SCADA, MES VE ERP'Yİ BİRLEŞTİRMEK İYİ BİR FİKİR Mİ?

Endüstri Okulu Genel Müdürü Coşkun Ermehan, SCADA, MES VE ERP sistemlerini birleştirmenin iyi bir fikir olup olmadığını sorguluyor.

SCADA, MES VE ERP'Yİ BİRLEŞTİRMEK İYİ BİR FİKİR Mİ?
Endüstrideara

Endüstri Okulu Genel Müdürü Coşkun Ermehan, SCADA, MES VE ERP sistemlerini birleştirmenin iyi bir fikir olup olmadığını sorguluyor.

Bu fikri tartışmadan önce bu sistemlerin işletmelerde hangi görevleri üstlendiklerini inceleyelim: 

ÜRETİM YÜRÜTME SİSTEMİ MES NEDİR?

Adından da anlaşılacağı gibi, MES çoğunlukla üretim sistemleri için uygulanmaktadır. MES ile üretim girdi / çıktı vb. süreçler ile ilgili rapor üretimi ve mal kayıtları, makbuzlar, bakım, çizelgeleme vb. gibi raporlama süreçleri yönetilir. Örneğin, bir üretim operasyonunda SCADA, süreç kontrolünün ana rolünü oynarken MES, kaynakları kontrol etmenin yanı sıra ilerleme hakkında ERP gibi diğer sistemleri bilgilendirmek için kullanılır. Kısaca MES, SCADA sistemleri ve ERP(Kurumsal kaynak planlama) arasında adeta bir köprü görevi görür.

MES’ler verimlilik vb. analizlerini yapabilmek için dataya ihtiyaç duyarlar. Bu datayı, öncelikle, mümkünse, makine arayüzlerinden TCP/IP vb. protokollerle, eğer makinenin alt yapısında bu datalar toplanmıyorsa o zaman da üçüncü parti ekipmanlar ile bu datayı toplarlar. Bu kapsamda sektörde bir çok üretici gerekli dataları toplamak için mikro PLC’ler tasarlamıştır. Bu PLC’ler genelde 4 giriş 2 çıkış gibi çok küçük I/O sayılarına sahiptir. Ancak bu kısıtlı giriş çıkışlar bile makinelerin verimliliklerini ölçecek bir çok datanın alınması için yeterli olmaktadır. Örneğin bir makineden kaç adet ürün geçtiğini sayan sensörler hard wired (fiziki kablo) ile girişlere bağlanırken, varsa uyarı vb. sistemleri mikro PLC’lerin çıkışlarına bağlanır. Bu mikro PLCler yoluyla toplanan datalar internet ile MES hizmet sağlayıcı firmanın sunucularına aktarılır. Bu sunucularda toplanan veriler ise kullanıcılara sunulan arayüzler ile görselleştirilir.


 
Şekil 1. Trex Cdas firmasının üretim datalarını toplamak için kullandığı micro PLC (I/O box)

NASIL İLETİŞİM KURARLAR?

Teknik olarak, SCADA ve MES, bir tesis prosesi için farklı seviyelerde bulunur, yani MES, SCADA’nın üzerindedir. Çoğu otomasyon için SCADA, doğrudan PLC’ye (tesis ekipmanından toplanan) bağlanacak ve tesis sürecine tanılamanın yanı sıra gerçek zamanlı kontrol gerçekleştirecektir.

MES, gerekli tüm tesis verilerini değiş tokuş etmek için SCADA’nın bir üst seviyesinde konuşlandırılır.

BİRLEŞTİRİLMELERİ HAKKINDA YAYGIN GÖRÜŞ NEDİR?

Aslında, Sistem Entegratörlerinin / proje mühendislerinin bir şekilde MES’i SCADA’nın içine “gömdüğü” gerçek durumlar vardır. Sebeplerden biri daha fazla proje bütçesi sağlamak, diğer ana sebep ise SCADA ve MES arasında, özellikle farklı satıcılar tarafından hizmet verildiğinde, olası bir çakışmayı önlemek olmaktadır. Bu durumlarda, projeler yalnızca MES’in envanter takibi ve bazı kaynakların raporlanması gibi basit görevleri yerine getirmesini gerektirebilir. Görevler basit ve data alışverişi nispeten az olduğunda SCADA içine gömülen MES sistemlerin sayesinde MES sistemlerine ilave yatırım yapmaya gerek kalmamaktadır.

Ancak, çoğu zaman, SCADA operatörler ve bakım personeli için, MES ise üretim amirleri ve hatta denetçiler için erişilebilir olacak şekilde tasarlanmıştır. Böylece mühendisler, SCADA sunucularını aynı anda bir MES olarak çalışacak şekilde yapılandırmak için kullanıcı rollerini ve çoklu istemci uygulamasını konfigüre ederler. Bu durum ise kullanıcısı farklı olan bu iki sistemi iyice karmaşık hale getirir. Yetkilendirilmeler iyi yapılmadığı taktirde üretim profesyoneli süreçlerle ilgili gereksiz ayrıntılarda boğulabilirler.

Şekil 2. SCADA, MES, ERP hiyerarşisi ve görevleri

Az önce de bahsedildiği gibi, sistem konsolidasyonu (birleştirilmesi), üretim / hizmet işletmelerinde maliyet avantajı sağlamak ve/veya sistemi basitleştirmek için zaman zaman tercih edilen bir yoldur. Ancak, kritik görev sistemleri söz konusu olduğunda, fayda/risk analizinin dikkatli bir şekilde yapılması gerekir. Eğer bu doğru şekilde yapılmaz ise SCADA sistemine aşırı yüklenme nedeniyle üretim süreçlerinde aksamalar yaşanabilir.

PEKİ BİRLEŞTİRMEK GERÇEKTEN İYİ BİR FİKİR Mİ?

Teknoloji yakınsaması hemen hemen her sektörde iyi bilinmektedir. Bunun en güzel örneği son tüketici teknolojisi sektöründe görülmektedir. Cep telefonlarımızın asıl işi olan telefon görüşmelerinin yanında, web sitelerini ziyaret etmemize, GPS ile yol tarifleri almamıza, görüntülü toplantılar yapmamıza, yüksek kaliteli fotoğraflar çekmemize yarayan bir cihaza dönüşmesini tecrübe ettik. Bu türden yakınsamalar sanayi sektöründe de zaman zaman olmaktadır.

Birkaç örnek vermek gerekirse, PLC’lerin yeteneklerini daha geniş endüstriyel bilgisayar yetenekleriyle birleştirilen software kontrolörler ile birleştirme uygulamalarından ve, endüstriyel robotikte toplama ve yerleştirmeyi geliştirmek için robot ve görüntü teknolojilerinin birleştirilmesini verebiliriz.

Özellikle endüstride mevcut teknolojilerin bu kombinasyonu iki amaca hizmet eder:

Her bir teknolojinin yeteneklerini her birinin kendi başına yapabileceklerinin ötesine genişletmek,
İhtiyaç duyulan data için gereken sistem operatörlerinin veya yöneticilerinin miktarını azaltmak.

Bunun erken bir örneği, MRP’nin (malzeme ihtiyaç planlaması) ERP’ye (kurumsal kaynak planlaması) evriminde görülmüştür. Burada sadece bir malzeme planlamasından çok tüm kaynak planlamasını ele alan ERP geliştirilerek MRP’nin evrilmesi sağlandı.

Son zamanlarda ise, MES (üretim yürütme sistemleri) ve SCADA (denetimsel kontrol ve veri toplama) teknolojilerini birleştirme fikirlerini sektördeki uzmanlardan duymaya başladık. Söz konusu sistemlerin birleştirilmesinin iyi bir fikir olup olmadığına karar vermek için bu sistemlerin nerede birbirine benzeştiğini, nerelerde farklılaştığını anlamamız gerekiyor:

Bu sistemlerin her ikisi de birçok farklı işlevi yerine getirmek için tasarlanmış yazılım araçlarıdır. MES, üretim siparişlerinizi ve bunlarla ilgili verileri yönetmek, ham üretim verilerinizin bir kısmını analiz etmek ve takip bilgileri gibi daha kullanışlı yönetim bilgilerine dönüştürmek veya ham verileri performans KPI’larına (temel performans göstergesi) şeklinde raporlanmasını sağlar. Ayrıca MES’lerin, SCADA sistemlerinizle gerçek zamanlı olarak iletişim kurması ve iş ve ERP sistemleriyle işlem bazında çalışması gerekir. SCADA tarafında, bu fabrika saha ekipmanlarına, özellikle PLC’lere, sensörlere ve diğer atölye cihazlarına bağlanma yeteneği ile tanımlanır; [bu cihazlardan gelen] ham veri kayıtları genellikle SCADA katmanında tutulur. En önemlisi, her iki sistem de cihaz verisi toplama ve görselleştirmeye odaklanır. Bunların ISA 95 veya Purdue Modeline göre seviyeleri aşağıdaki görselde verilmiştir.

Şekil 3. Purdue Modeli

Purdue modelinin sıfır düzeyi, gerçek zamanlı olarak gerçekleşen fiziksel üretim süreçleriyken dördüncü seviye iş sistemleri, genellikle haftalar bazında işler. Modelde seviye arttıkça dataların sekronizasyon sıklığı da düşer.  Seviye 2’deki bir SCADA sisteminin PLC’lerle çok daha hızlı iletişim kurabilmesi gerekir.  MES biraz daha uzun bir zaman ölçeğinde çalışır; genellikle ikinci seviye kontrol verilerine girmeyecek, daha çok saatlere veya vardiyalara veya bazen günlere veya haftalara odaklanır. İki sistemin hızları arasındaki bu fark, bu sistemlerin her birinin kullandığı protokolleri etkiler. SCADA’nın OPC, EtherNet/IP veya Modbus gibi endüstriyel protokollerle arayüz oluşturması gerekirken MES daha farklı iletişim protokollerini kullanır.

Örneğin, bir batch tankının sıcaklığını düşünün. Bir SCADA, tankın sıcaklık etiketinin her saniyedeki değerini bilmek ister. Tankın sıcaklığı istenmeyen seviyelere kaymaya başlarsa, SCADA sistemi, sistemin gidişatını gözlemleyeceğiniz ve gerekirse değerlere düzeltme vereceğiniz yer olacaktır. MES de tankın sıcaklığını önemser, ancak muhtemelen yalnızca gerçekten tehlikeli sınırlar dışına çıkıp çıkmadığını umursar ve gelecekteki kalite incelemesi için dataları toplar. Dolayısıyla, her iki sistem de aynı tür verilere bakar ancak, farklı amaçlara odaklanır. Örneğimizdeki tanktaki sıcaklık verisine ilave olarak tankın içine hangi hammaddenin girdiği bir barkod okuyucu tarafından okutulup SCADA’ya aktarılırsa, SCADA’da basit bir raporlama ile MES sistemi bypass edilebilir. Bu uygulama gibi nispeten basit uygulamalarda bu birleşme daha akla yatkın gibi görünmektedir.

İletişim hızlarındaki bu farklılıklar göz önüne alındığında, MES ve SCADA’yı birleştirme olasılığını reddetmek daha mantıklı görünebilir, ancak, “yığını düzleştirme – data parslama” kavramı, bu iki sistemin aynı düzlemde birleştirilmesinin yolunu açabilir.  Kontrol katmanınızı ve yönetim katmanınızı benzer bir platformda, bu iki işlev arasında bir tür kesintisiz olduğu benzer bir şekilde sunabiliyorsanız, arayüz karmaşasına son verebilirsiniz.

SCADA ve MES’i birleştirmenin iyi bir fikir mi olduğuna gelecek olursak;
•    Küçük projelerde, proje aşamasından itibaren tasarlanarak, sorunsuz bir şekilde SCADA’ya entegrasyon sağlanacaksa İYİ bir fikir,
•    SCADA sisteminin üretim süreçlerini kontrol etmek için tasarlanan yapısı üretim planlama sorumlularının aklını karıştırmayacak, onlara iyi bir arayüz sunulabilecekse İYİ bir fikir,
•    Data yönetimi ve işletme networküne aşırı bir yük olmayacak şekilde birleşme yönetilebilecekse SCADA ve MES sistemlerinin birleştirilmesi İYİ bir fikir olabilir.

BİRLEŞTİRMENİN FAYDASI NEDİR?

MES ve SCADA’yı birleştirme fikrinin arkasındaki ana itici güç, nihayetinde, lisans maliyetleri ve donanım ek yükü gibi şeyleri azaltmaktır. Bir diğer amaçlanan fayda, operatörlerin günlük olarak uğraşması gereken ekran sayısını ve süreç karmaşıklığını azaltmaktır. Bazı makinaların tek bir ekipmanını çalıştırmak için beş farklı ekran olabilir. Sistemlerin birleştirilmesi ile ekran sayısını efektif bir şekilde azaltabiliyorsanız, operatörlerin verimliliklerini artırabilirsiniz.

Bu tür avantajlara rağmen MES ve SCADA’yı birleştirmeyi düşünüyorsanız dikkatli olmanızı tavsiye ediyoruz. Birleştirilmiş bir MES ve SCADA sistemi, her ikisi de kendi başına data yoğun sistemler olduğundan çok fazla CPU gücü gerektirebiliyor. Hepsini bir araya getirerek süper bir sistem oluşturuyorsanız, bunları izlemek ve bakımını yapmak için fiziksel bilgi işlem gücüne sahip olduğunuzdan emin olmanız gerekir. Bu, SCADA için özellikle önemlidir çünkü gerçek zamanlı olarak çalışır ve kesinlikle çok kritiktir. Yavaş ağ hızları, sürecinizi efektif bir şekilde kontrol etme yeteneğinizi olumsuz yönde etkileyebilir.

Bu konuda sizin yaşadıklarınızı ve düşüncelerinizi paylaşırsanız seviniriz.

Kaynakça:

  • https://www.automationworld.com/control/article/21427502/is-combining-scada-and-mes-a-good-idea#next-slide
  • https://www.promanage.com/TR/7-blog/2542-uretim-yonetim-sistemi-mes-mom-teknolojisi/
  • https://www.integraxor.com/scada-mes/
  • https://www.promanage.com/TR/7-blog/2542-uretim-yonetim-sistemi-mes-mom-teknolojisi/
Güncelleme Tarihi: 24 Eylül 2021, 01:35
YORUM EKLE

Siemens - Otomasyon

Agora

Dergiler