Thông tin tổng hợp để tự động hóa nhà máy tốt hơn

13/01/22

Ngành công nghiệp tự động hóa không chỉ đơn giản là cung cấp dữ liệu cho các hệ thống kinh doanh bằng cách sử dụng đồng bộ thông tin để kết hợp theo những cách mới nhằm làm cho các nhà máy sinh lợi, hiệu quả và hiệu quả hơn. Sức mạnh tổng hợp có thể được giải thích là hai hoặc nhiều thứ hoạt động cùng nhau để tạo ra một kết quả không thể thu được một cách độc lập. Ví dụ, trong thế giới tự nhiên, hydro và oxy kết hợp tạo thành nước.

Điều này đòi hỏi làm việc theo nhóm giữa các hệ thống tự động hóa và kinh doanh để tạo ra một kết quả hoàn chỉnh hơn là có thể đạt được với mỗi người làm việc một mình. Theo truyền thống, cả hai nhóm đều làm việc tách biệt.

Công nghệ ngày nay cung cấp những cách thức sáng tạo để tiếp cận các vấn đề điều khiển và tự động hóa nhà máy. Để tận dụng lợi thế của công nghệ, bạn cần một đối tác hiểu cách áp dụng nó vào nhu cầu của bạn.

Tự động hóa là việc sử dụng các hệ thống điều khiển và công nghệ thông tin để giảm nhu cầu làm việc của con người trong quá trình sản xuất hàng hóa và dịch vụ. Trong phạm vi công nghiệp hóa, tự động hóa là một bước vượt ra ngoài cơ giới hóa. Trong khi cơ giới hóa cung cấp cho người vận hành máy móc để hỗ trợ họ với các yêu cầu cơ bắp của công việc, thì tự động hóa cũng làm giảm đáng kể nhu cầu về cảm giác và tinh thần của con người. Thuật ngữ tự động hóa , lấy cảm hứng từ từ tự động trước đó (đến từ automaton), không được sử dụng rộng rãi trước năm 1947, khi General Motors thành lập bộ phận tự động hóa. Trọng tâm cũ của việc sử dụng tự động hóa đơn giản là tăng năng suất và giảm chi phí được coi là thiển cận, bởi vì nó cũng cần thiết để cung cấp một lực lượng lao động có tay nghề cao có thể sửa chữa và quản lý máy móc. Hơn nữa, chi phí ban đầu của tự động hóa cao và thường không thể thu hồi được vào thời điểm các quy trình sản xuất hoàn toàn mới thay thế quy trình cũ. Tự động hóa hiện nay thường được áp dụng chủ yếu để tăng chất lượng trong quá trình sản xuất, nơi tự động hóa có thể làm tăng chất lượng một cách đáng kể.

Một sự thay đổi lớn khác trong tự động hóa là nhu cầu gia tăng về tính linh hoạt và khả năng chuyển đổi trong các quy trình sản xuất. Các nhà sản xuất ngày càng đòi hỏi khả năng chuyển đổi dễ dàng từ sản xuất Sản phẩm A sang sản xuất Sản phẩm B mà không cần phải xây dựng lại hoàn toàn dây chuyền sản xuất. Tính linh hoạt và các quy trình phân tán đã dẫn đến sự ra đời của Xe tự hành AGV với điều hướng tự động.

Các kỹ sư hiện có quyền kiểm soát số đối với các thiết bị tự động. Kết quả là một loạt các ứng dụng và hoạt động của con người được mở rộng nhanh chóng.

Các công nghệ có sự hỗ trợ của máy tính (hoặc CAx) hiện nay phục vụ nền tảng cho các công cụ toán học và tổ chức được sử dụng để tạo ra các hệ thống phức tạp. Các ví dụ đáng chú ý về CAx bao gồm thiết kế có máy tính hỗ trợ (phần mềm CAD) và sản xuất có hỗ trợ máy tính (phần mềm CAM). Việc cải tiến thiết kế, phân tích và sản xuất các sản phẩm do CAx hỗ trợ đã mang lại lợi ích cho ngành công nghiệp.

Công nghệ thông tin, cùng với máy móc và quy trình công nghiệp, có thể hỗ trợ thiết kế, triển khai và giám sát các hệ thống điều khiển. Một ví dụ về hệ thống điều khiển công nghiệp là bộ điều khiển logic khả trình (PLC). PLC là các máy tính cứng chuyên dụng thường được sử dụng để đồng bộ hóa luồng đầu vào từ các cảm biến và sự kiện (vật lý) với luồng đầu ra đến thiết bị truyền động và sự kiện.

Factory_Automation_Robotics_Palettizing

Các loại công cụ tự động hóa khác nhau được phát triển cho đến nay:

» ANN – Mạng nơ-ron nhân tạo
» DCS – Hệ thống điều khiển phân tán
» HMI – Giao diện người máy
» SCADA – Kiểm soát Giám sát và Thu thập Dữ liệu
» PLC – Bộ điều khiển logic có thể lập trình
» PAC – Bộ điều khiển tự động hóa có thể lập trình
» Dụng cụ
» Điều khiển chuyển động
» Người máy

GE Intelligent Platforms là một trong những công ty hàng đầu trong lĩnh vực tự động hóa điều khiển:

GE Intelligent Platforms (IP) là một doanh nghiệp của GE cung cấp phần cứng, phần mềm, dịch vụ và chuyên môn về công nghệ tự động hóa và điều khiển. Các giải pháp của họ tìm thấy các ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp đa dạng như Năng lượng & Điện đến Dầu khí, Kim loại & Khai thác, Hàng tiêu dùng đóng gói, Dược phẩm, Khoa học Đời sống, Hóa chất, Ô tô, Nước và Quốc phòng & Hàng không vũ trụ.

Các giải pháp của GE IP bao gồm:

Hệ thống điều khiển & liên lạc

Chúng bao gồm PLC hiệu suất cao, PAC, Giải pháp điều khiển chuyển động, Giao diện người vận hành, I / Os phân tán và Giải pháp quy trình cho cơ sở hạ tầng quan trọng và hoạt động sản xuất, đã được chứng minh là giúp khách hàng tối đa hóa thời gian hoạt động sản xuất, nâng cao hiệu suất tài sản cũng như cải thiện độ an toàn và độ tin cậy của quy trình. Các giải pháp này tận dụng kiến thức chuyên môn sâu về lĩnh vực điện tử và kiểm soát quy trình của GE – mang lại độ tin cậy cao nhất, kết nối mở và hiệu suất tối ưu trong các môi trường hoạt động mà thời gian chết không phải là một lựa chọn. GE cũng cung cấp hỗ trợ quản lý vòng đời mạnh mẽ để giúp khách hàng di chuyển liền mạch từ các giải pháp hiện có trong khi giảm thiểu rủi ro chuyển đổi.

Phần mềm công nghiệp

GE IP cũng cung cấp Phần mềm Tự động hóa thu thập, hiển thị và phân tích dữ liệu nhà máy với các giải pháp HMI, SCADA, Batch và Change Management. Phần mềm Quản lý Hoạt động của GE, Proficy ™ thu hẹp khoảng cách giữa tầng nhà máy và hệ thống kinh doanh, kết hợp Quy trình làm việc, Hệ thống Thực thi Sản xuất, EMI và Chất lượng & Tuân thủ đã được chứng minh – đồng thời tận dụng Kiến trúc Hướng Dịch vụ (SOA).

Một công ty khác, Intergraph đã phát triển một triển khai mô-đun ít rủi ro được gọi là SmartPlant® Enterprise

» Phần mềm quản lý cảnh báo PlantState Suite ©
» Phần mềm tối ưu hóa vòng điều khiển PSS
» Dịch vụ thiết kế và triển khai HMI

Ngày nay, ngành công nghệ đã và đang kết hợp các dịch vụ web vào một loạt các thiết bị để mang lại dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau nhằm cải thiện hoạt động và đạt được hiệu quả. Ví dụ về các tiêu chuẩn tự động hóa tận dụng các tiêu chuẩn máy tính này bao gồm:

» Kiến trúc hợp nhất OPC (OPC UA),
» Mở PLC OPC UA và MTConnect.

Cách duy nhất các công ty có thể đạt được lợi ích của việc tích hợp trong quá khứ là đầu tư đáng kể vào các ứng dụng tùy chỉnh đắt tiền và cồng kềnh. Các tiêu chuẩn mới nổi này làm giảm đáng kể chi phí thực hiện và cải thiện độ tin cậy, chất lượng và khả năng đáp ứng của hệ thống.

Hệ thống tự động hóa cung cấp nhiều kiến thức để cải thiện hiệu quả hoạt động vì chúng giám sát nhiều loại dữ liệu thời gian thực. Đây là một số ứng dụng mà sức mạnh tổng hợp thông tin đang được sử dụng để cải thiện hiệu suất tổng thể.

Sự sẵn có của thông tin thời gian thực, máy tính giá rẻ mạnh mẽ, cảm biến không dây và phần mềm phân tích mạnh mẽ hơn đang cho phép tạo ra sự tối ưu hóa tổng thể của nhà máy điều tra sự tích hợp của hệ thống tự động hóa và kinh doanh vượt ra ngoài bảng điều hành. Đây là những hệ thống tiên tiến với các mô hình và thuật toán để quản lý và tối ưu hóa sản xuất trong thời gian thực bằng cách sử dụng một loạt các yếu tố bao gồm đơn đặt hàng bán hàng đến, chất lượng và chi phí nguyên liệu thô, chi phí năng lượng và hiệu suất của máy móc.

Ngày nay, các công ty có hệ thống quản lý bảo trì tạo ra lệnh công việc để bảo trì phòng ngừa dựa trên khoảng thời gian lịch và các lệnh bảo trì chia nhỏ được nhập vào hệ thống theo cách thủ công khi có sự cố. Bằng cách liên kết thông tin thời gian thực từ các hệ thống tự động hóa, tình trạng thực tế của thiết bị cung cấp một liên kết trực tiếp cho phép bảo trì dự đoán với phần mềm phân tích để dự đoán các vấn đề và tránh gián đoạn trong sản xuất. Ngoài việc giảm thời gian chết, điều này cũng tối đa hóa việc sử dụng những người bảo trì lành nghề đang thiếu hụt.

Việc tích hợp các hệ thống tự động hóa và kinh doanh, tổng hợp thông tin, là một hành trình dẫn đến các hoạt động sản xuất hiệu quả hơn sẽ tiếp tục phát triển và nâng cao hiệu quả tự động hóa của nhà máy.