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制造集成平台MIP(下)

2022/6/20    来源:MPDV中国    作者:曹海勇博士      
关键字:MIP  ViPR  CAS  
有了MIP,应用程序的提供者可以选择在一个开放的平台上提供他们的专业知识,而不是局限于一个单独的、自成一体的和专有的孤立的解决方案。
       制造集成平台MIP建立在生产数字图像MBO(Manufacturing Business Object)的基础上。其核心是生产数字孪生:描述现实世界的生产对象的数据图像,以及它们的互动所产生的动态。这些都是数据以结构化的形式存储和在虚拟生产现实ViPR中管理,从而形成整个生产运行的数字图像。MIP通过不同的服务允许用户或开发者使用或构建生产的数字图像。这些服务包括:内容访问服务CAS,用户管理UMS,车间连接服务SCS,全局安全服务GSS或企业连接服务ECS。限于篇幅,本文主要描述MIP的特色ViPR和CAS。

虚拟生产现实ViPR

       虚拟生产现实(ViPR-Virtual Production Reality)是MIP平台的核心,生产的数字孪生体,并提供其运行环境。

       ViPR包含了物理世界的物体的数据图像,如机器、材料和人。ViPR还包含虚拟对象,如订单和资格。ViPR中对物体的语义描述,包括意义、属性和相互之间的关系,保证了不同供应商的mApps的互操作性。这意味着,内部开发的应用程序可以与购买的应用程序共存。

生产虚拟现实

生产虚拟现实

图1 生产虚拟现实

       ViPR描述了MBO之间的互动关系,如图1所示:工单由工序组成;工序安排在设备上、需要特定的工具;工序需要做检验需要量具和检验要求;工序加工某种产品需要指定的物料;物料需要存放在指定的缓存区;设备或工序需要特定资质和数量的工人。

       在一个动态的生产过程中,没有任何对象可以被孤立地看待。因为与该对象有关的每个动作都会影响或需要许多其他物理或虚拟对象。生产对象是复杂的、相互依赖的和有层次的结构。ViPR以7个类别描述MBO的信息来源和意义:资源模型、资源配置、运营需求、管理需求、在线监控、事件和结果。每个MBO可以被看作分布在几个类别中的数据联合体。我们以三个主要MBO来说明ViPR:

       1.MBO订单

       订单是生产的核心对象之一。因为它引发了许多其他活动,最终导致产品的生产。生产中的每个订单要么来自外部,上游的商业IT系统进入生产,诸如ERP系统,或者是内部需求的结果,如维护订单。

       如果订单来自于外部,比如说如果是来自ERP的客户订单,它就会被分配到“运营需求”。需求。然而,如果它是一个在生产过程中创建的维护订单,则被分配到“管理需求”中。

       无论其来源如何,每个订单都包含各种操作以及与资源有关的数据(包括工具和设备以及必要的资格)和所需的材料。它的执行反过来又是生产过程中许多事件的结果。因此,订单作为MBO在ViPR中,与“事件”相联系,如工序登录和工序中断。这些事件又会导致导致“在线监控”中订单状态的更新。借助于在订单中创建的数据和事件中的信息,在“结果”类别中得到计算结果并被用于生产评估。

       2.MBO机器

       机器的主数据,如设备名称在“资源模型”描述;通过“资源配置”类别添加添加额外的信息和设置,如报表组、成本中心组或产能计划组,以满足不同的管理要求(OEE,工单成本核算,排产);排产的机器的生产工单是“运营需求”;机器的维护计划是“管理需求”;实际状态或测量值,如当前压力、转速等属于“在线监控”;机器状态变更在“事件“中管理。机器的增值生产时间由增值加工开始和结束事件转换后在“结果”中计算。

       3.MBO物料

       生产所需的材料,如原材料、半成品和成品材料,在生产中以批的形式组织。与材料有关的主数据被映射到ViPR的“资源模型”类别中,例如材料编号。在“资源配置”中扩展属性,如是否批次管理或单件管理。

       当材料进入车间,触发很多事件,这些事件在“事件”中管理,如材料从缓存区移动到机器上。在很多情况下,这些事件会触发“在线监控”中数据更新,也会在“结果”中更新存储位置。

内容访问服务CAS

       内容访问服务(CAS–Contents Access Service)提供了对虚拟生产现实的MBO的方便访问,是MIP的API。用户可以独立于他们自己的开发环境访问MBO。当使用这些服务时,开发者和用户不需要知道一个数据库对象的实际管理位置和管理方式,如表的数量以及列的名称。如果可用的对象不充足,可以使用MIP SDK创建额外的对象。

       CAS是基于微服务的概念。每个服务为用户或开发者提供一个单一的、独立的功能。为用户或开发者提供一个独立的功能,对MBO的数据进行必要的一致性检查和它们的默认分配。

       ●连接技术,用于与CAS服务进行通信的技术协议是许多现有的软件架构中被用作基础设施的REST;

       ●对于通过CAS进行数据交换的数据格式,是目前最常用的数据交换格式JSON。

       MIP使用最新和最常见的连接技术和数据格式,从而支持来自不同供应商的应用程序的互动。再加上对象的开放语义,意味着开发者可以确保他们的软件与平台和平台上其他使用它的应用程序兼容。

内容访问服务

图2 内容访问服务

       CAS在MBO与应用程序的访问之间形成了一个物理存储的抽象层。CAS还提供额外的功能,使得开发者更容易使用这些对象,例如:

       ●内容访问服务确保ViPR数据的一致性,即对象之间的关系被正确地创建和维护。例如,为一台无法使用的机器记录生产状态将被拒绝。

       ●为了同步多个用户的数据处理,CAS除了单独的更新服务外,还有一个锁定和解锁服务,如果在同一时间进行更改,其结果不会相互覆盖。

mApp示例

嵌入PerfectPattern人工智能的高级排产

图3 嵌入PerfectPattern人工智能的高级排产

MPDV的HMI

图4 MPDV的HMI

SHS的流程数据监控

图5 SHS的流程数据监控

PILOT的CheckList

图6 PILOT的CheckList

Subline的可穿戴设备

图7 Subline的可穿戴设备

总结

       MIP代表了工业4.0时代的技术特征,能够满足客户对标准化产品和个性化方案的双重要求。

       有了MIP,应用程序的提供者可以选择在一个开放的平台上提供他们的专业知识,而不是局限于一个单独的、自成一体的和专有的孤立的解决方案。因此,他们的mApps成为生态系统的一部分,成为工业软件的完全集成解决方案。这增加了他们产品的吸引力和客户的接受度。

       对于在MIP上使用mApps的公司来说,也有很多好处。mApp供应商之间存在竞争,从而推动创新,以及更多的选择和更好的mApp的可比性。有了MIP,公司不再需要一次性选择整个系统,而是拥有在mApp层面做出决定的优势。这使公司能够选择最好的应用程序来满足他们在每一种情况下的要求,从而确保他们的制造IT是建立在标准组件上的,并且是为公司的需求而定制的。使用最佳的应用程序组合有助于公司实现卓越的生产,并将其转化为竞争优势。

       关于MPDV:

       默佩德卫软件技术服务(上海)有限公司是MPDV在中国的全资子公司。

       总部位于德国的MPDV公司是全球领先的制造执行系统(MES)供应商,其核心产品MES HYDRA提供一整套创新的制造执行系统解决方案,帮助企业在生产管理、人力资源绩效管理和制造质量管理领域实现精益生产最佳实践。

       四十多年来,MES HYDRA已经成功应用于离散制造的各个行业,如精密仪器、设备制造、汽车零部件、橡塑、金属加工、电子/电气制造、印刷、医药、食品/饮料等制造业,帮助企业提高生产效率、实现无纸化生产管理、改进物料流,最终实现精益生产。

       今天,MPDV已经在德国、法国、瑞士、美国、新加坡和中国开设分支机构,为全球离散制造不同行业客户提供业务咨询、项目管理、软件实施、用户培训和售后服务。HYDRA已经被不同行业超过1800家客户,包括大型跨国集团和中小型制造企业。

       MPDV作为行业标准制定人,分别在MESA、VDI、MES D.A.CH等行业标准化组织担任主要领导职务。MPDV作为市场主导者:已获得Frost & Sullivan MES最佳实践奖和全球MES奖,是德国最具创新力的100强中型企业之一。

       联系方式:www.mpdv.com
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责任编辑:程玥
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