Sự biến đổi của hệ thống MES trong kỷ nguyên IoT

Sự phát triển của Internet vạn vật trong công nghiệp mở ra cơ hội vô hạn để mở rộng khả năng giám sát và kiểm soát trong nhà máy. Trước hoàn cảnh ấy, hệ thống điều hành thực thi sản xuất đứng trước hai sự lựa chọn: Giữ nguyên cấu chúc chức năng cũ để rồi bị thay thế bởi các công nghệ mới hoặc ứng dụng IIoT phối hợp với công nghệ hiện có để tạo thành bộ giải pháp điều hành nhà máy tối ưu. Trong nguy có cơ, trong cơ có nguy, đâu sẽ là hướng đi của MES trong kỉ nguyên IoT?

Kỉ nguyên IIoT khởi nguồn từ bao giờ?

Thuật ngữ IIoT đề cập đến nền tảng kết nối dữ liệu vận hành của hệ thống máy móc trên sàn nhà máy lên mạng internet nội bộ của doanh nghiệp. Những ngày đầu mới ra đời, IIoT dường như là sân chơi riêng của các ông lớn trong ngành công nghiệp, cả ở bên phát triển và cung cấp nền tảng lẫn phía người ứng dụng công nghệ bởi chi phí đắt đỏ để nghiên cứu cũng như triển khai các dự án IIoT. Nhưng rất nhanh chóng thôi, bức tường vô hình đó đã bị xóa nhòa. Nhiều công ty nhỏ, start up, thậm chí các nhà phát triển ứng dụng cá nhân nhận ra tiềm năng không hạn chế của công nghệ này và bắt đầu tập trung phát triển các ứng dụng nhỏ, phục vụ một/ một số bài toán cụ thể của doanh nghiệp. Các doanh nghiệp sản xuất vừa và nhỏ cũng có cơ hội tốt hơn để tiếp cận với IIoT vì thị trường các thiết bị và ứng dụng IIoT ngày càng mở rộng, với chi phí hợp lý.

Đó là lúc những phần mềm quản trị doanh nghiệp sản xuất theo cách cũ đứng trước sự đe dọa không hề nhỏ của nền tảng công nghệ mới. Và, cái tên đầu tiên trong danh sách bị đe dọa là Phần mềm quản lý thực thi sản xuất MES. 

MES truyền thống và IIoT hiện đại – Hòa nhập hay triệt tiêu?

Tính tới thời điểm hiện tại, có thể hiểu, MES không thể bao quát được hết các chức năng của IIoT và ngược lại IIoT chưa đáp ứng được hết các yêu cầu của doanh nghiệp khi ứng dụng hệ thống MES. Lĩnh vực của MES và IIoT vẫn đang tương đối tách biệt. Nhưng như một cuộc chạy đua với thời gian, MES phải biến đổi để trang bị những tính năng thu thập thông tin vận hành toàn bộ nhà máy tiệm cận với thời gian thực để có thể phân tích và đưa ra các cảnh báo sớm nhất với cấp quản lý. Ở chiều ngược lại, các nhà phát triển giải pháp IIoT cũng đang bằng mọi cách để tăng giá trị của sản phẩm bằng cách trang bị thêm các công nghệ phân tích nâng cao như AI, Machine Learning,…

Dưới góc độ của doanh nghiệp sản xuất, điểm cuối, doanh nghiệp chỉ quan tâm tới một hệ thống có thể giải quyết các vấn đề liên quan tới theo dõi và điều hành sản xuất trong doanh nghiệp, không thực sự chỉ định chính xác mình cần phải ứng dung MES hay IIoT hay bất kì nền tảng nào khác. Vì vậy, cách tốt nhất để tồn tại, và đem lại lợi ích lớn nhất cho doanh nghiệp là MES truyền thống cần phải biến đổi và tích hợp tốt với công nghệ IIoT mới. Việc các thiết bị IIoT thông minh được đưa vào trong sản xuất như động lực thúc đẩy hệ thống MES phát huy được tối đa tác dụng điều hành thực thi sản xuất của nó. Trong mối quan hệ này MES lấy dữ liệu nguồn từ các thiết bị IIoT đóng vai trò thu thập thông tin vận hành của các thiết bị máy móc trong nhà máy, trong khi các bộ diều khiển máy móc thiết bị cũng nhận lệnh trực tiếp từ hệ thống MES thông qua các công kết nối IIoT.

>>> Đọc thêm: Phần mềm MES – Điểm khởi nguồn để bắt đầu triển khai sản xuất thông minh

Hệ thống MES – Thay đổi để sẵn sàng đón đầu các xu hướng mới

Khả năng kết nối và trao đổi dữ liệu trên hệ thống MES phiên bản cũ chỉ dừng lại ở bộ điều khiển logic lập trình (PLC) và Bộ Kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA) với những giao thức độc quyền hữu hạn. Hiếm hệ thống MES truyền thống nào có khả năng kết nối được với các thiết bị sử dụng chuẩn Internet. Vì vậy, thay đổi lớn nhất, yêu cầu tiên quyết của một hệ thống MES thời kì 4.0 là năng lực kết nối với các thiết bị IoT. Không chỉ cần phải tích hợp với IIoT, hệ thống MES cũng cần có khả năng liên kết và bổ trợ các ứng dụng kinh doanh và điều hành doanh nghiệp khác như ERP và CRM.

Công nghệ MES cũ còn tương đối cứng nhắc về mã hóa, chức năng hạn chế. Tuy nhiên hiện nay MES cần phải sở hữu các thiết kế mô đun linh hoạt hơn, có thể nhanh chóng được điều chỉnh phù hợp với sự thay đổi ngày càng nhanh chóng của cơ cấu vận hành nhà máy để phục vụ tốt hơn nhu cầu của thị trường.

Nhiều hệ thống MES ngày nay được thiết kế có khả năng báo cáo quản lý thời gian thực bao gồm các số liệu như hiệu quả thiết bị tổng thể và báo cáo hệ thống quản lý thông tin trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên với yêu cầu cấp thiết trong kỷ nguyên IoT, hệ thống MES vẫn cần trang bị thêm khả năng phân tích mạnh mẽ – phân tích dự đoán, bảng điều khiển có thể cấu hình linh hoạt, trực quan hóa dữ liệu mạnh mẽ – để thu được giá trị thực tế từ lượng dữ liệu khổng lồ được thu thập qua IIoT. Những tính năng nâng cao này sẽ biến MES trở thành một bộ phận không thể thiếu trong mô hình chuẩn của Nhà máy thông minh. 

>>> Đọc thêm: Cẩm nang triển khai phần mềm MES cho doanh nghiệp sản xuất

Ví dụ cụ thể về yêu cầu thực tế với hệ thống MES

Dưới đây sẽ là một kịch bản được viết lên cho hệ thống MES khi được tích hợp tốt với nền tảng IIoT. Khi sự cố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm xảy ra trong nhà máy, các cảm biến IIoT có thể phát hiện và đưa ra cảnh báo kịp thời. Trong trường hợp đây là sự cố máy đòi hỏi can thiệp, sửa chữa của kỹ thuật viên bảo trì, hệ thống MES sẽ gần như ngay lập tức gửi thông báo đến bộ phận bảo trì thiết bị (có thể là đội ngũ nhân sự nội bộ hoặc nhà cung cấp dịch vụ hoặc bên cung cấp thiết bị) để cử ngay một chuyên gia sửa chữa sự cố trên. Đồng thời, các giám sát viên và người quản lý nhà máy cũng được thông báo ngay lập tức. 

Bên cạnh đó, hệ thống Điều hành sản xuất MES sẽ ra lệnh tạm dừng hoạt động của thiết bị phát sinh sự cố và lệnh sản xuất cho máy thay thế để đảm bảo kế hoạch sản xuất đã được đề ra. Song song với quá trình trên, các chi tiết về sự cố cũng được ghi nhận lại để phân tích sâu hơn, tìm ra các nguyên nhân sâu xa nhằm hạn chế các tình huống tương tự có thể xảy ra trong tương lai. Ngoài ra, doanh nghiệp cũng nhờ vào đó để cập nhật với các thay đổi về chi phí, thống kê, tài liệu (lô) sản phẩm, quản lý chất lượng máy móc. 

Chuỗi các hoạt động trên sẽ được thực hiện một cách nhanh chóng và tự động, nhờ vào hệ thống thu thâp dữ liệu của IIoT và khả năng xử lý tức thì của hệ thống MES. Hệ thống này cũng hỗ trợ ngăn chặn việc sản xuất sản phẩm lỗi và đảm bảo tối ưu chi phí vận hành cho doanh nghiệp.

>>> Đọc thêm: Giải pháp Điều hành và thực thi sản xuất tích hợp với nền tảng IoT 

Kết

Như đã nói trong bài, hệ thống MES sẽ không bị triệt tiêu bởi các nền tảng IIoT hiện nay, tuy nhiên, chính MES cũng phải biến đổi, vận động, không phải để cạnh tranh với công nghệ mới mà là để đem lại giá trị tốt nhất cho khách hàng. Các nhà sản xuất cũng cần quan tâm tới  khả năng kết nối, tích hợp IIoT lựa chọn nhà cung cấp MES.