Kuidas andmed masinast kätte saada?

Umbes aasta tagasi tuli kokku rahvusvaheline IPC töögrupp (rahvusvaheline elektroonikatööstuse katuseorganisatsioon – toim). Välja hakati töötama ühiseid reegleid, et standardiseerida elektroonikatööstuses kasutatavate seadmete andmevahetust. Kui standardi väljatöötamine võtab reeglina 3–4 aastat, siis CFX-i (Connected Factory Exchange) võib nimetada edulooks – sisuliselt pandi esimene versioon standardist kokku aastaga.

„Tegemist on reaalsest vajadusest lähtuva algatusega, kuhu on kaasatud maailma suurimad elektroonika- ja IT-ettevõtted, nimetada võib nt JBC, Huawei, ASM, Heller, Yxlon, seejuures on selles nimekirjas esindatud nii Euroopa, USA kui Aasia riikide suurtootjad,“ selgitab Tallinna Polütehnikumi IT ja elektroonika kompetentsijuht Andres Ojalill, kes veab ka IPC standardite väljatöötamist Euroopas. „CFX-standard on hea näide, kuidas maailma suurimad on ühiselt kirja pannud, mis probleemid on vaja lahendada.“

Mis CFX täpsemalt on?

CFX on standard, mille laiem mõte on leppida kokku, kuidas elektroonikatööstuses kasutatavatest seadmetest koguda andmeid. Kui täna on kasutuses erinevad programmid, mis andmeid masinatest n-ö inimkeelde tõlgivad ja mida on lisaks vaja ka omavahel eraldi liidestada, siis CFX on tööriist, mis loob ühise keele. „CFX-standardi näol on tegemist nagu mobiilivõrguga. Kui helistada Hiinasse, siis töötab nii telefon kui GSM-võrk, aga hiina keelest ei saa aru. CFX on ka selle töö ära teinud ja ka keel on ühine,“ toob Ojalill näite.

Kui minna ajas tagasi, siis andmekogumise funktsioonid on tekkinud tootmisseadmetele ajapikku. Nii on erinevad masinatootjad reeglina välja töötanud oma andmeedastusprotokollid. Probleem tekibki juhul, kui pole võimalik osta ühelt ja samalt tootjalt kõiki seadmeid: masinatel on andmeedastuse võimekus küll olemas, kuid need ei oska omavahel suhelda. „Kuna masinad annavad välja erineva protokolliga ja erinevas keeles kirjutatud infot, ei jää tootjal muud üle, kui kaasata tarkvaraettevõte, kes oskaks kogu info tõlkida universaalsesse keelde,“ selgitab Ojalill, kuidas tootmisettevõtte jaoks tekib lisaaeg ja -kulu.

Ühise andmeedastusprotokolli loomine lähtub suuresti vajadusest analüüsida tootmises kasutatavate materjalide kasutust, et tootmist sujuvamalt planeerida, ennetada seisakuid ja vähendada laoseise. „Täna on info saamine tootmisest olnud keeruline, puudub täpne reaalajas ülevaade materjalide kasutusest ja tootmise pudelikaeladest. See võib tingida, et ka masinad pole tootmises maksimaalselt töös ja seisavad alakasutatult,“ selgitab Ojalill, et eesmärk on Industry 4.0 mõistele anda praktiline väljund. „Kui on olemas reaalaja info sellest, kus on tootmise pudelikaelad, milline on masinate jõudlus ja materjalikasutus, saab teha ka otsuseid, kuidas tootmist paremini korraldada ja kulutada ressursse sinna, kuhu täpselt vaja.“

Valmis tarkvarapakett

Standardi üks osa on SDK (Soft Development Kit). Tegemist on n-ö valmis tarkvarapaketiga, mis pakub tuge standardi praktilisel rakendamisel. „Teisisõnu ei pea masinatootjad nullist alustama. Tarkvaraarenduse tööriistad annavad seadmete/tarkvara tootjatele võimaluse kerge vaevaga oma seadmetele vajalik tarkvara luua,“ selgitab Ojalill. Tarkvara saab paigaldada juhendi abil nii masinatootja ise kui ka teenusepakkuja, kes on sellele spetsialiseerunud. „Küll annab ühine platvorm ja keel, mida masinad „rääkida“ oskavad, masinatootjatele turueelise,“ kinnitab Andres Ojalill.

CFX-i puhul ei räägi me mitte pelgalt nn uue põlvkonna seadmetest ja masinatest, eesmärk on teha standardist tööriist ka olemasolevale seadmepargile. „Eesmärk on saada kätte maksimaalselt infot nii olemasolevast seadmepargist kui kõikidest käsitsi tehtavatest toimingutest.“ Ojalill selgitab, et CFX-i ülesanne on saada tootmises reaalajas kätte kogu info, mis on vajalik otsuste tegemiseks. „Kogu tootmisprotsessi info salvestatakse suurde andmebaasi. Palju me sinna arvutusvõimsust taha paneme, see on juba järgmine tase, kuid oluline on see, et CFX võimaldab seda.“

Lisaks tootmisettevõttele avab reaalajas info kuvamine uusi uksi klientide jaoks, kel on võimalik näha, mitu toodet on tootmisjärjekorras, mitu liinil, mille järele oodatakse. Seega on tegemist justnagu postipaki teekonna jälgimisega, kus kliendil on võimalik saada ülevaate, kui kaugel see on: „Kliendile tekib sarnane vaade ka elektroonikatööstuses ning ta näeb, mitu protsenti ühest tootest on valmis.“

Võimalus teistele tööstustele

CFX-standard on hea näide vajadusest sündinud algatusest, kuhu on kaasatud maailma suurimad elektroonikahiiud ja kus kõik osapooled proovivad ühiselt lahendust leida. Kui standardi koostamisega tehti algust 2017. aasta alguses, siis lukku peaks selle saama juba järgmisel IPC konverentsil oktoobris 2018. Seega jõutakse eesmärgini pooleteise aastaga tavapärase 3–4 aasta asemel.

Tulevikus saavad standardit kasutada ka teised tööstusharud. „Elektroonikatööstus on justkui suur asjade internetivõrk (IoT), kus masinate kogus tootmises on suur ja need peavad oskama omavahel suhelda,“ võtab Ojalill kokku, miks just elektroonikatööstus on võtnud endale pioneeri rolli.

KOMMENTAAR:

Arno Kolk, Eesti Elektroonikatööstuse Liit:

CFX on elektroonikatööstuse poolt ja elektroonikatööstuse jaoks loodav ühtne standard, mis arvestab kõiki kaasaegse tehnoloogia ja IT võimalusi ning samas ka elektroonikatööstuse vajadusi ja eripära. Eesti elektroonikatööstusele on teema väga oluline nii üldises tööstuse digitaliseerimise kontekstis kui võimalusena ka omalt poolt CFX-ökosüsteemi oma tooteid pakkuda. Tootmise automatiseerimine ning kogu toote elukaare digitaliseerimine on tänapäeval hädavajalik, et püsida maailmas konkurentsivõimelisena.

Ühtne tööstusstandard hõlbustab digitaliseeritud tootmise ülesehitust. Kasutades tehases läbisegi erinevate tootjate seadmeid, saab standardit rakendades olla kindel, et nad omavahel kokku sobivad. Kaob vajadus hankida riist- ja tarkvaralisi ühendusmooduleid erinevate tootjate masinate ja programmide ühendamiseks ühtsesse süsteemi.
Eestis on samuti mitmeid ettevõtteid, kes toodavad tootmisseadmeid, andmekogumislahendusi ning tootmise juhtimise tarkvara. Ühtse standardi kasutamine võimaldab neil hõlpsamini maailmaturul konkureerida, keskendudes samas just oma nišile. T

Tänu CFX-standardile kaob ära vajadus kohendada oma toodet kümnete eri tootjate riist- ning tarkvara platvormidega.

Hea teada!

• APEX EXPO 2018 konverentsile tuli kohale üle paarikümne erineva tootja, nende hulgas maailma
  elektroonikatööstuse suurhiiud (nt JBC, Huawei, ASM, Heller, Yxlon jt). Kõikide tootjate masinatele integreeriti CFX-standardile vastav tarkvara ning ühendati pilveteenusega, kus toimus andmete reaalajas analüüsimine. Nii oli võimalik reaalajas jälgida, mida masinad erinevate ettevõtete boksides tegid.
• Ka Eesti ettevõtetel on veel võimalik kaasa lüüa, kas andes sisendit standardi koostamisse või olla viimaste arengutega kursis. Juuni alguses toimub Nürnbergis töögrupi koosolek, kuid lisaks näost näkku kohtumistele toimuvad ka online-konverentsid.
• Oktoobris on oodata ka konverentsi Eestis. Kohale tulevad standardi eestvedajad, et kohalike ettevõtetega lähemalt asja arutada.

Väljakutsed seoses Industry 4.0/targa tootmisega:

• kuidas saada tootmisest kätte reaalajas info?
• kuidas koondada info erinevatestseadmetest kokku ühtesüsteemi?

CFX-standard:

• ühtne andmevahetuse standard (nn plug & play), mis võimaldab info jälgimist reaalajas võimaldab integreerida nn targa interneti lahendused tootmisse ja liikuda väärtusahelas ülespoole on kasutatav erineva suuruse ja profiiliga ettevõtetes võimaldab jagada infot erinevate osapooltega – ühendada omavahel masinad, liinid, tehased ja ettevõtted võimaldab jälgida nii täisautomaatseid, poolautomaatsed kui käsitsi tehtavaid operatsioone.

CFX arhitektuur:

• transpordiprotokoll: AMQP v1.0
• programmeerimiskeel: JASON