikuoja tiesiogiai su kiekvienu vartikliu presu arba valdikliu. Paprasta, tačiau sunkiai prižiūrima esant didesniam įrenginių skaičiui.
• Integracija per tarpinį sluoksnį (Edge/Middleware) – duomenys iš mašinų patenka į „edge“ serverį, kur jie filtruojami, standartizuojami ir tik tada siunčiami į MES/ERP Dažniausiai naudojama architektūra 2025 m.
• Debesijos integracija – vartikliai presai siunčia duomenis į debesijos platformą (pvz., Tederic Smart Monitoring Cloud), o ši pateikia API sąsajas MES/MOM. Tinka organizacijoms su keliais gamyklų padaliniais.

Architektūros pasirinkimas priklauso nuo mašinų skaičiaus, saugumo reikalavimų, IT kompetencijų prieinamumo ir to, ar įmonė planuoja naudoti bendrus valdymo skydus kapitalo grupei. Taip pat svarbu nustatyti, kurie sprendimai bus priimami automatiškai (pvz., mašinos blokavimas aptikus nekokybišką partiją), o kurie bus palikti operatoriams.

Integracija su Euromap 63

Euromap 63 vis dar sutinkamas senesnėse mašinose. Jis paremtas RS232/RS485 komunikacija ir paprastais telegramais, apibūdinančiais mašinos būseną, ciklų skaičių, temperatūras, įspėjimus. Nors ribotas, gali būti vienintelė galimybė modernizuojant parką. Geru sprendimu yra serial-to-Ethernet konverterių ir adapterių naudojimas, kurie išverčia duomenis į OPC-UA protokolą. Tederic siūlo paruoštas „gateway“ sistemas, kurios užtikrina ne tik duomenų vertimą, bet ir jų buferizavimą, jei prarandamas ryšys su MES.

„Euromap 63“ įgyvendinimą verta papildomai aprūpinti jutikliais ir medžiagų partijų registravimu. Galima, pavyzdžiui, integruoti big-bag svorį su MES terminalu, kad kiekvienas žaliavos pakeitimas būtų automatiškai užfiksuotas. Nepaisant apribojimų, šis standartas vis tiek užtikrina pagrindinį traceability ir gali tiekti duomenis OEE ataskaitoms.

Išsamesniuose projektuose naudojama hibridinė sistema: pagrindiniai parametrai gaunami iš „Euromap 63“, o kokybės duomenys (formos temperatūros, aušinimo srautai) patenka per papildomus IO-Link modulius. Šis požiūris leidžia palaipsniui modernizuoti nekeičiant visos mašinos ir paruošia pagrindą vėlesniam Euromap 77 įgyvendinimui.

Integracija Euromap 77 ir OPC-UA

Euromap 77 šiuo metu yra auksinis standartas vartiklių presų su OPC-UA . Jis pateikia pilną kintamųjų sąrašą: ciklų statusus, profilių parametrus, perspėjimus, receptūras, darbo valandų skaitiklius. Dėl to MES gali automatiškai gauti užduočių sąrašą ir išsiųsti receptūras į mašinas kartu su neleidžiamų pakeitimų blokavimu.

Euromap 77 darbo eiga:

1. ERP siunčia užsakymą
2. MES perduoda parametrus (forma ir medžiaga)
3. Controller Tederic vykdo užduotį
4. Grįžtamieji duomenys į MES
5. Ataskaitavimas į ERP

Operatorius tik patvirtina pasirengimą ir pradeda gamybą.

Euromap 77 taip pat apima saugumo mechanizmus, įskaitant šifravimą OPC-UA ir naudotojų autorizaciją. Verta aktyvuoti roles ir vesti auditų žurnalus – tai svarbu klientų auditų metu. Dėl semantinio modelio integratoriai neturi rašyti specialių mapavimų; sistema pati atpažįsta, kurie kintamieji atsakingi už temperatūrą, slėgį ar skaitiklius.

Euromap 77 plėtinys yra 83 ir 84 profiliai. Jie leidžia į vieną duomenų srautą įtraukti termostatą, šaldytuvą, robotą, kuris išima detales, ir vaizdo sistemą. MES gauna pilną lizdo vaizdą, todėl žino, ar prastova kyla dėl aušinimo laukimo, ar dėl robotų klaidos. Dėl to OEE analizės yra tikslesnės, o tobulinimo veiksmai nukreipiami būtent ten, kur yra siauroji vieta.

API, middleware ir debesis

Vis dažniau įmonės sujungia vartiklius presus per middleware platformą. Tai gali būti specialus edge serveris (pvz., pramoninis kompiuteris su Docker ), kuris paleidžia konteinerius: OPC-UA kolektorių, MQTT brokerį, laiko duomenų bazę ir API programėlę. Privalumai – greitas mastelio keitimas, AI analitikos galimybė ir OT bei IT tinklų atskyrimas. Multi-scenario atveju edge duomenys patenka į įmonės debesį, kur centrinis skyrius analizuoja KPI ir planuoja priežiūrą.

API taip pat yra labai svarbūs integracijai su ERP. Šiuolaikiniuose diegimuose duomenys apie užsakymo įvykdymą nebeteikiami per CSV failus, o per REST/GraphQL . Dėl to gamybos patvirtinimas, žaliavų suvartojimas, atmetimai ir kokybės statusas ERP sistemoje atsiranda iškart po ciklo pabaigos. Įmonės, naudojančios SAP S/4HANA, IFS Cloud ar Microsoft Dynamics 365 , gali konfigūruoti srautus Power Platform , taip sutrumpindami kūrimo laiką.

Sprendimo struktūra ir pagrindiniai elementai

Visa integracija apima penkis pagrindinius elementus: OT lygmenį (mašinos, valdikliai, jutikliai), edge/middleware lygmenį, MES/MOM lygmenį, ERP sistemą ir analitikos ir ataskaitų sritį_ . Kiekvienas elementas turi būti projektuojamas galvojant apie mastelio keitimą ir saugumą. Pavyzdžiui: edge lygmenyje naudojame redundantinius serverius su RAID ir UPS; MES apibrėžiame standartines perkonfigūravimo darbo eigas; ERP kuriame medžiagų ir formų indeksų žodyną; o BI kuriame KPI valdymo skydus, prieinamus vadovybei.

Projekto etape verta nubraižyti duomenų srautų žemėlapį: iš kur jie išeina, kur yra buferiuojami, kas juos vartoja ir kokius sprendimus priima. Tai padeda išvengti logikos dubliavimo, pavyzdžiui, OEE skaičiavimo keliuose vietose. Gera praktika – įvesti vieną „tiesos šaltinį“ kiekvienam KPI – dažnai tai yra MES duomenų bazė, kuri vėliau pateikia agregatus į duomenų saugyklą.

OT lygmuo ir mašinų jungtys

Šiame lygmenyje svarbiausi yra vartiklių presų Tederic, robotų, termostatų, šaldytuvų ir padavėjų valdikliai. Kiekvienas įrenginys turėtų būti aprūpintas sertifikuota OPC-UA/Euromap sąsaja. Senesnėse mašinose naudojamos retrofitinės vartų sistemos, kurios renka analoginius ir skaitmeninius signalus, pateikdamos juos kaip OPC tagus. Taip pat svarbu užtikrinti energijos kokybę – be stabilaus maitinimo ir Ethernet tinklo integracija generuos klaidingus perspėjimus.

Prieš diegiant reikia atlikti kabelių auditą, patikrinti ekranavimą ir žemėjimą, taip pat parengti IP adresavimo planą. Vis dažniau naudojama VLAN segmentacija (pvz., robotų atskyrimas nuo kokybės sistemų) ir laiko sinchronizacijos protokolai (PTP), kad ataskaitos ir matavimo duomenys turėtų vienodą laiko žymą.

Warstwa IT, MES/MOM ir ERP

Warstwa IT apima MES serverius, duomenų bazes, žiniatinklio programas, ataskaitų modulius bei integracijas su ERP. Pagrindinės MES/MOM funkcijos vartiklių presų gamykloje yra: užsakymų valdymas, formų planavimas, eDHR (Electronic Device History Record), andon/aliarmų sistema, SPC kontrolė, medžiagos partijų sekimas bei operatorių darbo laiko registravimas. ERP atsako už paklausos planą, medžiagų užsakymus, finansus ir gamybos apskaitą. Integracija leidžia automatizuoti duomenų cirkuliaciją nuo užsakymo priėmimo iki išsiuntimo.

Šiuolaikiniai MES siūlo low-code modulius, kuriuose galima konfigūruoti kokybės kontrolės formas, BSA (darbo saugos ir sveikatos) patikros sąrašus, perkonfigūravimo instrukcijas. Dėl to technologai patys gali keisti procesus neįtraukdami programuotojų. Taip pat verta atkreipti dėmesį į galimybę dirbti neprisijungus – jei ryšys su ERP nutrūksta, MES turėtų toliau kaupti duomenis ir juos sinchronizuoti atsistačius ryšiui.

Neatsiejama architektūros dalis yra duomenų saugykla arba lakehouse, kuri kaupia gamybos istoriją. Ten patenka duomenys iš MES, ERP, LIMS, CMMS bei finansų. Remiantis šiais duomenimis kuriamos valdymo ataskaitos, kaštų analizės, paklausos prognozės ir ESG valdymo skydai. Vis dažniau naudojami duomenų valdymo (data governance) įrankiai, kurie užtikrina duomenų kokybę ir atitiktį RODO.

Pagrindiniai techniniai parametrai

Projektuojant integraciją reikia nustatyti: duomenų nuskaitymo dažnį (kritiniams parametrams ≤1 s), leistinus perdavimo delsimus (pvz., aliarmams 2 s , KPI 60 s ), sistemos prieinamumą (SLA 99,5% arba daugiau) bei duomenų saugojimo laikotarpį (dažnai 3-5 lat pilnų procesų + archyvas). Svarbūs ir verslo rodikliai: OEE, MTTR, perkonfigūravimo laikas, traceability completeness (procentas užsakymų su pilnu duomenų pėdsaku) bei ataskaitų rengimo laikas ESG.

Būtina atkreipti dėmesį į kibernetinį saugumą. Standartai IEC 62443 ir ISO 27001 rekomenduoja tinklų izoliaciją, daugialypę autorizaciją, programinės įrangos atnaujinimus bei SOC monitoringą. Integruojant su debesimi reikia pasirūpinti VPN šifravimu, slaptažodžių politika ir prieigos kontrole pagal vaidmenis. Daugelyje projektų taip pat naudojami receptūrų ir kokybės protokolų skaitmeniniai parašai, kurie apsaugo nuo duomenų klastojimo.

Įdiegimą verta papildyti minkštaisiais rodikliais: operatorių, prisijungiančių prie MES, procentas, atsako į alertą laikas, darbo eigos modifikacijų skaičius. Jie padeda valdyti pokyčius ir įvertinti, ar personalas iš tiesų naudoja naujus įrankius. Jei rodikliai nukrypsta nuo plano, reikia papildomai apmokyti arba supaprastinti sąsajas.

Pritaikymai ir verslo scenarijai

MES/MOM ir ERP integracija atveria dešimtis scenarijų:

• Automatinė gamybos ataskaita – po kiekvieno ciklo sistema įrašo detalių skaičių, laužą, ciklo laiką ir energijos suvartojimą.
• Partijos sekamumas – MES kiekvieną granulės ritę priskiria konkrečiam užsakymui, kas palengvina reklamacijas.
• Dinaminis planavimas – planas perskaičiuojamas remiantis faktine pažanga, formų prieinamumu ir operatorių grafikais.
• Integracija su kokybės laboratorija – matavimų CMM ar funkcinių testų rezultatai automatiškai patenka į eDHR.
• Energijos valdymas – duomenys apie kWh suvartojimą detalei patenka į ESG modulį, kas palaiko CSRD ataskaitų rengimą.
• Prognozinė priežiūra – įvykiai iš mašinų automatiškai sukuria pranešimus CMMS sistemoje kartu su parametrų istorija.

Praktikoje tipinė automobilių pramonės įmonė, kuri integruoja 20 vartiklių presų Tederic DE su MES ir SAP, pasiekia: perkonfigūravimo laiko sutrumpinimą 12% , defektų sumažinimą 1,8 proc. , pilną partijų identifikabilumą PPAP 3 lygyje bei pasiruošimo auditui laiko sutrumpinimą nuo savaitės iki vienos dienos. Medicinos įmonės vertina galimybę vesti elektronines DHR korteles ir automatiškai stabdyti gamybą, jei SPC rezultatai viršija limitus.

Vis populiaresnis scenarijus yra integracija su klientų platformomis. OEM gali pateikti API sąsają, į kurią tiekėjas realiu laiku siunčia užsakymo statusą ir kokybės duomenis. Dėl tiekimo grandinė tampa skaidri, o tiekėjas gauna greitą grįžtamąjį ryšį apie prognozių pokyčius. Taigi vidinė integracija tampa vartais į prestižines tiekimo programas.

Kaip pasirinkti integracijos strategiją?

Pagrindiniai klausimai: kokius KPI norime pagerinti? kokius reglamentus turime įvykdyti? kaip atrodo dabartinė IT/OT infrastruktūra? Remiantis šia informacija, sukuriame prioritetų žemėlapį ir nusprendžiame, ar pradedame nuo vienos linijos (pilotinio projekto), ar iš karto integruojame visą gamyklą. Verta pritaikyti Value Stream Mapping metodą, kad būtų galima nustatyti informacijos praradimo vietas, o tada parinkti MES modulius, kurie suteiks greičiausią investicijų grąžą.

Rinkdamiesi tiekėją, atkreipkite dėmesį į: Euromap/OPC-UA palaikymą, paruoštus ERP jungiamuosius modulius, darbo eigų konfigūravimo galimybę, licencijavimą (prekybinė vs. nuolatinė), 24/7 aptarnavimo prieinamumą ir pramonės rekomendacijas. Nebūtina keisti visos sistemos – kartais pakanka esamą SCADA sistemą papildyti MES moduliu, kad būtų patenkinti klientų lūkesčiai. Ilgalaikę strategiją verta grindžiama technologijų kelio planu, kuriame numatytas skaitmeninių dvynių, AI kokybės kontrolei ir ESG ataskaitų diegimas. Integracija turėtų būti pakankamai lanksti, kad galėtų aptarnauti šiuos projektus be brangios pagrindų pertvarkos.

Priežiūra ir valdymas pokyčių

Integracija yra gyvas procesas. Ji reikalauja tiek įrangos, tiek kompetencijų priežiūros. Geriausia praktika – sukurti OT/IT komandą, kuri stebėtų jungiamųjų modulių veikimą, atnaujintų Euromap/OPC versijas, rūpintųsi atsarginėmis kopijomis ir reaguotų į incidentus. Grafike reikėtų numatyti nelaimių atkūrimo testus, personalo pratybas ir periodinius konfigūracijos, vaidmenų bei leidimų patikrinimus.

Negalima pamiršti žmogiškojo faktoriaus. Kiekvienas integracijos projektas turėtų apimti mokymų programą: operatoriams (terminalų su MES valdymas, reagavimas į įspėjimus), technologams (duomenų analizė ir receptūrų kūrimas), planuotojams (užsakymų eilių valdymas) ir kokybės skyriui (ataskaitų generavimas). Taip pat verta įdiegti pasiūlymų tobulinimui sistemą – gamybininkai geriausiai žino, kuriuos formularius galima supaprastinti, o kuriuos duomenis verta pridėti. Be to, reikėtų pasirūpinti komunikacija – reguliarūs susitikimai padeda išryškinti diegimo kliūtis ir išlaikyti darbuotojų įsitraukimą.

Apibendrinimas

Tederic vartiklių presų integracija su MES/MOM ir ERP yra skaitmeninės gamyklos pagrindas. Užtikrina visišką proceso matomumą, leidžia patenkinti klientų reikalavimus ir normas, o taip pat atveria kelią pažangiai analitikai, skaitmeniniams dvyniams ir AI. Raktas į sėkmę – gerai suprojektuota architektūra, laipsniškas diegimas ir nuoseklus pokyčių valdymas. Dėl to net vidutinė liejykla per kelis mėnesius gali pereiti nuo Excel lentelių prie visiškai automatizuoto duomenų srauto ir įgyti konkurencinį pranašumą reiklioje rinkoje.