Công cụ tiêu chuẩn trong sản xuất thông minh

Người viết: Trương Vân - Ngày viết: Thứ Năm, Tháng Tám 25, 2022 | 9:10 - Lượt xem: 155

Từ góc độ của các công cụ, tiêu chuẩn, trước mắt là các tiêu chuẩn sản phẩm, quy trình và nguồn lực (Product Process and Resource, PPR) cần thiết để kích hoạt các chức năng sản xuất thông minh. Các tiêu chuẩn được chia thành ba lĩnh vực: dữ liệu sản phẩm, dữ liệu quy trình và dữ liệu nguồn lực.

Cụ thể, các tiêu chuẩn dữ liệu sản phẩm bao gồm mô tả của sản phẩm: hình dáng và các hạn chế cụ thể của sản phẩm. Dữ liệu sản phẩm gồm các tiêu chuẩn: DXF, DWG, CGM, HPGL, IGES, STEP AP203, STEP AP214, JT, VRML, X3D, STEP AP239, AP242 và dịch vụ PLM OMG; Tiêu chuẩn dữ liệu quy trình bao gồm hướng dẫn sản xuất và báo cáo kết quả hoạt động. Dữ liệu quy trình gồm các tiêu chuẩn: OAGIS, ANSI/ISA-95, MTConnect, PSL; Các tiêu chuẩn dữ liệu nguồn lực bao gồm định nghĩa và thông tin vòng đời của thiết bị và vật liệu được sử dụng trong sản xuất. Dữ liệu nguồn lực gồm các tiêu chuẩn: CMSD, B2MML, STEP AP239, AP242 và dịch vụ PLM OMG.

Đối với dữ liệu sản phẩm, tồn tại nhiều loại CAx (công cụ hỗ trợ máy tính) và tiêu chuẩn liên quan đến PLM. DXF (Drawing Exchange Format) và DWG là một trong những tiêu chuẩn bản vẽ hỗ trợ máy tính CAD hai chiều (two-dimensional Computer Aided Drawing) phổ biến nhất. DXF là định dạng dữ liệu được phát triển bởi Autodesk dùng cho việc chuyển đổi dữ liệu giữa các phần mềm hỗ trợ thiết kế khác nhau. DWG là định dạng tệp nhị phân độc quyền được sử dụng để lưu trữ dữ liệu thiết kế và siêu dữ liệu hai và ba chiều. Đây là định dạng gốc cho một số gói CAD.

Các định dạng hình ảnh vector khác nhau như CGM (Computer Graphics Metafile) và HPGL (Hewlett-Packard Graphics Language) cũng được sử dụng rộng rãi trong môi trường làm việc. IGES (Initial Graphics Exchange Specification), STEP AP203, STEP AP214 và JT (Jupiter Tessellation) là các tiêu chuẩn quốc tế để trao đổi dữ liệu 3D, trong khi VRML (Virtual Reality Modeling Language) và X3D (Extensible 3D) thường được sử dụng để hiển thị dữ liệu 3D. Các tiêu chuẩn quốc tế liên quan đến PLM, ví dụ, STEP AP239 (thường được gọi là PLCS), AP242 và dịch vụ PLM OMG.

Các tiêu chuẩn dữ liệu quá trình được phân chia theo các mức kiểm soát sản xuất. Trong các lĩnh vực ERP và SCM, Thông số kỹ thuật tích hợp nhóm ứng dụng mở (OAGIS) được phát triển dưới sự bảo trợ của một số nhà cung cấp ERP, là đại diện cho tích hợp dựa trên XML.

Trong MES, tiêu chuẩn tích hợp hệ thống kiểm soát doanh nghiệp và kiểm soát hệ thống ANSI/ISA-95 được áp dụng phổ biến. OAGIS cũng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất riêng biệt cho tích hợp ERP và MES. MTConnect và OPC UA (OPC Unified Architecture Specification) là các tiêu chuẩn khác trong khu vực MES để thu thập dữ liệu từ các máy công cụ. Ngôn ngữ đặc tả quy trình (Process Specification Language – PSL) là một tiêu chuẩn để trao đổi dữ liệu quy trình sản xuất giữa các công cụ DM.

Không có tiêu chuẩn cụ thể nào đại diện cho dữ liệu nguồn lực nhưng một số tiêu chuẩn bao gồm các khía cạnh khác nhau của dữ liệu nguồn lực. Dữ liệu mô phỏng sản xuất lõi (Core Manufacturing Simulation Data, CMSD), một mô hình dữ liệu tiêu chuẩn cho khả năng tương tác giữa các ứng dụng mô phỏng sản xuất được phát triển bởi Tổ chức tiêu chuẩn tương tác mô phỏng (Simulation Interoperability Standards Organization, SISO) bao gồm dữ liệu về thiết bị sản xuất liên quan đến mô phỏng. B2MML (Business to Manufacturing Markup Language) hỗ trợ mô hình hóa khả năng của thiết bị. Các tiêu chuẩn như STEP AP239, AP242 và dịch vụ PLM OMG cung cấp một số cấu trúc cơ bản bao gồm dữ liệu kỹ thuật và vòng đời cho thiết bị sản xuất. Các cấu trúc trong tiêu chuẩn này có thể làm cơ sở cho việc tích hợp dữ liệu nguồn lực và đặc biệt là các khía cạnh vòng đời của dữ liệu đó. Cần phát triển, hội nhập hơn nữa trong lĩnh vực này.

Các khái niệm cốt lõi được xác định trong tiêu chuẩn này cung cấp cơ sở cho phép trao đổi dữ liệu hiệu quả theo yêu cầu của các công cụ sản xuất thông minh. Nghiên cứu về mô hình trao đổi thông tin cho sản phẩm, quy trình và thông tin nguồn lực cần thiết cho việc tích hợp các công cụ sản xuất thông minh đã được thực hiện bởi Choi và cộng sự. Kết quả của nghiên cứu này có thể được sử dụng làm cơ sở cho các tiêu chuẩn sản xuất thông minh chưa được phát triển.

Hà My