SuiteVoyager Výrobní informační portál

SuiteVoyager Výrobní informační portál Pavel Průša Pantek (CS) s.r.o.

Strana 2 Růst požadavků na výrobní informace Moderní softwarové systémy pro průmyslovou automatizaci shromažďují značné množství dat, která zajímají stále početnější skupinu pracovníků průmyslového podniku nejrůznějších profesí. Požadavky na četnost a rychlost přístupu k těmto datům se přitom velmi liší. Zatímco výrobní operátoři požadují okamžitý a nepřetržitý přehled o průběhu výroby, stavu výrobních zařízení a jejich příp. poruchách včetně možnosti okamžitého zásahu do výrobního procesu, existují pracovníci (technolog, analytik, kontrolor kvality, pracovník skladového hospodářství, vedoucí údržby atd.), pro které rychlost přístupu není kritická a které zajímají spíše historická data o průběhu výroby, data sumární nebo statistická. Jedná se tedy o příležitostné uživatele, kteří k datům nepřistupují nepřetržitě a zřídka požadují možnost provádět přímé zásahy do chodu výroby. Další skupinou uživatelů výrobních dat jsou mobilní pracovníci. Typicky jde o manažery nebo obchodní cestující, kteří navíc požadují přístup k datům odkudkoliv prostřednictvím celosvětové informační sítě Internet, případně pomocí sítě GSM. Jejich častým požadavkem je např. možnost zadání nebo stornování zakázky, zjištění stavu skladových zásob apod. Novým požadavkem kladeným na moderní výrobní informační systém je veškerá podniková data integrovat, uspořádat, organizovat a přizpůsobit potřebám konkrétních klientů. Výrobní informační systém by tak měl soustředit všechny typy dat, které se vyskytují v průmyslovém podniku, tedy nejen data aplikací SCADA/HMI, ale i data ze systémů MES, ERP apod. Každý pracovník by měl mít prostřednictvím jednotného rozhraní přístup pouze na ta data, která odpovídají jeho profesnímu zaměření a neměl by být zbytečně zatěžován či rozptylován informacemi, které pro něj nemají praktický význam. Přístup k datům by měl být bezprostřední a klient by měl být schopen k datům přistupovat bez ohledu na to, u kterého PC v podniku nebo v síti Internet se právě nachází. Dosavadní řešení spočívalo ve vybavení všech pracovníků, kteří data žádali, systémy SCADA/HMI (InTouch, InTouch FactoryFocus), případně jinými speciálními klientskými aplikacemi pro přístup k vybraným datům (např. ActiveFactory). S rostoucím počtem pracovníků požadujících data se však toto tradiční řešení prodražuje. Problematická je i údržba klientských počítačů. Se změnou výrobní technologie musí být aktualizovány i všechny klientské aplikace, což je zejména v případě mobilních uživatelů obzvláště obtížné. Přechod na vyšší verzi programů často vyžaduje nejn aktualizaci klientských aplikací, ale někdy i operačního systému, což může následně vyvolat požadavky na výměnu nebo modernizaci hardwaru klientských počítačů. Pokud shrneme výše uvedené požadavky, ukazuje se, že je poptávka po řešení, ve kterém nebude vyžadována instalace speciálního software na klientských počítačích a kde údržba programů a aplikací bude centralizována; přitom však klienti budou mít k dispozici všechny základní služby systémů SCADA/HMI a speciálních klientských aplikací. Dále je požadován bezpečný přístup z prostředí sítí Internet/intranet. Aby bylo možné tyto požadavky splnit, je třeba klientům poskytnout jednoduché rozhraní pro přístup k průmyslovým datům, které je běžně k dispozici na různých hardwarových i softwarových platformách a které umožňuje komunikaci protokoly používanými v síti Internet. Jako ideální aplikace pro splnění tohoto účelu se ukazuje využití standardního prohlížeče internetových stránek, který je běžně součástí operačního systému nebo je dostupný zdarma. Na straně poskytovatelů dat je třeba nasadit výkonný generátor internetových stránek, který je schopen zpracovávat dotazy klientů, získávat dotazovaná data z aplikací vlastnících tato data a zasílat klientům dokumenty obsahující získaná data ve formátech, které je možné prezentovat v již zmíněné ideální klientské aplikaci pro tento účel prohlížeči internetových stránek.

Strana 3 Wonderware SuiteVoyager Výrobní informační portál Výše popsané požadavky moderního výrobního podniku umožňuje realizovat produkt Wonderware SuiteVoyager. Jedná se o dynamické internetové stránky portálového typu, které získávají, sdružují a zpracovávají podniková data od různých poskytovatelů (nejen data z aplikací SCADA/HMI a historická data, ale i data z aplikací MES, ERP apod.), tato data organizují, přizpůsobují potřebám uživatelů a zpřístupňují klientům prostřednictvím univerzálního portálového rozhraní. Klientskou aplikací pro přístup k datům portálu je běžný internetový prohlížeč Microsoft Internet Explorer verze 5.5 nebo novější (6.0). Protože klienti portálu nemusí již být vybaveni žádnou speciální klientskou aplikací, jsou nazýváni softwarově tenkými klienty. Tenký klient portálu SuiteVoyager je tedy určen všem pracovníkům podniku, kteří přistupují na výrobní data příležitostně nebo vzdáleně prostřednictvím podnikové sítě nebo sítě Internet. Výrobním operátorům, kteří vyžadují nepřetržitý přístup k datům a možnost okamžitě a operativně ovlivňovat výrobní a technologické procesy, jsou nadále určeny supervizní aplikace InTouch. Hlavní vlastnosti Komfortní grafická vizualizace aktuálních výrobních dat SuiteVoyager je schopen získávat data od aplikací schopných komunikovat protokoly Wonderware SuiteLink, DDE nebo OPC. Tato data jsou pak komfortně zobrazována v grafických obrazovkách, které vzniknou konverzí vybraných grafických oken aplikací InTouch. Nejobvyklejšími poskytovateli živých dat jsou aplikace InTouch, ale mohou to být i komunikační servery, aplikace InControl apod. Způsob interpretace živých dat je zcela srovnatelný se standardem poskytovaným aplikacemi kategorie SCADA/HMI; podporovány jsou všechny druhy animací, vektorové objekty, bitmapy, ovládací prvky, reálné trendy atd. Komfortní grafická vizualizace živých dat z probíhajících výrobních procesů

Strana 4 Ovládání připojených výrobních technologií Prostřednictvím tenkého klienta portálu SuiteVoyager je možné připojené výrobní technologie i ovládat. Právo zapisovat do vstupů/výstupů poskytovatelů dat má pouze klient, který má zvláštní oprávnění, tj. je zkonfigurován v uživatelské roli technolog nebo administrátor. Pokud není schopnost ovládat výrobní technologie prostřednictvím portálu SuiteVoyager vůbec žádoucí, je možné ji globálně zakázat pro všechny klienty. Historická data SuiteVoyager obsahuje reportní nástroj, pomocí kterého lze zobrazit historická data uložená v databázi IndustrialSQL Server. Výsledkem interaktivně zadaného dotazu je report, ve kterém jsou uloženy informace o zvolených proměnných (inženýrské jednotky, přepočty, popisy proměnných), grafické průběhy a tabulky obsahující hodnoty proměnných včetně časových značek a údajů o kvalitě. Podporován je přístup na IndustrialSQL Server verze 7.1 i nejnovější verzi IndustrialSQL Server 8.0. Report z historických dat uložených v databázi IndustrialSQL Server Výstražná hlášení (alarmy) SuiteVoyager umožňuje zobrazovat aktuální i historické alarmy z alarmového systému InTouch 7.11 nebo aktuální i historické alarmy spravované speciální aplikací AlarmSuite. Alarmy jsou zobrazeny v tabulkové podobě a je možné je setřídit podle všech sloupců tabulky včetně času. Dále lze alarmy filtrovat, a zobrazit tak např. alarmy pouze z jedné alarmové skupiny nebo alarmy týkající se určité proměnné.

Strana 5 Přehled o aktuálních alarmových stavech v technologii Kontejner webových komponent Portál SuiteVoyager 2.0 je navržen jako kontejner webových komponent. Webové komponenty jsou objekty, které jsou schopny graficky prezentovat určitá data. Jakmile je na portálu definován zdroj dat (okno aplikace InTouch, dotaz na obecnou databázi apod.), je tento zdroj automaticky použitelný i jako webová komponenta. Webové komponenty lze exportovat i na jiné portály SuiteVoyager, případně použít v jiném kontejneru webových komponent (např. MS Sharepoint). K dispozici jsou i katalogy webových komponent firem Microsoft a třetích stran. Integrace informací ve složených pohledech Administrátor portálu může z webových komponent "poskládat" informace a data, která spolu logicky souvisí do tzv. složených pohledů. Uživatel pak může v jediné internetové stránce sledovat a analyzovat např. aktuální stav technologie, výstražná hlášení, historická data týkající se důležitých procesních veličin, tabulky a grafy zobrazující konkrétní výrobní výsledky sledovaného úseku apod. Klient portálu tedy může prostřednictvím složených pohledů vidět data v souvislostech, což mu umožní získat rychleji přehled o svěřeném úseku a analyzovat problémy ve výrobě.

Strana 6 Složený pohled s prezentací dat z různých zdrojů (živá data aplikací InTouch a údaje z databáze) Uživatelské rozhraní Portál je navržen tak, aby k prezentaci informací mohla být využita maximální možná plocha klientského prohlížeče a zároveň aby byl zajištěn rychlejší přístup k žádaným informacím. Rámec obsahující informace je možné kliknutím roztáhnout na celou aktivní plochu prohlížeče a naopak. Navigace v portálu je zajištěna pomocí navigačního menu, které obsahuje hierarchickou stromovou strukturu odkazů vedoucí přes složky až ke konkrétním stránkám s daty, což zajišťuje rychlý přístup k požadovaným datům. Navigační lištu lze kliknutím skrýt, aby vzniklo více prostoru pro zobrazované informace. Celé portálové viditelné rozhraní je kompletně lokalizováno do českého jazyka. Zabezpečení SuiteVoyager plně podporuje všechna zabezpečení implementovaná v Microsoft Internet Information Serveru (ověřený přístup, odmítnutí/povolení přístupu podle IP adresy, skupiny IP adres nebo domény, kódovaný přenos SSL apod.) a dále zabezpečení souborového systému NTFS Windows NT/2000. Pokud není na serveru zkonfigurován anonymní přístup, je přístup na portál možný pouze po přihlášení. Ihned po úspěšném přihlášení je přistupujícímu uživateli přiřazena tzv. uživatelská role, která určuje práva uživatele vzhledem k připojeným výrobním technologiím (pouze prohlížení, prohlížení / ovládání, prohlížení / ovládání / administrace). Na portálu je možné zkonfigurovat i anonymní přístup (není doporučeno). Při anonymním přístupu není umožněno ovládat připojené technologie ani administrovat portál SuiteVoyager. Pro další zabezpečení portálu SuiteVoyager lze využít i dále popsaný panelový navigační systém.

Strana 7 Panelový navigační systém Lze jednoznačně určit, k jakým informacím bude moci konkrétní uživatel (klient) přístupovat. Administrátor portálu určí, které informace budou přístupné prostřednictvím jednotlivých navigačních panelů. Každému přistupujícímu uživateli jsou po přihlášení zobrazeny navigační panely umožňující přístup pouze do těch oblastí portálu, které odpovídají profesnímu zaměření tohoto uživatele. Tento systém umožňuje v kombinaci se systémem uživatelských rolí a systémem zabezpečení Microsoft Windows 2000 a Microsoft Internet Information Serveru dokonale ochránit publikovaná data před zneužitím. Přístup na jakoukoli relační databázi kompatibilní se standardem ADO/ODBC Pomocí webové služby Wonderware SQL Data Connector je možné zpřístupnit a komfortně prezentovat data nejen z databází aplikací z rodiny Wonderware FactorySuite, ale i z libovolných databází, které podporují přístup ADO/ODBC, tedy např. z databází Microsoft SQL Server, Oracle, Microsoft Access, DBase, Paradox apod. Administrátor může předpřipravit množství dotazů na libovolné SQL databáze. Výsledky dotazů jsou uživatelům zobrazeny v tabulkové podobě nebo graficky (sloupcový graf, čárový graf, koláčový graf atd.). Na portál je tak pomocí služby SQL Data Connector možné publikovat data např. ze systémů kategorie ERP (SAP, Baan aj.), MES (InTrack), InBatch, Avantis.AM a jiných databázových aplikací. Možnost vytvoření vlastních aplikací Pomocí sady nástrojů SuiteVoyager Application Toolkit lze vytvořit vlastní portálové aplikace, které se začlení do rozhraní portálu SuiteVoyager. Vývojář vlastní aplikace má k dispozici funkce pro zabezpečení dat, zjištění role přistupujícího uživatele, detekci jazyka prohlížeče, získání licenčních informací a řadu dalších. Hotové a odladěné aplikace je možné exportovat a distribuovat i na jiné portály. Instalované a zkonfigurované aplikace jsou na portálu okamžitě k dispozici rovněž jako webové komponenty. SuiteVoyager Application Toolkit je součástí produktu SuiteVoyager Developer Edition. Možnost vytvoření vlastních poskytovatelů dat Máte data uložena ve formátech, na která není možné přistupovat s využitím ADO ani ODBC (např. vlastní binární formát)? V tomto případě lze využít SuiteVoyager Data Provider Toolkit pro vytvoření vlastního poskytovatele dat. SuiteVoyager Data Provider Toolkit je součástí produktu SuiteVoyager Developer Edition. Možnost úprav vzhledu portálu Administrátor portálu může vybrat z řady připravených barevných schémat. Může rovněž vytvořit svoji domovskou stránku a vlastní horní pruh (banner) a tyto začlenit do rozhraní portálu. Do navigačního menu je možné začlenit odkazy na další informační zdroje, dokumenty, návody, internetové stránky atd. Win-XML Exporter Win-XML Exporter je program, který slouží ke konverzi existujících oken aplikací InTouch do formátu XML. Využívá se i ke správě, prohlížení a publikaci zkonvertovaných oken na portály SuiteVoyager. Vícejazyčná podpora Portál automaticky detekuje jazyk prohlížeče přistupujícího klienta a zasílá mu stránky v příslušném jazyce. Podporovány jsou jazyky angličtina, francouzština, němčina, japonština a čeština.

Strana 8 Příklad architektury Pro názornost je uveden ilustrativní příklad architektury s portálem SuiteVoyager a tenkými klienty. Počítač se serverem SuiteVoyager Portal odděluje v tomto případě podnikovou administrativní síť od rušné a důležité technologické (procesní) sítě. V procesní síti pracují aplikace InTouch poskytující živá data a ukládající výstražná hlášení (alarmy) do databáze MS SQL Server nebo Wonderware IndustrialSQL Server, která slouží rovněž pro archivaci historických dat. Konkrétní vazbu na řídicí hardware zajišťují komunikační I/O Servery nebo OPC Servery (od Wonderware nebo jiných dodavatelů), příp. i aplikace Wonderware InControl. Klienti portálu SuiteVoyager mohou rovněž přistupovat k datům libovolné databáze podporující rozhraní ADO/ODBC (v příkladu architektury je uveden databázový systém ORACLE), ve které mohou být např. uložena data aplikací ERP apod. SuiteVoyager zajišťuje přístup příležitostných klientů jak z podnikového intranetu, tak i mobilních klientů ze sítě Internet. Všichni tito klienti přistupují k portálu SuiteVoyager pouze prostřednictvím internetového prohlížeče MS Internet Explorer. Díky optimalizacím v produktu SuiteVoyager se všichni tencí klienti jeví straně poskytovatelů dat jako jediný náročnější klient, což má příznivý vliv na zatížení procesní sítě. Internet Explorer 5.5+ ORACLE Internet Explorer 5.5+ INTERNET Podniková síť (intranet) SuiteVoyager Portal IndustrialSQL Server + MS SQL Server Operátorská stanoviště InTouch InTouch Konfigurace portálu + historická data + historické alarmy Procesní síť I/O Server (nebo OPC Server) InControl + I/O Driver Síť PLC I/O I/O I/O Distribuované I/O Ilustrativní příklad architektury s portálem SuiteVoyager a tenkými klienty v prostředí Internet/intranet

Strana 9 Hlavní přínosy Přístup k datům kdykoliv a odkudkoliv Portál SuiteVoyager distribuuje data prostřednictvím sítí Internet a intranet. Vzhledem k tomu, že klient pro přístup k datům nepotřebuje žádnou speciální klientskou aplikaci, může (pokud má oprávnění) k datům snadno přistupovat z jakéhokoliv místa podnikové sítě (intranetu) nebo z jakéhokoliv počítače připojeného do sítě Internet. Univerzální přístup ke všem výrobním informacím Prostřednictvím klientské aplikace Microsoft Internet Explorer jsou klienti schopni přistupovat na mnoho typů průmyslových dat: konvertované obrazovky InTouch s živými daty, historická data, alarmy, data z libovolné databázové aplikace podporující ADO/ODBC. Vysoká výkonnost Informace lze současně poskytovat velkému počtu zájemců. Portál je konstruován až pro 300 současně přistupujících klientů. Snadná údržba nízké náklady na vlastnictví Jakékoli změny provedené na portálu SuiteVoyager (např. úprava konvertovaných obrazovek InTouch) se po publikaci automaticky projeví na všech klientských pracovištích. Správa softwaru klientského pracoviště spočívá pouze ve správě operačního systému Windows a instalaci podporované verze prohlížeče (MS Internet Explorer od verze 5.5). Cenově výhodná infrastruktura Vzhledem k tomu, že portálové řešení je určeno příležitostným a mobilním klientům a že portál podporuje licencování typu Per Server, je možné zakoupit pouze takový počet licencí, který stačí pokrýt zájem klientů o data ve výrobním podniku. Ve srovnání s alternativou vybavit všechny potencionální klienty speciální klientskou aplikací, jsou pořizovací náklady na portál SuiteVoyager významně nižší. Levnější je i správa takového řešení. Snadná rozšiřitelnost Rozšíření systému pro větší počet klientů je velmi snadné. Spočívá pouze v přikoupení požadovaného množství klientských licencí a jejich instalaci na portál SuiteVoyager.

Strana 10 Typičtí uživatelé systému SuiteVoyager Jak již bylo uvedeno, portál SuiteVoyager je určen velké skupině příležitostných a mobilních uživatelů, přičemž informace, které hledají, mohou být značně rozdílné. Výhodou použití portálové architektury je, že všichni uživatelé přistupují k informacím jednotně prostřednictvím stránek portálu a prohlížeče internetových stránek, ale každému uživateli je jednoznačně určeno, na která data publikovaná na portál bude mít přístup. Jaké typy informací budou různé typy uživatelů hledat na portálu SuiteVoyager? (příklady) - Vedoucí výroby: Jaké jsou výrobní výsledky noční směny v porovnání s denní směnou? Který mistr výroby vedl noční směnu? Jaké množství výrobků se podařilo vyrobit a s jakými náklady? Která výrobní linka dosahuje nejlepších výsledků? - Mistr výroby: Co způsobilo odstávky výrobní linky během minulé směny? Proč přetekla nádrž s pudinkem? - Energetik: Podařilo se dodržet smluvené limity odběru elektřiny? Byly odběry rovnoměrné po dobu celého dne? Jaké je celkové teplo dodané do jednotlivých výrobních hal? - Obchodní cestující Jaké množství jahodového pudinku máme skladem? Potřebuji zadat novou zakázku, neboť jsem zjistil, že žádané zboží není na skladě. - Vedoucí údržby: Které zařízení potřebuje častější údržbu? Byly provedeny všechny naplánované údržbové práce? Nestojí údržba výrobní linky víc než je zdrávo? Jsou údržbové čety vytíženy? Je dostatek náhradních dílů? - Pracovníci údržby: Na čem dnes budeme pracovat? Potřebujeme dokumentaci k zařízení, na kterém budeme provádět údržbu. (Může být rovněž k dispozici na stránkách portálu.) - Vedoucí skladu: Co je potřeba objednat? - Expedice: Jsou naplánované dodávky připraveny k expedici? - Výrobní technolog: Které zařízení je potřeba vyměnit? Který regulační proces zdržuje celý proces výroby? Proč linka č. 4 vyrábí o 20 % více zmetků než ostatní linky? - Ředitel závodu: Jaký je zisk? Jak si vedou akcie firmy? Jaký je můj dnešní časový plán? Jak se daří dodržovat dodavatelsko-odběratelské vztahy? Zbydou peníze na to pořídit si vodotrysk do haly?

Strana 11 Shrnutí Portál SuiteVoyager zhodnocuje výrobní i podnikové informace tím, že je shromažďuje, organizuje, dává do souvislostí a distribuuje velkému množství zájemců do prostředí Internet/intranet. Vzhledem k snadnému přístupu k informacím z běžného počítače vybaveného prohlížečem Internetu poskytuje SuiteVoyager výrobním organizacím cenově výhodnou infrastrukturu pro přenos výrobních informací ke každému uživateli; tj. od pracovníků na výrobních linkách až po vedoucí pracovníky v rámci podniku, přes obchodníky v terénu a zaměstnance poboček až po zákazníky, dodavatele a další externí partnery. Lidé na všech úrovních organizace tedy mohou pohodlně zjišťovat právě ty informace, které potřebují, analyzovat je, a tak nacházet cesty vedoucí k průběžnému zlepšování celého výrobního procesu.

Strana 12