Tuotantoautomaation standardit ja tiedonsiirto
Östman, Ari (2017)
Östman, Ari
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2017
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2017082714569
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2017082714569
Tiivistelmä
Insinöörityössä selvitettiin tuotantoautomaatioon ja integraatioon liittyvien standardien sisältöä ja merkitystä tuotantoympäristölle. Kysymyksiin standardien rajapinnoista ja päällekkäisyydestä pyrittiin löytämään vastaukset. Työssä selvitettiin kommunikaation merkitystä ja protokollia tuotantojärjestelmien välillä. Työ esittelee tuotannon kokonaistehokkuuden takana olevan metodologian sekä laskennan kokonaistehokkuuden osatekijöille.
Työn lähdemateriaalina on käytetty ammattikirjallisuutta sekä verkkojulkaisuja aiheista. Lähdemateriaalin hankintaan on käytetty pääasiassa MetCat-verkkopalvelun kansainvälisten e-aineistojen julkaisuja. Myös järjestöjen ja yritysten verkkojulkaisuja on hyödynnetty lähdemateriaaleina.
Tutkittavat standardit olivat The International Society of Automation -järjestön julkaisemat ISA-88 ja ISA-95 sekä The Organization for Machine Automation and Control -järjestön julkaisema pakkauskoneiden PackML-standardi. Tiedonsiirron osalta tässä työssä selvitettiin OPC UA -protokollaa sekä IBM:n kehittämää MQ Telemetry Transport -protokollaa. Työssä perehdyttiin OEE-kokonaistehokkuuden laskentaan, koska se on olennainen osa tuotantoympäristöä sekä PackML-standardia.
Julkaisut ISA-88 ja ISA-95 ovat toisiaan tukevia, tietyiltä osin samoja alueita käsitteleviä standardeja. ISA-88 on alun perin julkaistu panosprosessien hallintaan ja ISA-95 määrittämään yritysten toiminnanohjausjärjestelmien integraation yleiset mallit ja terminologian. Molemmat kuitenkin määrittävät MES-järjestelmien toiminnallisuutta ja rakennetta. PackML on ISA-88-standardiin pohjautuva pakkauskoneiden ohjaukseen keskittyvä standardi. Kommunikaatioprotokollien kohdalla erona on kommunikaation rakenne ja tarkoitus, johon niitä käytetään. OPC UA mahdollistaa suuren datamäärän lähettämisen, kun MQTT taas on parhaimmillaan lyhyiden viestien välittämisessä.
Työn kautta lukijalle syntyy käsitys standardien merkityksestä tuotantoautomaatioympäristölle. Työssä on selvennetty standardien tarkoitusta ja aluetta, jolle ne kohdistuvat. Lukija saa tämän työn avulla kuvan OEE-tuotantotehokkuuden määrityksistä ja laskennasta.
Työn lähdemateriaalina on käytetty ammattikirjallisuutta sekä verkkojulkaisuja aiheista. Lähdemateriaalin hankintaan on käytetty pääasiassa MetCat-verkkopalvelun kansainvälisten e-aineistojen julkaisuja. Myös järjestöjen ja yritysten verkkojulkaisuja on hyödynnetty lähdemateriaaleina.
Tutkittavat standardit olivat The International Society of Automation -järjestön julkaisemat ISA-88 ja ISA-95 sekä The Organization for Machine Automation and Control -järjestön julkaisema pakkauskoneiden PackML-standardi. Tiedonsiirron osalta tässä työssä selvitettiin OPC UA -protokollaa sekä IBM:n kehittämää MQ Telemetry Transport -protokollaa. Työssä perehdyttiin OEE-kokonaistehokkuuden laskentaan, koska se on olennainen osa tuotantoympäristöä sekä PackML-standardia.
Julkaisut ISA-88 ja ISA-95 ovat toisiaan tukevia, tietyiltä osin samoja alueita käsitteleviä standardeja. ISA-88 on alun perin julkaistu panosprosessien hallintaan ja ISA-95 määrittämään yritysten toiminnanohjausjärjestelmien integraation yleiset mallit ja terminologian. Molemmat kuitenkin määrittävät MES-järjestelmien toiminnallisuutta ja rakennetta. PackML on ISA-88-standardiin pohjautuva pakkauskoneiden ohjaukseen keskittyvä standardi. Kommunikaatioprotokollien kohdalla erona on kommunikaation rakenne ja tarkoitus, johon niitä käytetään. OPC UA mahdollistaa suuren datamäärän lähettämisen, kun MQTT taas on parhaimmillaan lyhyiden viestien välittämisessä.
Työn kautta lukijalle syntyy käsitys standardien merkityksestä tuotantoautomaatioympäristölle. Työssä on selvennetty standardien tarkoitusta ja aluetta, jolle ne kohdistuvat. Lukija saa tämän työn avulla kuvan OEE-tuotantotehokkuuden määrityksistä ja laskennasta.