Industry 4.0: Ide Perusahaan Otonomi dari SAP dan KUKA

Halo, Habr!

Hari ini kita akan berbicara tentang otomatisasi peralatan "pintar" teknologi, yang semakin lama semakin berkembang di perusahaan modern. Ini dapat dengan mudah diintegrasikan dengan sistem akuntansi dan manajemen SAP untuk membuat kompleks perangkat lunak dan perangkat keras tunggal. Menurut pendapat kami, ini dengan sempurna menunjukkan konsep industri 4.0 dan membawa industri kami lebih dekat ke realisasi gagasan perusahaan otonom.

KUKA, salah satu mitra SAP, memproduksi perangkat keras berteknologi tinggi, yaitu robot industri yang mudah diintegrasikan ke dalam loop kontrol tunggal dan memungkinkan waktu dan biaya yang relatif singkat untuk mencapai tingkat otonomi yang tinggi dari unit produksi.

Pertimbangkan contoh integrasi - lengan robot yang merakit model truk kecil dari beberapa opsi untuk suku cadang - untuk dipilih (Gbr. 1). Klien membuat pesanan di antarmuka toko web yang sudah dikenal, membuat peralatan kendaraan. Robot menerima pesanan dan menjalankannya. Pada saat yang sama, ia secara mandiri menemukan bagian-bagian untuk konfigurasi yang dipilih dan merakit model mobil.


Gambar 1. Tata Letak Robot KUKA

Sepintas, keseluruhan struktur itu cukup sederhana, karena robot industri telah digunakan dalam produksi selama beberapa dekade dan telah menjadi elemen yang akrab di interior toko perakitan, tetapi tidak begitu sederhana.

Konsep Perusahaan Cerdas

Salah satu dasar konsep Industri 4.0 adalah konsep Perusahaan Cerdas. Jika kita menganggapnya sebagai organisme hidup tunggal, maka inti digital SAP memainkan peran sistem saraf pusatnya. Tetapi, seperti halnya organisme yang hidup di alam, perusahaan harus berinteraksi dengan lingkungan, menerima tugas darinya, pengetahuan tentang lingkungan, dan memengaruhinya. Di sini satu "organisme" diciptakan, "tangan" dan "mata" yang merupakan manipulator industri dari perusahaan KUKA. "Tangan" KUKA menerima tugas untuk dieksekusi dari "otak" organisme tunggal kami, melakukan tugas, mengumpulkan informasi tentang lingkungan dan kondisinya sendiri, dan secara konstan memasoknya dengan pusat keputusan. "Otak" mengumpulkan informasi dan "merawat" tangan dan matanya, terus mengevaluasi kondisinya dan mencegah kemungkinan "penyakit". Integrasi elemen solusi yang mirip dengan yang ditampilkan memungkinkan kami untuk mendekati pembuatan zona produksi otomatis 100%, gudang, zona perakitan pesanan, dll.

Bahkan, "robot" atau, lebih tepatnya, pabrik robot dalam solusi ini adalah kompleks yang terdistribusi secara geografis. Itu terdiri dari terminal klien seluler di tangan pelanggan, inti kontrol berdasarkan cloud SAP S / 4HANA, yang dipasang di salah satu pusat data SAP yang tersebar di seluruh dunia, serta sel produksi KUKA, yang (serta salinan) dapat diinstal di mana bahan baku atau pelanggan berada. Pada saat yang sama, informasi tentang konsumsi komponen, jumlah kendaraan yang dikumpulkan, pengiriman dan indikator bisnis lainnya dikirim ke SAP S / 4HANA untuk akunting finansial dan material penuh secara real time. Satu-satunya orang yang bekerja di pabrik ini adalah pelanggan yang membuat pesanan untuk kendaraannya.

Bagaimana cara kerjanya?

Dalam skenario ini, dua arus informasi disediakan. Pertama, produksi - utama. Melalui itu, manipulator dipindahkan tindakan kontrol dan status pelaksanaan perintah tertentu dihapus. Diagram alir perakitan disimpan dalam modul produksi SAP S / 4HANA. Untuk mengintegrasikan sistem akuntansi dengan dunia perangkat industri, SAP Manufacturing Integration and Intelligence (MII) digunakan. Solusi ini juga berfungsi sebagai platform di mana terminal klien dikembangkan. Antarmuka aplikasi klien diimplementasikan pada kerangka SAP UI5 standar dengan style sheet yang sangat dikustomisasi (Gbr. 2).


Gambar 2

Integrasi SAP MII langsung dengan manipulator dilakukan "di tanah" menggunakan komponen perangkat lunak SAP Plant Connectivity (PCo), yang mendukung sejumlah protokol untuk industri Internet, dan khususnya, OPC UA, server yang merupakan perangkat lunak robot KUKA. Perlu dicatat bahwa proses mengintegrasikan sistem dua vendor dan kelas yang berbeda memakan waktu beberapa jam dan upaya utama difokuskan pada pembuatan antarmuka klien.

Spesialis KUKA telah mengembangkan tim kontrol perakitan tingkat tinggi, yang kodenya terkandung dalam perutean SAP. Perintah melalui PCo dicatat dalam tag kontrol server OPC dari manipulator, informasi tentang status penyelesaian suatu subproses dikembalikan kembali, yang memungkinkan untuk memvisualisasikan kemajuan pesanan secara real time (Gbr. 3).


Gambar 3 Pertukaran informasi “Produksi”

Aliran informasi kedua, layanan - adalah pengumpulan informasi telemetri dari robot. Manipulator memiliki ratusan parameter yang memungkinkan Anda untuk mengevaluasi kondisinya secara real time dan menggunakan data yang terakumulasi secara historis. Dalam skenario ini, nilai-nilai variabel server OPC melewati Plant Connectivity ke cloud Internet Platform SAP of Things, di mana digital double perangkat dibuat. Data diakumulasikan secara otomatis dan dapat berfungsi sebagai "bahan baku" untuk berbagai macam aplikasi: kita dapat menggunakan analitik streaming untuk mengidentifikasi pola indikator dan menghasilkan beberapa peristiwa bisnis berdasarkan basisnya, seperti keadaan tidak berfungsinya mode operasi robot atau mode out-of-band.

Aplikasi yang lebih menarik dari data yang dikumpulkan adalah pemrosesannya menggunakan algoritma pembelajaran mesin dan penerapan skenario pemeliharaan prediktif berdasarkan ini. Skenario ini diimplementasikan secara standar oleh produk SAP. Namun, dalam kerangka proyek integrasi ini, skenario utama adalah produksi, sehingga pertukaran layanan (Gbr. 4) diimplementasikan sebagai aplikasi untuk pemantauan visual dari indikator utama robot. Aplikasi ini dikembangkan menggunakan layanan cloud pengembangan cepat aplikasi IoT SAP Leonardo IoT.


Gambar 4 Pertukaran informasi “Layanan”

Pengalaman integrasi lain yang sukses menunjukkan bahwa, secara umum, teknologi informasi dan elemen individu mereka sepenuhnya siap untuk membangun solusi industri dalam paradigma Industri 4.0. Kita sering mendengar cerita tentang "kumpulan satu salinan", "produksi tanpa orang", "produksi massal sesuai pesanan" Keputusan serupa muncul, termasuk dalam luasnya negara kita. SAP secara aktif mempromosikan dan mengimplementasikan pendekatan Perusahaan Intelektual dan serangkaian teknologi yang ada sekarang memungkinkan Anda untuk membangun perusahaan sebagai organisme cyber-fisik lengkap. Di mana ini akan mengarah - lihat segera.

Anton Nozdrin, Arsitek Solusi Bisnis SAP CIS