Cách MES thu thập dữ liệu sản xuất từ máy móc

Hệ thống điều hành sản xuất MES đóng vai trò trung tâm, quản lý mọi hoạt động từ nguyên vật liệu đến thành phẩm. Nhưng làm sao để MES “nghe và hiểu” được ngôn ngữ của các dòng máy CNC, PLC hay robot trên dây chuyền? Hãy cùng tìm hiểu cách MES thu thập dữ liệu sản xuất từ máy móc. Tất cả sẽ được tổng hợp một cách trực quan, dễ hiểu nhất trong bài viết này.

Vì sao MES cần thu thập dữ liệu từ máy móc?

Việc thu thập dữ liệu trực tiếp từ máy móc là nền tảng giúp hệ thống MES quản lý và điều hành sản xuất theo thời gian thực. Thay vì phụ thuộc vào ghi chép thủ công, MES tự động tiếp nhận dữ liệu đảm bảo thông tin luôn chính xác và kịp thời.

• Loại bỏ việc nhập liệu thủ công: Dữ liệu được thu thập tự động từ máy móc, giảm sai sót do con người và tiết kiệm thời gian nhập liệu.
• Cập nhật dữ liệu theo thời gian thực: Mọi thay đổi về trạng thái thiết bị, sản lượng hay thông số vận hành đều được ghi nhận và hiển thị ngay trên hệ thống MES.
• Nâng cao độ chính xác của thông tin: Dữ liệu được lấy trực tiếp từ thiết bị giúp tăng tính tin cậy, hỗ trợ báo cáo và phân tích hiệu quả hơn.
• Hỗ trợ giám sát và tối ưu sản xuất: Thông qua dữ liệu thu thập được, doanh nghiệp có thể theo dõi OEE, phát hiện sự cố sớm, giảm downtime, kiểm soát chất lượng và đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu thực tế.

Các loại dữ liệu MES cần thu thập từ máy móc

Dữ liệu trạng thái máy: MES theo dõi trạng thái hoạt động của thiết bị như Running, Idle, Down, Maintenance. Để xác định thời gian chạy, dừng và bảo trì, từ đó đánh giá hiệu quả vận hành.

Dữ liệu hiệu suất sản xuất: Hệ thống ghi nhận tốc độ sản xuất, sản lượng, số lượng sản phẩm đạt, phế phẩm và chỉ số OEE. Những dữ liệu này giúp doanh nghiệp theo dõi năng suất và tối ưu hiệu quả sản xuất.

Dữ liệu thông số kỹ thuật: MES thu thập các thông số như nhiệt độ, áp suất, độ rung, dòng điện, điện năng tiêu thụ. Nhằm giám sát tình trạng thiết bị, kiểm soát chất lượng và hỗ trợ bảo trì.

Dữ liệu vận hành: Hệ thống lưu trữ các thông tin như mã lệnh sản xuất (Work Order), ID người vận hành, ca làm việc, thời gian vận hành và thời gian thiết lập máy. Những thông tin này đã quản lý tiến độ và truy xuất nguồn gốc sản phẩm chính xác.

Mô hình kiến trúc kết nối từ máy móc đến MES

Mô hình này giúp phân chia rõ vai trò của từng lớp trong hệ thống tự động hóa, từ thiết bị hiện trường đến phần mềm quản lý sản xuất.

Tầng 0/1 – Thiết bị hiện trường (Field Level)

Đây là tầng thấp nhất, bao gồm các máy móc, cảm biến, cơ cấu chấp hành, động cơ, van, biến tần và các thiết bị trực tiếp tham gia vào quá trình sản xuất. Tầng này tạo ra các dữ liệu vận hành như nhiệt độ, áp suất, tốc độ, lưu lượng, trạng thái thiết bị và các tín hiệu đầu vào/đầu ra.

Tầng 2 – Hệ thống điều khiển và giám sát

Tầng này gồm PLC, SCADA, HMI, CNC, DCS và các bộ điều khiển công nghiệp. PLC thực hiện điều khiển máy móc, trong khi SCADA thu thập, giám sát và lưu trữ dữ liệu từ hiện trường. Đây là lớp trung gian giúp chuẩn hóa dữ liệu trước khi truyền lên hệ thống quản lý.

Tầng 3 – Hệ thống điều hành sản xuất (MES)

MES tiếp nhận dữ liệu từ PLC hoặc SCADA để giám sát toàn bộ quá trình sản xuất theo thời gian thực. Hệ thống phân tích dữ liệu, quản lý lệnh sản xuất, theo dõi OEE, kiểm soát chất lượng, truy xuất nguồn gốc. Và cung cấp báo cáo phục vụ công tác quản lý và tối ưu hoạt động sản xuất.

MES thu thập dữ liệu sản xuất từ máy móc nào?

Thu thập dữ liệu trực tiếp từ PLC

PLC là bộ điều khiển trung tâm của máy móc và dây chuyền sản xuất, lưu trữ hầu hết các thông tin vận hành. MES có thể kết nối trực tiếp với PLC thông qua các giao thức công nghiệp như Modbus TCP/RTU, OPC UA, Profinet, EtherNet/IP hoặc Siemens S7 để tự động thu thập dữ liệu theo thời gian thực.

Các dữ liệu được thu thập bao gồm trạng thái máy, tốc độ vận hành, sản lượng, thời gian chạy – dừng, thông số công nghệ và các tín hiệu cảnh báo. Doanh nghiệp theo dõi hoạt động của thiết bị một cách chính xác mà không cần nhập liệu thủ công.

Thu thập dữ liệu thông qua SCADA

Trong nhiều nhà máy, MES không kết nối trực tiếp với PLC mà lấy dữ liệu thông qua hệ thống SCADA. SCADA đóng vai trò là lớp trung gian, thực hiện thu thập, lưu trữ và giám sát dữ liệu từ toàn bộ dây chuyền trước khi đồng bộ lên MES.

Thông qua SCADA, MES khai thác dữ liệu vận hành theo thời gian thực, dữ liệu lịch sử (Historical Data), các sự kiện (Event), cảnh báo (Alarm). Và xu hướng hoạt động của thiết bị để phục vụ quản lý sản xuất và phân tích hiệu suất.

Thu thập dữ liệu từ cảm biến và thiết bị IoT

MES kết nối với các cảm biến thông minh và thiết bị IoT để thu thập các thông số môi trường và tình trạng thiết bị liên tục. Các dữ liệu phổ biến gồm nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, lưu lượng, độ rung, dòng điện, điện năng tiêu thụ và nhiều thông số kỹ thuật khác.

Nguồn dữ liệu này giúp doanh nghiệp giám sát điều kiện sản xuất, kiểm soát chất lượng sản phẩm. Và phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường nhằm hỗ trợ bảo trì dự đoán.

Thu thập dữ liệu từ thiết bị thông minh

Ngoài PLC và SCADA, MES còn tích hợp với nhiều thiết bị sản xuất hiện đại như máy CNC, robot công nghiệp, hệ thống kiểm tra chất lượng tự động (Vision System), máy in mã vạch, đầu đọc RFID và các thiết bị đo lường khác.

MES tự động ghi nhận dữ liệu sản xuất, kết quả kiểm tra chất lượng, thông tin truy xuất nguồn gốc và trạng thái vận hành,….

Quy trình thu thập dữ liệu của MES

• Bước 1: Thiết bị và cảm biến phát sinh dữ liệu
  Trong quá trình sản xuất, máy móc, cảm biến và các thiết bị hiện trường liên tục tạo ra dữ liệu như nhiệt độ, áp suất, tốc độ, sản lượng và trạng thái hoạt động.
• Bước 2: PLC thu thập và xử lý tín hiệu
  PLC nhận các tín hiệu từ thiết bị, xử lý theo chương trình điều khiển và chuyển đổi thành dữ liệu số để phục vụ giám sát và quản lý.
• Bước 3: SCADA giám sát và lưu trữ dữ liệu (nếu có)
  SCADA thu thập dữ liệu từ PLC, hiển thị trạng thái thiết bị theo thời gian thực, lưu trữ dữ liệu lịch sử và gửi thông tin lên MES.
• Bước 4: MES tiếp nhận dữ liệu theo thời gian thực
  MES nhận dữ liệu từ PLC hoặc SCADA, đồng bộ với lệnh sản xuất để theo dõi tiến độ, hiệu suất máy móc và chất lượng sản phẩm.
• Bước 5: Phân tích và hiển thị dữ liệu
  Hệ thống tự động phân tích dữ liệu, tính toán các chỉ số như OEE, sản lượng, downtime và hiển thị trực quan trên Dashboard để người quản lý dễ dàng theo dõi.
• Bước 6: Báo cáo và hỗ trợ ra quyết định
  MES tự động tạo báo cáo, gửi cảnh báo khi phát hiện bất thường và cung cấp dữ liệu giúp doanh nghiệp đưa ra quyết định nhanh chóng, tối ưu hoạt động sản xuất.

Giải pháp MES tại ATSCADA.NET

ATSCADA.NET cung cấp giải pháp MES giúp doanh nghiệp tự động thu thập dữ liệu sản xuất từ PLC, SCADA, cảm biến IoT và các thiết bị công nghiệp theo thời gian thực. Hệ thống hỗ trợ đa dạng giao thức truyền thông phổ biến, đảm bảo khả năng kết nối với nhiều dòng PLC và thiết bị từ các hãng khác nhau. Đồng thời dễ dàng tích hợp với các hệ thống ERP, SCADA và hạ tầng tự động hóa hiện có.

Dữ liệu sau khi thu thập sẽ được phân tích và hiển thị trực quan trên Dashboard, hỗ trợ theo dõi tiến độ sản xuất, OEE, downtime, chất lượng sản phẩm,… ATSCADA.NET thiết kế và triển khai hệ thống MES theo quy trình sản xuất, mô hình vận hành và yêu cầu thực tế của từng doanh nghiệp. Tối ưu hiệu quả đầu tư và đáp ứng lộ trình chuyển đổi số trong sản xuất.

Xem thêm: MES kết nối với SCADA và PLC như thế nào?

Nếu doanh nghiệp đang tìm kiếm giải pháp MES phù hợp hoặc cần tư vấn về tích hợp với PLC, SCADA và các hệ thống hiện có. Hãy liên hệ ATSCADA.NET qua hotline để được đội ngũ kỹ sư hỗ trợ, khảo sát và tư vấn giải pháp phù hợp với nhu cầu thực tế của nhà máy.

ATSCADA - Cung cấp phần mềm ATSCADA - Hệ thống điều khiển giám sát & thu thập dữ liệu là sự lựa chọn phù hợp cho các dự án tích hợp hệ thống, IoT, dự án thành phố thông minh, nông nghiệp 4.0...Được khách hàng tin dùng tại Việt Nam.