Bağlı Fabrika çözüm hızlandırıcısını yapılandırma

Makale
12/12/2017

Önemli

Bu makaleyi güncelleştirirken en güncel içerik için bkz. Azure Endüstriyel IoT .

Bağlı Fabrika çözüm hızlandırıcısı, contoso adlı kurgusal şirket için sanal bir pano gösterir. Bu şirketin küresel olarak çok sayıda global konumda fabrikaları var.

Bu makalede, Bağlı Fabrika çözümünün topolojisinin nasıl yapılandırıldığına ilişkin bir örnek olarak Contoso kullanılır.

Simülasyon fabrikaları yapılandırması

Her Contoso fabrikasının her biri üç istasyondan oluşan üretim hatları vardır. Her istasyon, belirli bir role sahip gerçek bir OPC UA sunucusudur:

Montaj istasyonu
Test istasyonu
Paketleme istasyonu

Bu OPC UA sunucuları OPC UA düğümlerine sahiptir ve OPC Publisher bu düğümlerin değerlerini Connected Factory'ye gönderir. Buna aşağıdakiler dahildir:

Geçerli güç tüketimi gibi geçerli çalışma durumu.
Üretilen ürün sayısı gibi üretim bilgileri.

Genel görünümden istasyon düzeyi görünümüne kadar Contoso fabrika topolojisinde detaya gitmek için panoyu kullanabilirsiniz. Bağlı Fabrika panosu şunları sağlar:

Topolojideki her katman için OEE ve KPI rakamlarının görselleştirmesi.
İstasyonlardaki OPC UA düğümlerinin geçerli değerlerinin görselleştirmesi.
OEE ve KPI rakamlarının istasyon düzeyinden genel düzeye toplaması.
Değerler belirli eşiklere ulaşırsa gerçekleştirilecek uyarıların ve eylemlerin görselleştirmesi.

Bağlı Fabrika topolojisi

Fabrikaların, üretim hatlarının ve istasyonların topolojisi hiyerarşiktir:

Genel düzeyde alt öğe olarak fabrika düğümleri vardır.
Fabrikalarda üretim hattı düğümleri alt öğe olarak bulunur.
Üretim hatlarında alt öğe olarak istasyon düğümleri bulunur.
İstasyonların (OPC UA sunucuları) alt öğe olarak OPC UA düğümleri vardır.

Topolojideki her düğümün aşağıdakileri tanımlayan ortak bir özellik kümesi vardır:

Topoloji düğümü için benzersiz bir tanımlayıcı.
Bir isim.
Açıklama.
Bir resim.
Topoloji düğümünün alt öğeleri.
OEE ve KPI rakamları ve yürütülecek uyarı eylemleri için en düşük, hedef ve maksimum değerler.

Topoloji yapılandırma dosyası

Önceki bölümde listelenen özellikleri yapılandırmak için Bağlı Fabrika çözümü ContosoTopologyDescription.json adlı bir yapılandırma dosyası kullanır.

Bu dosyayı klasöründeki çözüm kaynak kodunda WebApp/Contoso/Topology bulabilirsiniz.

Aşağıdaki kod parçacığı yapılandırma dosyasının ContosoTopologyDescription.json ana hattını gösterir:

{
  <global_configuration>,
  "Factories": [
    <factory_configuration>,
    "ProductionLines": [
      <production_line_configuration>,
      "Stations": [
        <station_configuration>,
        <more station_configurations>
      ],
      <more production_line_configurations>
    ]
    <more factory_configurations>
  ]
}

, , <factory_configuration><production_line_configuration>ve <station_configuration> ortak <global_configuration>özellikleri şunlardır:

Ad (tür dizesi)

Topoloji düğümünü panoda göstermek için yalnızca bir sözcük olması gereken açıklayıcı bir ad tanımlar.
Açıklama (tür dizesi)

Topoloji düğümünü daha ayrıntılı açıklar.
Görüntü (tür dizesi)

WebApp çözümünde topoloji düğümüyle ilgili bilgilerin panoda ne zaman gösterileceğini gösteren görüntünün yolu.
OeeOverall, OeePerformance, OeeAvailability, OeeQuality, Kpi1, Kpi2 (tür <performance_definition>)

Bu özellikler, uyarı oluşturmak için kullanılan işlem rakamının en düşük, hedef ve en büyük değerlerini tanımlar. Bu özellikler, bir uyarı algılandığında yürütülecek eylemleri de tanımlar.

ve <production_line_configuration> öğelerinin <factory_configuration> bir özelliği vardır:

Guid (tür dizesi)

Topoloji düğümünü benzersiz olarak tanımlar.

<factory_configuration> özelliği vardır:

Konum (tür <location_definition>)

Fabrikanın nerede bulunduğunu belirtir.

<station_configuration> özellikleri vardır:

OpcUri (tür dizesi)

Bu özellik, OPC UA sunucusunun OPC UA Uygulama URI'sine ayarlanmalıdır. OPC UA belirtimine göre genel olarak benzersiz olması gerektiğinden, bu özellik istasyon topolojisi düğümünü tanımlamak için kullanılır.
Bir OPC UA düğümleri dizisi olan OpcNodes (tür <opc_node_description>)

<location_definition> özellikleri vardır:

Şehir (tür dizesi)

Konuma en yakın şehir adı
Ülke (tür dizesi)

Konumun ülkesi/bölgesi
Enlem (tür çift)

Konumun enlemi
Boylam (tür çift)

Konumun boylamı

<performance_definition> özellikleri vardır:

Minimum (çift tür)

Değerin ulaşabileceği düşük eşik. Geçerli değer bu eşiğin altındaysa bir uyarı oluşturulur.
Hedef (tür çift)

İdeal hedef değer.
En büyük (tür çift)

Değerin ulaşabileceği üst eşik. Geçerli değer bu eşiğin üzerindeyse bir uyarı oluşturulur.
MinimumAlertActions (tür <alert_action>)

En düşük uyarıya yanıt olarak alınabilecek eylem kümesini tanımlar.
MaximumAlertActions (tür <alert_action>)

Maksimum uyarıya yanıt olarak alınabilecek eylem kümesini tanımlar.

<alert_action> özellikleri vardır:

Tür (tür dizesi)

Uyarı eyleminin türü. Aşağıdaki türler bilinmektedir:
- AcknowledgeAlert: Uyarının durumu onaylandı olarak değiştirilmelidir.
- CloseAlert: Aynı türdeki tüm eski uyarılar artık panoda gösterilmemelidir.
- CallOpcMethod: OPC UA yöntemi çağrılmalıdır.
- OpenWebPage: Ek bağlamsal bilgileri gösteren bir tarayıcı penceresi açılmalıdır.
Açıklama (tür dizesi)

Panoda gösterilen eylemin açıklaması.
Parametre (tür dizesi)

Eylemi yürütmek için gereken parametreler. Değer, eylem türüne bağlıdır.
- AcknowledgeAlert: parametre gerekmez.
- CloseAlert: parametre gerekmez.
- CallOpcMethod: "Üst düğümün NodeId değeri, çağrılacak yöntemin NodeId değeri, OPC UA sunucusunun URI'si" biçiminde çağrılacak OPC UA yönteminin düğüm bilgileri ve parametreleri.
- OpenWebPage: Tarayıcı penceresinde gösterilecek URL.

<opc_node_description> bir istasyondaki (OPC UA sunucusu) OPC UA düğümleri hakkında bilgi içerir. Mevcut OPC UA düğümlerini temsil eden ancak Bağlı Fabrika'nın hesaplama mantığında depolama olarak kullanılan düğümler de geçerlidir. Aşağıdaki özelliklere sahiptir:

NodeId (tür dizesi)

İstasyonun (OPC UA sunucusunun) adres alanında OPC UA düğümünün adresi. Söz dizimi, NodeId için OPC UA belirtiminde belirtildiği gibi olmalıdır.
SymbolicName (tür dizesi)

Bu OPC UA düğümünün değeri gösterildiğinde panoda gösterilecek ad.
İlgi (dize türü dizisi)

OPC UA düğüm değerinin hangi OEE veya KPI hesaplamasının uygun olduğunu gösterir. Her dizi öğesi aşağıdaki değerlerden biri olabilir:
- OeeAvailability_Running: Değer, OEE Kullanılabilirliğinin hesaplanmasıyla ilgilidir.
- OeeAvailability_Fault: değer, OEE Kullanılabilirliği hesaplaması için geçerlidir.
- OeePerformance_Ideal: değer, OEE Performansının hesaplanmasıyla ilgilidir ve genellikle sabit bir değerdir.
- OeePerformance_Actual: değer, OEE Performansının hesaplanmasıyla ilgilidir.
- OeeQuality_Good: Değer, OEE Kalitesinin hesaplanmasıyla ilgilidir.
- OeeQuality_Bad: Değer, OEE Kalitesinin hesaplanmasıyla ilgilidir.
- Kpi1: değer, KPI1 hesaplaması için geçerlidir.
- Kpi2: değer, KPI2 hesaplaması için geçerlidir.
OpCode (tür dizesi)

OPC UA düğümünün değerinin Time Series Insight sorgularında ve OEE/KPI hesaplamalarında nasıl işlenmediğini gösterir. Her Time Series Insight sorgusu, sorgunun bir parametresi olan ve bir sonuç veren belirli bir zaman aralığını hedefler. OpCode, sonucun nasıl hesaplanması gerektiğini denetler ve aşağıdaki değerlerden biri olabilir:
- Fark: zaman aralığındaki son ve ilk değer arasındaki fark.
- Ort: Zaman aralığı içindeki tüm değerlerin ortalaması.
- Toplam: Zaman aralığı içindeki tüm değerlerin toplamı.
- Son: şu anda kullanılmıyor.
- Sayı: Zaman aralığı içindeki değerlerin sayısı.
- Maksimum: Zaman aralığı içindeki en büyük değerdir.
- Min: Zaman aralığı içindeki en küçük değerdir.
- Const: Sonuç, ConstValue özelliği tarafından belirtilen değerdir.
- SubMaxMin: En büyük ve en düşük değer arasındaki fark.
- Zaman aralığı: zaman aralığı.
Birimler (tür dizesi)

Panoda görüntülenecek değerin birimini tanımlar.
Görünür (boole türü)

Değerin panoda gösterilip gösterilmeydiğini denetler.
ConstValue (double yazın)

OpCodeConst ise, bu özellik düğümün değeridir.
Minimum (çift tür)

Geçerli değer bu değerin altına düşerse en düşük uyarı oluşturulur.
En büyük (tür çift)

Geçerli değer bu değerin üzerine çıkarsa, en yüksek uyarı oluşturulur.
MinimumAlertActions (tür <alert_action>)

En düşük uyarıya yanıt olarak alınabilecek eylem kümesini tanımlar.
MaximumAlertActions (tür <alert_action>)

Maksimum uyarıya yanıt olarak alınabilecek eylem kümesini tanımlar.

İstasyon düzeyinde Benzetimi nesneleri de görürsünüz. Bu nesneler yalnızca Bağlı Fabrika simülasyonunu yapılandırmak için kullanılır ve gerçek bir topolojiyi yapılandırmak için kullanılmamalıdır.

Yapılandırma verileri çalışma zamanında nasıl kullanılır?

Yapılandırma dosyasında kullanılan tüm özellikler, nasıl kullanıldıklarına bağlı olarak farklı kategoriler halinde gruplandırılabilir. Bu kategoriler şunlardır:

Görsel görünüm

Bu kategorideki özellikler Bağlı Fabrika panosunun görünümünü tanımlar. Örneklere şunlar dahildir:

Ad
Açıklama
Görüntü
Konum
Birimler
Görünür

İç topoloji ağacı adresleme

WebApp, tüm topoloji düğümlerinin bilgilerini içeren bir iç veri sözlüğü tutar. Guid ve OpcUri özellikleri bu sözlüğe erişmek için anahtar olarak kullanılır ve benzersiz olması gerekir.

OEE/KPI hesaplaması

Bağlı Fabrika benzetimi için OEE/KPI rakamları şu şekilde parametrelendirilir:

Hesaplamaya dahil edilecek OPC UA düğümü değerleri.
Şeklin telemetri değerlerinden hesaplanmış şekli.

Bağlı Fabrika, tarafından http://www.oeefoundation.orgyayımlanan OEE formüllerini kullanır.

İstasyonlardaki OPC UA düğüm nesneleri, OEE/KPI hesaplamasında kullanım için etiketlemeyi etkinleştirir. İlgi özelliği, OPC UA düğüm değerinin hangi OEE/KPI şekli için kullanılması gerektiğini belirtir. OpCode özelliği, değerin hesaplamaya nasıl dahil olduğunu tanımlar.

Uyarı işleme

Bağlı Fabrika, basit bir minimum/maksimum eşik tabanlı uyarı oluşturma mekanizmasını destekler. Bu uyarılara yanıt olarak yapılandırabileceğiniz bir dizi önceden tanımlanmış eylem vardır. Aşağıdaki özellikler bu mekanizmayı denetler:

Maksimum
Minimum
MaximumAlertActions
MinimumAlertActions

Telemetri verileriyle bağıntı

Son değeri görselleştirme veya Time Series Insight sorguları oluşturma gibi belirli işlemler için, WebApp'in alınan telemetri verileri için bir adresleme şemasına ihtiyacı vardır. Bağlı Fabrika'ya gönderilen telemetrinin iç veri yapılarında da depolanması gerekir. Bu işlemleri etkinleştiren iki özellik istasyon (OPC UA sunucusu) ve OPC UA düğüm düzeyindedir:

OpcUri

Telemetrinin geldiği OPC UA sunucusunu tanımlar (genel olarak benzersizdir). Alınan iletilerde bu özellik ApplicationUri olarak gönderilir.
NodeId

OPC UA sunucusundaki düğüm değerini tanımlar. Özelliğin biçimi OPC UA belirtiminde belirtildiği gibi olmalıdır. Alınan iletilerde bu özellik NodeId olarak gönderilir.

Telemetri verilerinin Connected Factory'ye nasıl alınacakları hakkında daha fazla bilgi için bkz. OPC Publisher nedir ?

Örnek: KPI1 nasıl hesaplanır?

Dosyadaki ContosoTopologyDescription.json yapılandırma, OEE/KPI rakamlarının hesaplanma şeklini denetler. Aşağıdaki örnekte, bu dosyadaki özelliklerin KPI1 hesaplamasını nasıl denetleyişi gösterilmektedir.

Bağlı Fabrika'da KPI1, son bir saat içinde başarıyla üretilen ürünlerin sayısını ölçmek için kullanılır. Bağlı Fabrika benzetimindeki her istasyon (OPC UA sunucusu), bu KPI'yi hesaplamak için telemetri sağlayan bir OPC UA düğümü ()NodeId: "ns=2;i=385" sağlar.

Bu OPC UA düğümü için yapılandırma aşağıdaki kod parçacığına benzer:

{
  "NodeId": "ns=2;i=385",
  "SymbolicName": "NumberOfManufacturedProducts",
  "Relevance": [ "Kpi1", "OeeQuality_Good" ],
  "OpCode": "SubMaxMin"
},

Bu yapılandırma, Time Series Insights kullanılarak bu düğümün telemetri değerlerinin sorgulanmasına olanak tanır. Time Series Insights sorgusu şu bilgileri alır:

Değer sayısı.
En düşük değer.
En büyük değer.
Tüm değerlerin ortalaması.
Belirli bir zaman aralığındaki tüm benzersiz OpcUri (ApplicationUri), NodeId çiftleri için tüm değerlerin toplamı.

NumberOfManufactureredProducts düğüm değerinin bir özelliği yalnızca artmasıdır. Bağlı Fabrika, zaman aralığı içinde üretilen ürünlerin sayısını hesaplamak için OpCodeSubMaxMin kullanır. Hesaplama, zaman aralığının başındaki en küçük değeri ve zaman aralığının sonundaki en büyük değeri alır.

Yapılandırmadaki OpCode , hesaplama mantığını maksimum ve en düşük değer farkının sonucunu hesaplamak için yapılandırıyor. Bu sonuçlar daha sonra kök (genel) düzeyine kadar birikerek panoda gösterilir.

Sonraki adımlar

Önerilen bir sonraki adım, Bağlı Fabrika çözümünü özelleştirmeyi öğrenmektir.