การขยายขีดความสามารถของประสิทธิภาพการผลิตผ่านระบบนิเวศระบบอัตโนมัติแบบเปิด

Bosch Rexroth นิยามมาตรฐานของวิศวกรรมอุตสาหกรรมใหม่ด้วยการเปิดตัวแพลตฟอร์ม ctrlX AUTOMATION โซลูชันนี้เข้ามาทดแทนระบบควบคุมแบบดั้งเดิมที่ต้องสร้างขึ้นใหม่ทั้งหมดตั้งแต่เริ่มต้น โดยเปลี่ยนมาเป็นระบบนิเวศแบบเปิดในรูปแบบโมดูลาร์ ซึ่งช่วยลดระยะเวลาในการติดตั้งใช้งานเครื่องจักรใหม่อย่างเห็นได้ชัด และเพิ่มความยืดหยุ่นในการปฏิบัติงานของโรงงานผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ความท้าทายด้านการดำเนินงานในการลดระยะเวลาการนำผลิตภัณฑ์เข้าสู่ตลาด (Time-to-Market)
ภาคการผลิตยุคใหม่จำเป็นต้องมีความยืดหยุ่นในการปรับตัวสูง เนื่องจากโครงสร้างของคำสั่งซื้อและความต้องการของตลาดที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ทุกช่วงเวลาที่เกิดการหยุดชะงักของเครื่องจักร (Downtime) หรือความล่าช้าในการติดตั้งสายการผลิตใหม่ ล้วนส่งผลให้เกิดความสูญเสียทางการเงินโดยตรง

การเข้าหาระบบอัตโนมัติแบบดั้งเดิมที่ต้องสร้างสถาปัตยกรรมเฉพาะขึ้นมาใหม่ทั้งหมดตั้งแต่เริ่มต้นนั้น ใช้ทรัพยากรวิศวกรรมเป็นจำนวนมากและทำให้กระบวนการเริ่มเดินเครื่องจักรยาวนานขึ้น เพื่อขจัดคอขวดเหล่านี้ อุตสาหกรรมจึงจำเป็นต้องเปลี่ยนผ่านจากระบบควบคุมแบบปิดไปสู่คลังระบบส่วนประกอบซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์อัจฉริยะที่เปิดกว้างและพร้อมใช้งาน

สถาปัตยกรรมแพลตฟอร์มและการแปลงแอปพลิเคชันอุตสาหกรรมให้อยู่ในรูปแบบคอนเทนเนอร์
แพลตฟอร์ม ctrlX AUTOMATION บูรณาการเลเยอร์ฮาร์ดแวร์เข้ากับซอฟต์แวร์ โดยทำงานบนหลักการเดียวกับระบบปฏิบัติการของอุปกรณ์เคลื่อนที่ยุคใหม่ จุดศูนย์กลางในการบริหารจัดการฟังก์ชันการทำงานคือร้านค้าดิจิทัล ctrlX Store ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบนิเวศพันธมิตร ctrlX World ที่กว้างขึ้น รูปแบบนี้ช่วยให้สามารถติดตั้งใช้งานแอปพลิเคชันที่พัฒนาโดย Bosch Rexroth และผู้ให้บริการภายนอกได้ในทันที

ด้วยสถาปัตยกรรมนี้ การเชื่อมต่อเครื่องจักรเข้ากับระบบคลาวด์ เช่น Amazon Web Services (AWS) หรือ Microsoft Azure จะทำได้ง่ายเพียงแค่ติดตั้งแพ็กเกจซอฟต์แวร์สำเร็จรูป ระบบยังรองรับการติดตั้งระบบวิชันซิสเต็มขั้นสูงเพื่อควบคุมคุณภาพ ตลอดจนการใช้อัลกอริทึมปัญญาประดิษฐ์ (AI) สำหรับการบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์ (Predictive Maintenance) กระบวนการบูรณาการที่เคยต้องใช้เวลาทดสอบและเขียนโค้ดนานหลายสัปดาห์ ในปัจจุบันสามารถดำเนินการให้เสร็จสิ้นได้ภายในเวลาไม่กี่นาที

การกำหนดมาตรฐานกระบวนการผ่านแพ็กเกจแอปพลิเคชันแบบโมดูลาร์
เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพให้กับขั้นตอนทางวิศวกรรมที่ซ้ำซ้อน Bosch Rexroth ได้นำเสนอชุดเครื่องมือแก้ปัญหาสำเร็จรูป (Solution Kits) แพ็กเกจเหล่านี้ผสมผสานฮาร์ดแวร์ที่ผ่านการคัดสรรมาอย่างแม่นยำ รวมถึงชุดควบคุม ระบบขับเคลื่อน และมอเตอร์ เข้ากับโปรไฟล์ซอฟต์แวร์เฉพาะสำหรับกระบวนการทางอุตสาหกรรมแต่ละประเภท การกำหนดค่ารูปแบบนี้ช่วยลดความจำเป็นในการเขียนโปรแกรมกระบวนการพื้นฐานด้วยตนเองตั้งแต่เริ่มต้น

ตัวอย่างเช่น ชุดเครื่องมือสำหรับเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์จะมีบล็อกฟังก์ชันสำเร็จรูปที่รับผิดชอบการตัดฟิล์มอย่างแม่นยำ การซีลบรรจุภัณฑ์ และการลำเลียงผลิตภัณฑ์ที่ซิงโครไนซ์เข้าด้วยกัน ในขณะที่แพ็กเกจสำหรับหุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติ (AGV/AMR) จะมีเครื่องมือสำหรับการนำทางและการบริหารจัดการฝูงรถในทันที ความเป็นโมดูลาร์นี้ช่วยให้วิศวกรออกแบบสามารถเปลี่ยนไปมุ่งเน้นที่นวัตกรรมหลักและการปรับแต่งเครื่องจักรให้ตรงตามความต้องการเฉพาะของลูกค้าได้

ความสามารถในการทำงานร่วมกันระหว่างสภาพแวดล้อม IT/OT และความเป็นระบบเปิด
รากฐานของความยืดหยุ่นในแพลตฟอร์ม ctrlX AUTOMATION คือการใช้ระบบปฏิบัติการ Linux สภาพแวดล้อมนี้ช่วยให้นักพัฒนาซอฟต์แวร์มีอิสระในการเลือกเครื่องมือ และสามารถเขียนโค้ดได้ทั้งในภาษาโปรแกรมระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิม (ตามมาตรฐาน IEC 61131) และภาษาโปรแกรมระดับสูงยุคใหม่ เช่น Python, C++ หรือ JavaScript

มาตรฐานการแลกเปลี่ยนข้อมูลแบบเปิดช่วยให้การสื่อสารแบบสองทิศทางระหว่างระบบปฏิบัติการในส่วนหน้างาน (Shop Floor) และโครงสร้างระบบไอทีระดับบนมีความเรียบง่าย แพลตฟอร์มนี้สามารถรวมเข้ากับระบบบริหารจัดการการผลิต (MES) และระบบวางแผนทรัพยากรองค์กร (ERP) ได้อย่างราบรื่น ส่งผลให้องค์กรต่าง ๆ สามารถนำผลิตภัณฑ์ใหม่ออกสู่ตลาดได้เร็วขึ้น เพิ่มประสิทธิภาพต้นทุนการดำเนินงาน และสร้างความได้เปรียบทางการแข่งขันได้สูงสุด

เรียบเรียงโดย Maria Brueva บรรณาธิการ Induportals – ปรับปรุงโดย AI

www.boschrexroth.com