Kiến trúc hệ thống robot kết nối MES và ERP trong nhà máy hiện đại

Trong nhà máy hiện đại, khi được kết nối với MES & ERP, robot có thể trở thành một mắt xích quan trọng trong toàn bộ chuỗi quản lý & điều hành sản xuất, từ tiếp nhận kế hoạch, thực hiện công việc đến cập nhật dữ liệu & báo cáo. Để mô hình này hoạt động ổn định, doanh nghiệp cần xây dựng kiến trúc hệ thống robot kết nối MES và ERP trong nhà máy một cách bài bản. Kiến trúc phù hợp giúp dữ liệu được luân chuyển giữa các tầng quản lý & thiết bị sản xuất, hạn chế nhập liệu thủ công, tăng khả năng giám sát, đồng thời tạo nền tảng cho nhà máy thông minh.

Kiến trúc hệ thống robot kết nối MES và ERP trong nhà máy là gì?

Kiến trúc hệ thống robot kết nối MES và ERP trong nhà máy là mô hình tổ chức các thiết bị robot, hệ thống MES, ERP, PLC, SCADA, máy móc sản xuất & các lớp trung gian để tạo thành một hệ thống dữ liệu thống nhất. Trong mô hình này, mỗi hệ thống đảm nhận một vai trò riêng:

– ERP: quản lý hoạt động ở cấp doanh nghiệp như kế hoạch tổng thể, đơn hàng, vật tư, kho, tài chính, nguồn lực

– MES: quản lý & điều hành hoạt động sản xuất ở cấp nhà máy, theo dõi lệnh sản xuất, tiến độ, chất lượng, nguyên vật liệu, hiệu suất 

– Robot: thực hiện các công việc trực tiếp trên dây chuyền như gắp – đặt, hàn, lắp ráp, cấp phôi, đóng gói, palletizing,…

– PLC: điều khiển máy móc & thiết bị tại tầng tự động hoá 

– SCADA/HMI: giám sát trạng thái thiết bị, quy trình & các thông số vận hành 

– Middleware/API/Gateway: đóng vai trò trung gian giúp hệ thống & thiết bị giao tiếp với nhau 

Thay vì robot chỉ nhận lệnh từ bộ điều khiển, robot có thể nhận nhiệm vụ dựa trên dữ liệu sản xuất từ MES & ERP, đồng thời gửi trạng thái thực hiện ngược trở lại hệ thống. 

Các tầng trong kiến trúc hệ thống robot kết nối MES & ERP

Kiến trúc hệ thống robot kết nối MES & ERP được phân chia thành nhiều tầng để dễ dàng quản lý & mở rộng.

Tầng 1: ERP – Quản lý doanh nghiệp 

ERP (Enterprise Resource Planning) nằm ở tầng quản trị cao, tập trung vào các thông tin như đơn hàng, nhu cầu sản xuất, kế hoạch sản xuất tổng thể, quản lý nguyên vật liệu, quản lý tồn kho, mua hàng, nhân sự, chi phí sản xuất, tài chính – kế toán. Thông thường, ERP trao đổi dữ liệu với MES để tránh tạo ra kiến trúc quá phức tạp. 

Tầng 2: MES – Điều hành sản xuất

MES là lớp kết nối quan trọng giữa quản trị doanh nghiệp & tầng sản xuất. MES có thể tiếp nhận dữ liệu từ ERP & thực hiện các nhiệm vụ như quản lý lệnh sản xuất, theo dõi tiến độ, điều phối công đoạn, quản lý nguyên vật liệu, quản lý chất lượng, theo dõi hiệu suất thiết bị, truy xuất nguồn gốc, quản lý nhân công, thu thập dữ liệu sản xuất theo thời gian thực. 

Đặc biệt, MES có thể phân phối nhiệm vụ xuống các khu vực sản xuất dựa trên trạng thái thực tế của dây chuyền.

Tầng 3: Middleware/API/Industrial Gateway

Đây là lớp trung gian giúp giải quyết vấn đề giao tiếp giữa các hệ thống có giao thức & cấu trúc dữ liệu khác nhau. Middleware có thể đảm nhận nhiệm vụ chuyển đổi dữ liệu, đồng bộ thông tin, quản lý API, xử lý hàng đợi dữ liệu, kiểm soát kết nối, ghi log dữ liệu & xử lý lỗi truyền thông. 

Thay vì kết nối trực tiếp ERP với từng robot, kiến trúc có thể được tổ chức theo dạng: ERP ↔ MES ↔ Middleware/Gateway ↔ PLC/Robot. Cách này giúp giảm sự phụ thuộc giữa các hệ thống & thuận tiện hơn khi mở rộng dây chuyền. 

Tầng 4: PLC, SCADA, HMI – Tầng điều khiển

Ở tầng này, PLC thường chịu trách nhiệm điều khiển máy móc & thiết bị. Robot có thể phối hợp với PLC để thực hiện một chu trình sản xuất. Trong khi đó, SCADA có thể cung cấp giao diện giám sát toàn bộ dây chuyền. HMI được sử dụng để nhân viên vận hành theo dõi & thao tác tại từng máy/khu vực. 

Tầng 5: Robot, thiết bị sản xuất

Đây là tầng trực tiếp tạo ra sản phẩm. Robot có thể bao gồm robot công nghiệp, robot cộng tác (cobot), robot lắp đặt, robot hàn, robot lắp ráp, robot đóng gói, robot cấp phôi, robot palletizing,… Tại tầng này, robot thực hiện nhiệm vụ dựa trên chương trình điều khiển & các tín hiệu từ hệ thống tự động hoá. 

Luồng dữ liệu trong kiến trúc Robot – MES – ERP trong nhà máy 

ERP → MES → Gateway/Middleware → PLC/Robot → Gateway → MES → ERP. Cụ thể:

– ERP tạo nhu cầu sản xuất: ERP tiếp nhận đơn hàng & xác định nhu cầu sản xuất

– MES tiếp nhận kế hoạch: MES nhận dữ liệu từ ERP & tạo/phân bổ các lệnh sản xuất 

– MES điều phối xuống dây chuyền: MES xác định công đoạn, máy móc/robot phù hợp để thực hiện

– Robot thực hiện: robot nhận nhiệm vụ thông qua hệ thống điều khiển & thực hiện công việc 

– Robot gửi dữ liệu về: sau khi hoàn thành, trạng thái & kết quả được truyền về hệ thống 

– MES cập nhật: MES cập nhật sản lượng, tiến độ, trạng thái thiết bị & các dữ liệu liên quan

– ERP nhận kết quả: các thông tin cần thiết được đồng bộ về ERP để phục vụ quản lý đơn hàng, kho, kế hoạch & báo cáo

>>> Xem thêm: Làm sao để tích hợp robot với phần mềm quản lý sản xuất MES?

Kiến trúc hệ thống robot kết nối MES và ERP trong nhà máy hiện đại là mô hình tích hợp nhiều tầng, trong đó ERP quản lý ở cấp doanh nghiệp, MES điều hành sản xuất, Middleware/Gateway đảm nhiệm kết nối, PLC/SCADA thực hiện điều khiển – giám sát & robot trực tiếp thực hiện công việc trên dây chuyền. 

Khi được thiết kế hợp lý, kiến trúc này giúp dữ liệu sản xuất được luân chuyển xuyên suốt, tăng khả năng giám sát, giảm thao tác thủ công & hỗ trợ doanh nghiệp nâng cao hiệu quả vận hành. Đây cũng là một trong những nền tảng quan trọng để doanh nghiệp từng bước xây dựng nhà máy thông minh, sản xuất tự động & quản trị sản xuất theo dữ liệu.

MYROBOT - Chúng tôi là chuyên gia trong mảng sản xuất, cung cấp và phân phối các hệ thống thiết bị robot phục vụ công nghiệp...Được khách hàng tin dùng tại Việt Nam.