ในยุคที่ทุกอุตสาหกรรมกำลังขับเคลื่อนด้วย Digital Transformation และการก้าวเข้าสู่ Smart Factory สิ่งหนึ่งที่เป็นความท้าทายสูงสุดของทั้งวิศวกรระบบและผู้บริหารมาโดยตลอดก็คือ
"ช่องว่างระหว่างฝั่งปฏิบัติการ (OT) และฝั่งเทคโนโลยีสารสนเทศ (IT)"
ในฐานะผู้เชี่ยวชาญด้านระบบควบคุมและเทคโนโลยีอุตสาหกรรม เห็นภาพนี้ชัดเจนมากครับ หน้างานในโรงงานเรามีข้อมูลมหาศาลจาก PLC ที่วิ่งอยู่ตลอดเวลา ในขณะที่ฝั่งสำนักงานหรือฝ่ายบริหารก็มี SQL Database ที่พร้อมจะนำข้อมูลไปวิเคราะห์เพื่อวางแผนธุรกิจ แต่ในอดีต สองฝั่งนี้กลับคุยกันคนละภาษา เหมือนมีกำแพงหนาๆ กั้นอยู่ ทำให้การดึงข้อมูลออกมาใช้งานจริงเป็นเรื่องที่ยุ่งยากและมีต้นทุนสูง
นั่นคือเหตุผลที่ทีมงาน Appomax อยากหยิบบทความแชร์ประสบการณ์และเคล็ดลับระดับโลกจาก Inductive Automation (Ignition) ชิ้นนี้ มาเรียบเรียงให้ทุกท่านได้อ่านกัน เพราะบทความนี้จะทลายกำแพงนั้นลง และเปิดมุมมองให้เห็นว่า เมื่อเราเชื่อมต่อ PLC เข้ากับ SQL Database ได้อย่างสมบูรณ์แบบแล้ว มันจะช่วยปลดล็อกศักยภาพ ลดต้นทุน และสร้าง "พลัง" ให้กับกระบวนการผลิตของคุณได้อย่างไรบ้าง
มาร่วมเจาะลึก 12 แนวทางที่จะเปลี่ยนข้อมูลหน้างานให้กลายเป็นขุมทรัพย์ทางธุรกิจไปพร้อมกันเลยครับ!
1. การเก็บประวัติข้อมูลพร้อมบริบท (History with Context)
SQL Bridge สามารถให้ข้อมูลเชิงบริบท (Contextual data) ได้ โดยการนำข้อมูลที่ได้รับมาจาก PLC มาผสมผสานเข้ากับข้อมูลที่รวบรวมโดย Tag Historian Module ทั้งนี้ SQL Database จะทำหน้าที่จัดเก็บข้อมูลสภาพแวดล้อมภายนอก เช่น ใบสั่งงาน (Work orders), การมีปฏิสัมพันธ์ของผู้ปฏิบัติงาน (Operator interactions), รหัสสินค้า (Product codes) และอื่นๆ เพื่อให้เห็นภาพรวมที่สมบูรณ์ของเหตุการณ์หรือชุดข้อมูลนั้นๆ ในขณะที่ Tag Historian Module จะสนับสนุนข้อมูลในอดีต (Historical data) ซึ่งจะทำงานร่วมกับการเชื่อมต่อฐานข้อมูลของ SQL Bridge เพื่อให้ได้ข้อมูลเชิงบริบท จากนั้นจึงส่งต่อไปยังหน้าจอ HMI หรือจอแสดงผลอื่นๆ ได้
2. การซิงโครไนซ์ PLC ตั้งแต่สองตัวขึ้นไปผ่าน SQL Database (Synchronize Two or More PLCs Through a SQL Database)
บ่อยครั้งที่กระบวนการทำงานจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นหาก PLC หลายๆ ตัวสามารถสื่อสารระหว่างกันได้ในขณะที่มีการบันทึกจุดข้อมูล (Data points) หรือเมื่อมีเหตุการณ์ถูกกระตุ้น (Events triggered) ด้วย SQL Bridge ข้อมูลที่ดึงมาจาก PLC ตัวใดตัวหนึ่งจะสามารถกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงหรือสูตรการผลิต (Recipe) ใหม่ได้ และข้อมูลหรือค่าต่างๆ ในฐานข้อมูลก็สามารถส่งข้อความไปยัง PLC หลายตัวพร้อมกันได้ในเวลาเดียวกัน การซิงโครไนซ์ PLC (PLC synchronization) นั้นมีความสำคัญมากกับสูตรการผลิตหรือเหตุการณ์ที่เกี่ยวข้องกับเวลา เพราะหาก PLC ทำงานโดยใช้ตัวจับเวลา (Timers) หรือนาฬิกา (Clocks) ของตัวเอง ก็อาจเกิดการขัดแย้งกันเองได้ง่าย ซึ่งจะนำไปสู่ความผิดพลาดในกระบวนการผลิต แต่ด้วย SQL Bridge คุณจะสามารถตั้งเวลาและเชื่อมต่อกับ PLC แต่ละตัวเพื่อให้ทุกตัวทำงานตามตารางเวลาเดียวกันได้
3. การสแกนบาร์โค้ด (Barcode Scanning)
บาร์โค้ดใดๆ ก็ตามสามารถสแกนแล้วส่งข้อมูลไปยังฐานข้อมูลได้ด้วย SQL Bridge โดยบาร์โค้ดจะช่วยระบุตัวตนของสินค้าภายในระบบ ทำให้การอัปเดตและกระบวนการต่างๆ รวดเร็วยิ่งขึ้น ยกตัวอย่างเช่น ระบบจัดการสัมภาระในสนามบินที่ต้องสแกนกระเป๋าเดินทางหลายพันชิ้นในแต่ละวันเพื่อส่งไปยังอาคารผู้โดยสารที่ถูกต้อง แทนที่จะต้องลงทุนติดตั้งระบบสแกนบาร์โค้ดที่มีราคาแพง สนามบินและองค์กรอื่นๆ สามารถเปิดใช้งานการสแกนบาร์โค้ดได้อย่างรวดเร็วและประหยัดค่าใช้จ่าย โดยการเพิ่มคำสั่งง่ายๆ ลงใน SQL Bridge ซึ่ง PLC จะทำหน้าที่สแกนแท็ก (Tag) และส่งข้อมูลไปยังฐานข้อมูลผ่าน SQL Bridge จากนั้นฐานข้อมูลจะส่งคำสั่งกลับมายัง PLC ตามข้อมูลบาร์โค้ด เพื่อสั่งการให้ส่งสัมภาระไปยังตำแหน่งที่ถูกต้องต่อไป
4. ตัวจัดลำดับขั้นตอนการทำงาน (Sequencer)
SQL Bridge สามารถรองรับฟังก์ชันการทำงานของตัวจัดลำดับ (Sequencer) เพื่อติดตามสินค้าและดูว่าเกิดอะไรขึ้นกับสินค้านั้นบ้างในขณะที่เคลื่อนที่ไปตามสายการผลิต ตัวอย่างเช่น ในโรงงานผลิตรถยนต์ หุ่นยนต์ที่ทำหน้าที่เชื่อมชิ้นส่วนต่างๆ จะต้องทำตามขั้นตอนการทำงาน (Sequences of actions) ที่แตกต่างกันออกไปขึ้นอยู่กับรุ่นของรถยนต์ที่กำลังทำอยู่ โดยอันดับแรก เครื่องจักรจะต้องระบุให้ได้ก่อนว่ารถยนต์คันนั้นเป็นรุ่นอะไร (ซึ่งอาจใช้การสแกนบาร์โค้ด) จากนั้นข้อมูลดังกล่าวจะถูกส่งไปยัง SQL Database และ SQL Bridge จะทำหน้าที่ส่งคำแนะนำในการเชื่อมชิ้นส่วนของหุ่นยนต์ตัวนั้นกลับมายัง PLC อีกที
5. การจับคู่ค่าของ PLC เข้ากับ Stored Procedures (Mapping Out PLC Values to Stored Procedures)
ในบางครั้ง ผู้ปฏิบัติงานอาจต้องการจับคู่ค่าเฉพาะจาก PLC เพื่อใช้เป็นอินพุต (Inputs) หรือเอาต์พุต (Outputs) ให้กับ Stored Procedure ในฐานข้อมูล เมื่อ PLC ถูกกระตุ้นโดยเหตุการณ์หนึ่งๆ SQL Bridge จะสามารถจับคู่ค่าของ PLC นั้นเข้ากับ Stored Procedure ได้ ซึ่ง Stored Procedure จะใช้ลอจิก (Logic) ของตัวเองประมวลผลตามค่าที่ได้รับ แล้วส่งค่ากลับมาเขียนลงใน PLC ฟังก์ชันเหล่านี้จำนวนมากสามารถทำงานตามตัวจับเวลา ตารางเวลา และตัวกระตุ้น (Triggers) ได้ การจัดเก็บกระบวนการเหล่านี้ไว้ในฐานข้อมูลจะช่วยให้ซอฟต์แวร์และ PLC ของคุณมีความสะอาด (Cleaner) และทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ในขณะเดียวกันก็ยังสามารถจับคู่ค่าของ PLC เพื่อการติดตามผลได้ด้วย
6. ตัวจัดตารางเวลา (Scheduler)
ฐานข้อมูลของคุณสามารถสื่อสารตารางเวลาไปยัง PLC สำหรับฟังก์ชันที่ทำงานตามเวลา (Time-based functions) ใน SQL Bridge Module ได้ ตัวอย่างเช่น การสื่อสารกับระบบสปริงเกอร์รดน้ำขนาดใหญ่ ซึ่งจะช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถตั้งตารางเวลาให้ตัวควบคุมวาล์ว (Valve controllers) เปิดและปิดระบบตามเวลาของวันได้ การเชื่อมต่อตัวควบคุมเหล่านี้ผ่าน PLC ไปยังฐานข้อมูล จะทำให้ SQL Bridge สามารถส่งตารางเวลาที่กำหนดไว้ไปยังระบบได้ หรือสามารถเปลี่ยนตารางเวลาได้หากมีตัวแปรต่างๆ เช่น สภาพอากาศ ที่ส่งผลกระทบต่อกระบวนการทำงาน โดยข้อความเหล่านี้อาจเชื่อมต่อผ่านโปรโตคอล MQTT ไปยัง SQL Bridge และฐานข้อมูล หรือจะใช้วิธีการส่งข้อความในรูปแบบที่พื้นฐานกว่านั้นก็ได้ ซึ่ง MQTT จะช่วยให้สามารถผลักข้อมูล (Push) ไปยังฐานข้อมูลได้โดยตรง แทนที่จะต้องคอยดึงค่า (Pull) จากระบบที่อยู่ห่างไกล (Remote system)
7. การจัดการสูตรการผลิตที่มีประสิทธิภาพ (Efficient Recipe Management)
ในบางครั้ง ผู้ปฏิบัติงานหรือวิศวกรระบบควบคุมอาจจัดเก็บสูตรการผลิต (Recipe) ไว้ใน PLC โดยตรง ซึ่งมักจะทำเพื่อความสะดวกหรือเพราะคิดว่าไม่มีทางเลือกอื่นในการจัดเก็บ แต่น่าเสียดายที่สิ่งนี้อาจส่งผลให้ตัวควบคุม (Controller) ทำงานได้ไม่ดีเท่าที่ควร เนื่องจาก PLC จะทำงานได้ดีที่สุดเมื่อเก็บข้อมูลไว้ให้น้อยที่สุด
ในทางกลับกัน ฐานข้อมูล (Databases) มีพื้นที่จัดเก็บที่ไม่จำกัด จึงทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการจัดเก็บสูตรการผลิต ทั้งนี้ ตัว PLC เองสามารถกระตุ้นให้เกิดการสื่อสารเพื่อดึงสูตรการผลิตมาจากฐานข้อมูลได้ หรือสูตรการผลิตใหม่ล่วงหน้าอาจถูกกระตุ้นโดยผู้ปฏิบัติงาน หรือทำงานตามตารางเวลาที่กำหนดไว้ (คุณสามารถรับชมการสาธิตแบบเต็มรูปแบบของความสามารถในการจัดการสูตรการผลิตของ SQL Bridge ได้)
8. การประยุกต์ใช้ OEE แบบง่าย และเวลาดาวน์ไทม์ของ OEE (Simple OEE Implementation & OEE Downtime)
แม้ว่า Sepasoft จะมีโมดูลที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับฟังก์ชัน OEE ที่แข็งแกร่งใน Ignition แต่ถ้าคุณกำลังมองหาวิธีที่รวดเร็วในการดึงข้อมูล OEE แบบง่ายๆ SQL Bridge ก็สามารถรองรับการเขียน Query เหล่านี้ได้เช่นกัน โดย SQL Database จะจัดเก็บเหตุการณ์ต่างๆ ที่บันทึกโดย PLC และเก็บประวัติบันทึกเวลาดาวน์ไทม์ (Downtime records) เอาไว้ ซึ่งการวิเคราะห์ข้อมูลดังกล่าวอย่างง่ายๆ จะช่วยให้คุณได้ข้อมูล OEE Downtime ออกมา สำหรับ OEE นั้น ตัวนับ (Counters) ใน PLC สามารถคำนวณค่า OEE ได้ได้อย่างมีประสิทธิภาพตามเกณฑ์เวลา เมื่อใดก็ตามที่ค่ามีการเปลี่ยนแปลง หรือเมื่อใดก็ตามที่ต้องการข้อมูล และบันทึกนั้นสามารถถูกเพิ่มเข้าไปยังฐานข้อมูลได้
เนื่องจาก SQL Bridge มีความสามารถด้าน OEE แต่ไม่ได้ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อ OEE โดยเฉพาะ ข้อมูลที่รวบรวมได้จึงจำเป็นต้องนำไปใส่ไว้ในตาราง (Table) การตั้งค่าตาราง OEE ด้วย SQL Bridge จะทำให้คุณสามารถรับการแจ้งเตือนเกี่ยวกับดาวน์ไทม์ (Downtime) และอัปไทม์ (Uptime) พร้อมกับข้อมูลเชิงบริบท (Contextual data) เช่น ใครเป็นผู้ปฏิบัติงาน หรือเครื่องจักรเครื่องไหนที่หยุดทำงาน เมื่อมีการบันทึกข้อมูลร่วมกับข้อมูลเชิงบริบท ชุดข้อมูลนี้จะมีความสำคัญและมีค่าต่อผู้ปฏิบัติงานระบบรวมถึงบริษัทมากยิ่งขึ้น
9. การติดตามกระบวนการผลิต (Production Tracking)
SQL Bridge ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานทราบว่ามีผลิตภัณฑ์ใดบ้างที่เคลื่อนผ่านเครื่องจักรตัวไหนในโรงงาน หลังจากป้อนข้อมูลที่จำเป็นทั้งหมดลงใน SQL Database และด้วยความรู้เกี่ยวกับการเขียน SQL Queries คุณจะสามารถนำระบบต่างๆ มาประยุกต์ใช้เพื่อติดตามการผลิตได้ กระบวนการนี้สามารถบันทึกข้อมูลสำหรับการตรวจสอบลำดับขั้นตอน (Monitor sequencing), OEE และ KPI อื่นๆ
นอกจากนี้ ผู้ปฏิบัติงานยังสามารถรวบรวมข้อมูลสำหรับการตรวจสอบย้อนกลับ (Traceability) ได้ เช่น จำนวนผลิตภัณฑ์ที่กำลังผลิต, ใบสั่งงานที่เกี่ยวข้อง และหมายเลขล็อต (Lot numbers) ยิ่งไปกว่านั้น ความสามารถในการติดตามการผลิตของ SQL Bridge ยังช่วยให้ฐานข้อมูลสามารถแจ้งเตือนไปยัง PLC ได้เมื่อระบบเกิดการล่ม (Crash) และแม้ว่าฐานข้อมูลจะเกิดความล้มเหลว (Database failure) ข้อมูลก็ยังคงถูกแคช (Cached) และจัดเก็บเอาไว้เพื่อนำไปป้อนเข้าสู่ระบบในภายหลังได้
10. การทำงานร่วมกับ PLC (Handshaking with PLCs)
หนึ่งในความสามารถหลักของ SQL Bridge Module คือการเปิดใช้งานฟังก์ชัน Handshaking ร่วมกับ PLC ซึ่งช่วยให้ PLC สามารถซิงโครไนซ์เข้ากับระบบ SCADA ได้ โดย Ignition จะทำการ Handshake เพื่อบอก PLC ว่าการดำเนินการนั้นเสร็จสิ้นแล้ว ไม่ว่าจะเกิดความสำเร็จหรือล้มเหลวภายในการดำเนินการนั้น ก็สามารถค้นหาเหตุการณ์และส่งสัญญาณ Handshake ขึ้นไปยังฐานข้อมูลหรือลงไปยัง PLC ได้อย่างง่ายดาย
ความสามารถนี้ยังช่วยให้ Ignition แจ้งเตือนไปยัง PLC ท้องถิ่น (Local PLC) ได้ว่ากระบวนการเสร็จสิ้นสมบูรณ์แล้วหรือไม่ และประสบความสำเร็จหรือล้มเหลว เนื่องจากระบบ Handshaking ถูกสร้างมาในตัว (Built-in) จึงเป็นวิธีที่สมบูรณ์แบบในการทำให้ SCADA และ PLC เชื่อมต่อกันอยู่เสมอเพื่อการสื่อสารและการตรวจสอบระบบ
11. การนำข้อมูลและการควบคุมแบบเรียลไทม์ไปใช้ร่วมกับแอปพลิเคชันภายนอก (Putting Real-Time Data & Control with Third-Party Applications)
ด้วย SQL Bridge คุณสามารถใช้ SQL Database ในการจัดเก็บข้อมูลแบบเรียลไทม์ (Real-time information) ได้ ในภาคส่วน IT นั้นมีแอปพลิเคชันมากมายที่ทำงานร่วมกับระบบ SQL ซึ่งช่วยให้ SQL Bridge สามารถส่งต่อข้อมูลเพิ่มเติมระหว่างแอปพลิเคชัน, ฐานข้อมูล และ PLC ได้ โดยไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อแอปพลิเคชันเข้ากับ PLC โดยตรง
ฟังก์ชันการทำงานนี้เป็นฟังก์ชันของ SQL Bridge ที่หลายคนอาจยังไม่ค่อยรู้ และมันเปิดโอกาสให้ผู้ปฏิบัติงานและวิศวกรได้ใช้ประโยชน์จากทรัพยากร IT ภายนอกได้อย่างมากมาย ตัวอย่างเช่น SQL Database ของคุณสามารถจัดเก็บค่าแบบเรียลไทม์ไว้ในฐานข้อมูล เพื่อให้แอปพลิเคชันภายนอก (Third-party application) สามารถ Query แท็กหรือค่าเหล่านั้น และค้นหาข้อมูลที่จำเป็นเพื่อให้แอปพลิเคชันทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด การประยุกต์ใช้งานเครื่องมือเชื่อมต่อนี้ที่เป็นประโยชน์ ได้แก่ หน้าจอในสายการผลิต (Production-floor screens), HMI และความสามารถในการควบคุมผ่านหน้าเว็บ (Webpage control)
12. เครื่องมือ ETL
เครื่องมือ Extract, Transform, Load (ETL) มักใช้สำหรับคลังข้อมูล (Data warehousing) ในระบบจัดการฐานข้อมูลทั่วไป ในระหว่างกระบวนการนี้ ผู้ปฏิบัติงานจะดึงข้อมูล (Extract) จากระบบต่างๆ นำมาคัดกรองหรือแปลงข้อมูล (Parse) ใส่เข้าไปในฐานข้อมูล และนำไปใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน
เครื่องมือ ETL ช่วยให้คุณสามารถรันและจัดตารางเวลากระบวนการต่างๆ ในระดับสูงได้ โดยการรวบรวม แปลงข้อมูล และจัดเก็บข้อมูลไว้ในฐานข้อมูล จากนั้นจึงโหลดค่า (Load) ลงไปยัง PLC กระบวนการ ETL สามารถรันได้ด้วยการเขียนโค้ด แต่ Stored Procedure ก็สามารถทำหน้าที่นี้ได้เช่นกัน ประโยชน์ของการทำฟังก์ชันนี้ผ่าน SQL Bridge คือการที่มันใช้การเขียนสคริปต์ (Scripting) น้อยลง และทำให้ลอจิก (Logic) ใน Ignition มีความเรียบง่ายยิ่งขึ้น