隨著MES和SCADA的任務圍繞設備數(shù)據(jù)采集、可視化和功能重疊而合并,這就為融合提供了可能。
但是,MES和SCADA系統(tǒng)的全盤合并并沒有多大意義,這是有原因的。從ISA 95或Purdue模型(一種工業(yè)通信的層次結構)的角度來看,SCADA系統(tǒng)在二級上運行,即以亞秒級的速度與PLC和其他低級控制交換實時、時間序列數(shù)據(jù)。
另一方面,MES在一個更長的時間尺度上運行--相對于亞秒級的控制數(shù)據(jù),MES作為一個基于交易的系統(tǒng),在數(shù)小時甚至數(shù)天和數(shù)周內提取數(shù)據(jù)。
考慮現(xiàn)實世界中監(jiān)測一個批處理罐的例子。SCADA每秒都在監(jiān)測溫度;如果檢測到超出范圍的變化,就會啟動一個過程修正,使溫度回到正常范圍。MES也關注儲罐溫度,但從超出標準的讀數(shù)是否會導致異常,以確保未來的質量控制。
"這些系統(tǒng)在不同的時間尺度下運行--SCADA與時間序列數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起,比如以非??斓墓?jié)奏監(jiān)測溫度,以確保安全和一切正常工作,"Aveva的高級副總裁兼監(jiān)測和控制主管Rashesh Mody解釋說。"當把毫秒級的數(shù)據(jù)與MES交易系統(tǒng)的更大的時間尺度結合起來時,就會更加困難[而且]涉及到很多協(xié)調。"
速度上的差異也會影響到每個系統(tǒng)與其他系統(tǒng)接口的協(xié)議。SCADA依賴于OPC、EtherNet/IP和Modbus等工業(yè)協(xié)議,而MES則支持更廣泛的協(xié)議,因為它需要與SCADA和其他業(yè)務系統(tǒng)如ERP(企業(yè)資源規(guī)劃)系統(tǒng)對話,通常通過防火墻的保護使用網(wǎng)絡服務和其他協(xié)議。
盡管有這些差異,"扁平化堆棧 "和整合平臺的論點在于這兩個系統(tǒng)都是從相同的數(shù)據(jù)源中提取的,因此可以從精簡人機界面的機會中獲益,系統(tǒng)集成公司Grantek的智能制造總監(jiān)Sam Russem指出。
Russem說:"它可以簡化操作員和系統(tǒng)的日常用戶的體驗,"他解釋說,很多時候,負責運行設備的生產(chǎn)線操作員需要與生產(chǎn)調度系統(tǒng)互動,以確定具體的配方指令或挖掘有助于解決設備報警的數(shù)據(jù)。"他補充說:"在舊系統(tǒng)中,調度發(fā)生在MES中,設備控制發(fā)生在SCADA中。"將所有這些信息通過一個單一的界面呈現(xiàn)給需要這些信息的人,這種想法使體驗更加順暢。"
事實上,Grantek已經(jīng)與一家制造商合作,將MES功能整合到SCADA主干系統(tǒng)中,并取得了很大的成功。通過添加類似于MES的功能,如調用ERP來獲取生產(chǎn)訂單,并通過SCADA使用這些數(shù)據(jù)來安排生產(chǎn)線上的訂單,制造商能夠減少整體的基礎設施成本,同時為操作員提供集中的數(shù)據(jù)可視化。"
Russem說:"通過設計可以訪問MES數(shù)據(jù)的SCADA屏幕,或者反過來,有機會以你以前無法想象的方式考慮屏幕,并為操作員和計劃員每天的工作增加價值。"融合故事的一部分是打破數(shù)據(jù)孤島和數(shù)據(jù)民主化。
Cox說,"合并 "平臺的好處是單一的玻璃窗,使操作員能夠在同一屏幕上獲得SCADA和MES的數(shù)據(jù),并具有更高層次的背景,而不必在不同的系統(tǒng)之間切換。此外,在一個統(tǒng)一的平臺上開發(fā),避免了不同開發(fā)環(huán)境的復雜性,也避免了將同一數(shù)據(jù)映射到多個地方。"
他解釋說:"雖然Ignition提供了與第三方MES或業(yè)務解決方案的集成,但如果沒有記錄在案的API(應用編程接口)或開放標準,就很難讓這些系統(tǒng)協(xié)同工作。"有了統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境,你可以更快地解決挑戰(zhàn)和建立解決方案。它還為未來奠定了基礎......通過擴展系統(tǒng)的能力。"
Aveva的Mody認為,"合并 "MES/SCADA平臺的概念在單一資產(chǎn)甚至小型生產(chǎn)線的層面上可能是可行的,但在大多數(shù)情況下,需要的是功能齊全的最佳平臺,支持比過去更高層次的整合,。
Aveva對更高層次集成的看法的關鍵是一個模型驅動的架構,它將其System Platform SCADA和InTouch HMI平臺與MES和其他企業(yè)軟件連接起來。模型驅動的架構允許部署模塊化的MES應用,以實現(xiàn)更大的可擴展性和易于定制,同時能夠將操作實踐定義為數(shù)字工作流,可以跨越應用。
羅克韋爾自動化通過在SCADA層面增加一些類似于MES的跟蹤和追蹤功能來整合其核心平臺,但其真正的重點是整合--盡管這種整合不同于MES和SCADA的直接聯(lián)系。"
羅克韋爾MES業(yè)務的產(chǎn)品經(jīng)理Todd Montpas解釋說:"在過去,集成是一個項目;你將MES數(shù)據(jù)下發(fā)到SCADA層面,但有不同的數(shù)據(jù)結構和大量的轉換需要。"現(xiàn)在我們讓它變得簡單易行"。
簡化是通過 "智能對象 "來實現(xiàn)的,它是識別可發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)點和數(shù)據(jù)關系模型的結構,現(xiàn)在它被配置在控制層面,作為標簽結構的一部分。Montpas說,這種方法甚至在機器踏上工廠車間之前就簡化了集成過程。
除了兩個平臺之間更高層次的整合之外,背景化是融合故事的另一個重要部分。通用電氣通過自定義視圖和特定角色的儀表盤來解決這個問題,將來自無數(shù)平臺和資源的數(shù)據(jù)轉化為推動更好決策的洞察力。
對于DelmiaWorks(原IQMS,現(xiàn)在是達索系統(tǒng)的一部分)來說,在其MES平臺上增加類似SCADA的功能,如實時生產(chǎn)過程監(jiān)控,一直是一個優(yōu)先事項,但現(xiàn)實是SCADA系統(tǒng)不會消失,所以整合和優(yōu)化使用這些數(shù)據(jù)是共存策略的核心。"
DelmiaWorks的負責人和達索系統(tǒng)公司的高級行業(yè)營銷經(jīng)理Louis Columbus指出:"我們的平臺從第一天起就能夠整合SCADA數(shù)據(jù),并通過為數(shù)據(jù)帶來更大的適應性和上下文智能,繼續(xù)在MES層面上增加價值。