Інтеграція MES/MOM та ERP з термопластавтоматами Tederic - цифрова фабрика 2025

Вступ до інтеграції MES/MOM

Інтеграція термопластавтоматів з системами MES/MOM та ERP перестала бути розкішшю великих концернів.

Вимоги у 2025 році:

• Traceability (відстежуваність)
• Звітність ESG
• Скорочення lead time

Ці вимоги змушують навіть середні підприємства бачити виробничі дані в реальному часі.

Результати впроваджень інтеграції OT-IT (ARC Advisory Group):

• +18% зростання OEE
• -22% часу реакції на рекламації

У галузі переробки пластмас ці показники ще вищі, оскільки складні прес-форми та короткі серії вимагають швидкого прийняття рішень.

Завдяки інтеграції Tederic Smart Monitoring з шаром MES/MOM можливо об’єднати дані з машин, роботів, температурного контролю, складів сировини та контролю якості в єдину бізнес-логіку. Результат? Контроль виробництва без «біганини по цеху», автоматичні звіти для клієнтів automotive чи медичної галузі, а також можливість оптимізації плану для максимального використання доступності критичних прес-форм. Цей посібник показує крок за кроком, як спроектувати архітектуру інтеграції, обрати стандарти зв’язку та забезпечити кібербезпеку.

Варто пам’ятати, що добре інтегрована система — це не лише зручність роботи, а й відчутне скорочення витрат. Підключення шару OT до ERP дозволяє позбутися десятків таблиць Excel, зменшити кількість помилок у виробничих звітах на 90% та спростити облік амортизації прес-форм. Зростає також прозорість співпраці з постачальниками компонентів — багато клієнтів OEM сьогодні вимагають надання даних через портали ланцюга постачань. Без ефективної інтеграції це практично неможливо.

Що таке MES/MOM для лиття під тиском?

MES (Manufacturing Execution System) та MOM (Manufacturing Operations Management) — це системи, які заповнюють прогалину між плануванням ERP та керуванням машинами. Вони відповідають за розклад завдань, розподіл прес-форм, моніторинг прогресу, контроль якості, відстежуваність партій матеріалів та звітність KPI. У цеху лиття під тиском MES інтегрує термопластавтомати, системи охолодження, периферійні роботи, монтажні гнізда та лабораторію якості, створюючи цілісну картину виробництва.

Ключовою перевагою MES над класичним SCADA є бізнес-контекст. Система знає, яке завдання виконується, які толеранси діють, які сировини видано та скільки часу залишилося до терміну відвантаження. Завдяки цьому вона може автоматично реагувати: передати оператору інструкцію через термінал, надіслати сповіщення планувальнику при падінні продуктивності чи навіть запропонувати зміну послідовності завдань. MOM розширює цю логіку на управління ресурсами, компетенціями та процедурами якості, що є обов’язковим для аудитів IATF 16949 чи ISO 13485.

На практиці MES стає платформою співпраці між відділами. Технолог записує рецептуру, відділ якості додає план контролю, служба технічного обслуговування планує ревізії, а логістика бачить статус матеріалів. Усе відбувається в єдиному середовищі, усуваючи «острови даних». Інтеграція з ERP забезпечує узгодженість нумерації партій та автоматичний облік витрат, що значно спрощує розрахунки проектів і рамкових контрактів.

Історія стандартів комунікації

Перші спроби автоматичного зчитування даних з термопластавтоматів сягають 90-х років, коли виробники використовували власні закриті протоколи. У 2000 р. з’явився стандарт Euromap 63, що визначав обмін даними через послідовний інтерфейс. Хоча обмежений, він дозволив створювати перші звіти про цикли та аварійні сигнали. Революція сталася після 2016 р., коли Euromap представив Euromap 77 на базі OPC-UA, тобто сумісний з концепцією Plug&Produce. З того часу машини можна підключати до MES без спеціальних драйверів, а дані мають уніфікований семантичний опис.

Паралельно розвивалися відкриті стандарти:

• OPC-UA
• MQTT Sparkplug
• REST

Постачальники MES почали створювати конектори, які за кілька хвилин підключають новий термопластавтомат, завантажуючи список змінних без ручного картографування.

Профілі Euromap:

• Euromap 83 - температурний контроль
• Euromap 84 - роботи
• Euromap 85 - гарячі лійки
• Euromap 86 - енергогосподарство

Ці профілі розширюють інтеграцію на все гніздо. Це важливо, оскільки відстежуваність не обмежується машиною — вона охоплює всі пристрої, що впливають на якість деталі.

Останні два роки принесли популяризацію сервісів на базі 5G та edge computing. Стандарти OPC-UA Pub/Sub та MQTT дозволяють передавати дані до корпоративної хмари з мілісекундною затримкою, зберігаючи безпеку мережі OT. Компанії створюють завдяки цьому центральні команди підтримки, які з одного місця моніторять парки машин у кількох країнах. Це підвищує стандартизацію процесів і полегшує глобальні оптимізаційні проекти.

Типи архітектур інтеграції

З практичного досвіду впроваджень вирізняються три основні типи архітектур:

• Інтеграція точка-точка — MES спілкується безпосередньо з кожним термопластавтоматом чи контролером. Проста, але важка в обслуговуванні при великій кількості пристроїв.
• Інтеграція через проміжний шар (Edge/Middleware) — дані з машин надходять на edge-сервер, де фільтруються, стандартизуються та лише потім передаються до MES/ERP. Найпоширеніша архітектура у 2025 р.
• Хмарна інтеграція — термопластавтомати передають дані до хмарної платформи (наприклад, Tederic Smart Monitoring Cloud), яка надає API-інтерфейси для MES/MOM. Підходить для організацій з багатьма заводами.

Вибір архітектури залежить від кількості машин, вимог безпеки, наявності IT-компетенцій та планів щодо використання спільних кокпітів у групі компаній. Ключовим є також визначення, які рішення ми хочемо автоматизувати (наприклад, блокування машини після виявлення невідповідної партії), а які залишити операторам.

Інтеграція Euromap 63

Euromap 63 досі зустрічається на старіших машинах. Базується на зв’язку RS232/RS485 та простих телеграмах, що описують статус машини, кількість циклів, температури, аварійні сигнали. Хоча обмежений, часто є єдиним варіантом при модернізації парку. Гарним рішенням є використання конвертерів serial-to-Ethernet та адаптерів, які переводять дані на протокол OPC-UA. Tederic пропонує готові шлюзи, які забезпечують не лише трансляцію, а й буферизацію даних на випадок втрати зв’язку з MES.

Впровадження Euromap 63 варто доповнити додатковими датчиками та реєстрацією партій матеріалів. Наприклад, можна інтегрувати ваги big-bag з терміналом MES, щоб кожна зміна сировини автоматично фіксувалася. Незважаючи на обмеження, цей стандарт забезпечує базову відстежуваність і може живити звіти OEE.

Більш просунуті проекти використовують гібрид: базові параметри зчитуються з Euromap 63, а якісні дані (температури прес-форми, потоки охолодження) надходять через додаткові модулі IO-Link. Такий підхід дозволяє поступову модернізацію без заміни всієї машини та готує основу для подальшого впровадження Euromap 77.

Інтеграція Euromap 77 і OPC-UA

Euromap 77 — це наразі золотий стандарт термопластавтоматів з OPC-UA. Надає повний список змінних: статуси циклу, параметри профілю, аварійні сигнали, рецептури, лічильники робочого часу. Завдяки цьому MES може автоматично завантажити список завдань і розіслати рецептури на машини з блокуванням несанкціонованих змін.

Робочий процес Euromap 77:

1. ERP надсилає завдання
2. MES передає параметри (прес-форма та матеріал)
3. Контролер Tederic виконує завдання
4. Зворотні дані до MES
5. Звітування до ERP

Оператор лише підтверджує готовність і запускає виробництво.

Euromap 77 містить також механізми безпеки, зокрема шифрування OPC-UA та авторизацію користувачів. Варто активувати ролі та вести журнали аудиту — це важливо для аудитів клієнтів. Завдяки семантичній моделі інтеграторам не потрібно писати спеціальні картографування; система сама розпізнає, які змінні відповідають за температуру, тиск чи лічильники.

Розширенням Euromap 77 є профілі 83 та 84. Вони дозволяють включити до єдиного потоку даних термостат, чілер, робот-приймач деталей та систему машинного зору. MES отримує повну картину гнізда, тому знає, чи простій спричинений очікуванням охолодження, чи помилкою робота. Завдяки цьому аналізи OEE точніші, а заходи з удосконалення спрямовуються саме туди, де є вузьке місце.

API, middleware та хмара

Все частіше заводи підключають термопластавтомати через платформу middleware. Це може бути спеціальний edge-сервер (наприклад, промисловий ПК з Docker), який запускає контейнери: колектор OPC-UA, брокер MQTT, часову базу даних та API-додаток. Переваги — швидке масштабування, можливість AI-аналітики та розділення мереж OT від IT. У сценарії multi-site дані з edge надходять до корпоративної хмари, де центральний відділ аналізує KPI та планує сервіси.

API також ключові для інтеграції з ERP. У сучасних впровадженнях дані про виконання завдання не передаються через файли CSV, а через REST/GraphQL. Завдяки цьому підтвердження виробництва, споживання сировини, відходи та статус якості з’являються в ERP одразу після завершення циклу. Компанії, що використовують SAP S/4HANA, IFS Cloud чи Microsoft Dynamics 365, можуть налаштовувати потоки в Power Platform, скорочуючи час розробки.

Побудова та основні елементи рішення

Повна інтеграція охоплює п’ять стовпів: шар OT (машини, контролери, датчики), шар edge/middleware, шар MES/MOM, систему ERP та аналітично-звітний блок. Кожен стовп проектується з урахуванням масштабованісті та безпеки. Наприклад: у шарі edge використовуємо резервовані сервери з RAID та UPS; у MES визначаємо стандартні workflow для переналаштувань; в ERP створюємо словник індексів матеріалів і прес-форм; а в BI — кокпіти KPI для керівництва.

На етапі проектування варто намалювати карту потоку даних: звідки вони надходять, де буферизуються, хто їх споживає та які рішення приймає. Це допоможе уникнути дублювання логіки, наприклад, підрахунку OEE у кількох місцях. Гарною практикою є введення єдиного «джерела істини» для кожного KPI — часто це база даних MES, яка потім надає агреговані дані до сховища.

Шар OT та машинні з’єднання

У цьому шарі ключовими є контролери термопластавтоматів Tederic, роботів, термостатів, чілерів та подавачів. Кожен пристрій має бути оснащений сертифікованим інтерфейсом OPC-UA/Euromap. На старіших машинах застосовують ретрофітні шлюзи, які збирають аналогові та цифрові сигнали, надаючи їх у формі OPC-тегів. Важливо також забезпечити якість живлення — без стабільного електроживлення та Ethernet-мережі інтеграція генеруватиме хибні аварійні сигнали.

Перед впровадженням потрібно провести аудит кабелів, перевірити екранування та заземлення, а також підготувати план IP-адресації. Все частіше застосовують сегментацію VLAN (наприклад, розділення роботів від систем якості) та протоколи синхронізації часу (PTP), щоб звіти та дані вимірювань мали узгоджений часовий штамп.

Шар IT, MES/MOM та ERP

Шар IT включає сервери MES, бази даних, вебдодатки, модулі звітності та інтеграції з ERP. Ключові функції MES/MOM у цеху лиття під тиском: управління замовленнями, планування прес-форм, eDHR (Electronic Device History Record), система андон/тривог, контроль SPC, відстеження партій матеріалу та реєстрація часу роботи операторів. ERP відповідає за план попиту, замовлення матеріалів, фінанси та облік виробництва. Інтеграція забезпечує автоматичний обмін даними від прийняття замовлення до відправки.

Сучасні MES пропонують модулі low-code, у яких можна налаштовувати форми контролю якості, чеклісти з БHP, інструкції з переналаштування. Завдяки цьому технологи самостійно модифікують процеси без залучення програмістів. Варто також звернути увагу на можливість роботи офлайн – якщо з’єднання з ERP буде втрачено, MES має продовжувати збирати дані та синхронізувати їх після відновлення зв’язку.

Невід’ємною частиною архітектури є сховище даних або lakehouse, яке накопичує історію виробництва. Сюди надходять дані з MES, ERP, LIMS, CMMS та фінансів. На їхній основі формуються управлінські звіти, аналізи витрат, прогнози попиту та ESG-дашборди. Все частіше застосовуються інструменти класу data governance, які контролюють якість даних і відповідність RODO.

Ключові технічні параметри

Під час проєктування інтеграції потрібно визначити: частоту зчитування даних (для ключових параметрів ≤1 s), допустимі затримки в передачі (наприклад, для тривог 2 s, для KPI 60 s), доступність системи (SLA 99,5% або більше) та утримання даних (часто 3-5 років повних циклів + архів). Важливими є також бізнес-показники: OEE, MTTR, час переналаштування, traceability completeness (відсоток замовлень з повним слідом даних) та час звітності ESG.

Потрібно звернути увагу на кібербезпеку. Стандарти IEC 62443 та ISO 27001 рекомендують ізоляцію мережі, багатофакторну автентифікацію, оновлення прошивок, а також моніторинг SOC. При інтеграції з хмарою слід забезпечити шифрування VPN, політики паролів і контроль доступу на рівні ролей. У багатьох проєктах застосовуються також цифрові підписи рецептур і протоколів якості, що захищає від маніпуляцій даними.

Впровадження варто доповнити м’якими показниками: відсоток операторів, що входять у MES, час реагування на алерт, кількість модифікацій workflow. Вони допомагають керувати змінами та оцінити, чи персонал дійсно користується новими інструментами. Якщо показники відхиляються від плану, потрібно провести додаткові навчання або спростити інтерфейси.

Застосування та бізнес-сценарії

Інтеграція MES/MOM та ERP відкриває десятки сценаріїв:

• Автоматичне звітне виробництво – після кожного циклу система записує кількість деталей, брак, час циклу та споживання енергії.
• Відстеження партії матеріалу – MES призначає кожну котушку гранулату до конкретного замовлення, що спрощує рекламації.
• Динамічне планування – план перераховується на основі реального прогресу, доступності прес-форм та операторів.
• Інтеграція з лабораторією якості – результати вимірювань CMM або функціональних тестів автоматично надходять до eDHR.
• Енергогосподарка – дані про споживання kWh на деталь надходять до модуля ESG, що підтримує звітність CSRD.
• Прогностичний сервіс – події з машин генерують автоматичні заявки в CMMS разом з історією параметрів.

На практиці прикладний автомобільний завод, який інтегрує 20 термопластавтоматів Tederic DE з MES та SAP, отримує: скорочення переналаштувань на 12%, обмеження браку на 1,8 п.п., повну ідентифікованість партій у PPAP рівень 3 та скорочення часу підготовки аудиту з тижня до одного дня. Медичні компанії цінують можливість ведення електронних карт DHR та автоматичні блокування виробництва, якщо результати SPC виходять за ліміт.

Все популярнішим сценарієм є інтеграція з платформами клієнтів. OEM може надати інтерфейс API, до якого постачальник передає статус замовлення та якісні дані в реальному часі. Завдяки цьому ланцюг постачань стає прозорим, а постачальник отримує швидкий зворотний зв’язок про зміни прогнозів. Внутрішня інтеграція стає перепусткою до участі в престижних постачальних програмах.

Як обрати стратегію інтеграції?

Ключові питання: які KPI ми хочемо покращити? які регуляції ми маємо виконати? як виглядає поточна IT/OT-інфраструктура? На цій основі створюємо карту пріоритетів і вирішуємо, чи починаємо з однієї лінії (пілот), чи одразу інтегруємо весь завод. Варто застосувати метод Value Stream Mapping, щоб ідентифікувати місця втрат інформації, а потім підібрати модулі MES, які дадуть найшвидший повернення інвестицій.

При виборі постачальника звертаємо увагу на: підтримку Euromap/OPC-UA, готові конектори до ERP, можливість налаштування workflow, ліцензування (subscription vs perpetual), доступність сервісу 24/7 та референси в галузі. Не завжди потрібно замінювати всю систему – іноді достатньо розширити наявну SCADA модулем MES, щоб задовольнити очікування клієнтів. Довгострокову стратегію варто базувати на технологічній дорожній карті, яка передбачає впровадження цифрових двійників, AI в контролі якості та звітність ESG. Інтеграція має бути настільки гнучкою, щоб обробляти ці проєкти без витратного перебудовування основ.

Консервація та управління змінами

Інтеграція – це живий процес. Він вимагає утримання як обладнання, так і компетенцій. Найкращою практикою є створення команди OT/IT, яка моніторить роботу конекторів, оновлює версії Euromap/OPC, дбає про резервні копії та реагує на інциденти. У графіку потрібно передбачити тести disaster recovery, тренування для персоналу та циклічні огляди конфігурацій ролей і прав.

Не можна забувати про людський фактор. Кожен інтеграційний проєкт має включати програму навчань: операторів (робота з терміналами MES, реагування на алерти), технологів (аналіз даних і створення рецептур), планувальників (управління чергою замовлень) та відділ якості (генерація звітів). Варто також впровадити систему подання покращень – люди з цеху найкраще знають, які форми можна спростити, а які дані варто додати. Крім того, потрібно забезпечити комунікацію – регулярні стендап-зустрічі допомагають виявити бар’єри у впровадженні та підтримати залученість працівників.

Підсумок

Інтеграція термопластавтоматів Tederic з MES/MOM та ERP – це фундамент цифрової фабрики. Забезпечує повну видимість процесу, дозволяє виконати вимоги клієнтів і стандартів, а водночас відкриває шлях до розширеної аналітики, цифрових двійників та AI. Ключем є добре спроєктована архітектура, поетапне впровадження та послідовне управління змінами. Завдяки цьому навіть середній цех лиття під тиском може за кілька місяців перейти від таблиць Excel до повністю автоматизованого потоку даних і здобути конкурентну перевагу на вимогливому ринку.