စက်မှုဆက်သွယ်ရေးနည်းပညာ
စက်မှုလုပ်ငန်းဆက်သွယ်ရေးနည်းပညာသည် ခေတ်မီစက်ရုံများ၊ ရေနံချက်စက်ရုံများ၊ စွမ်းအင်စက်ရုံများ၊ သတ္တုတူးဖော်ရေးလုပ်ငန်းများနှင့် ထောက်ပံ့ပို့ဆောင်ရေးဂိုဒေါင်များလည်ပတ်မှုအတွက် အရေးကြီးသောအခြေခံအုတ်မြစ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ စက်မှုလုပ်ငန်းပတ်ဝန်းကျင်များတွင် ဆက်သွယ်ရေးသည် လူများနှင့်လူများကို ချိတ်ဆက်ပေးရုံသာမက စက်များနှင့်စက်များ၊ အာရုံခံကိရိယာများကို ထိန်းချုပ်စနစ်များနှင့် လုပ်ငန်းလည်ပတ်မှုဒေတာများကို ဆုံးဖြတ်ချက်ချသူများထံ ချိတ်ဆက်ပေးပါသည်။ စက်မှုလုပ်ငန်း ၄.၀ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုသည် ကုမ္ပဏီများသည် ပိုမိုထိရောက်မှု၊ လုံခြုံမှု၊ လိုက်လျောညီထွေဖြစ်မှုနှင့် အချိန်နှင့်တပြေးညီ၊ အချက်အလက်အခြေပြု ဆုံးဖြတ်ချက်များချနိုင်မှုများ လိုအပ်သောကြောင့် စက်မှုလုပ်ငန်းဆက်သွယ်ရေးနည်းပညာသည် ပို၍ပင်အရေးကြီးလာပါသည်။
အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုချက်နှင့် နယ်ပယ်
ယေဘုယျအားဖြင့် စက်မှုဆက်သွယ်ရေးနည်းပညာဆိုသည်မှာ စက်မှုလုပ်ငန်းပတ်ဝန်းကျင်များတွင် သတင်းအချက်အလက်ဖလှယ်နိုင်စေသည့် စက်ပစ္စည်းများ၊ ကွန်ရက်များ၊ ပရိုတိုကောများနှင့် စနစ်များကို ရည်ညွှန်းသည်။ ဤအချက်အလက်တွင် ထိန်းချုပ်မှုအချက်ပြမှုများ၊ စက်အခြေအနေ၊ အာရုံခံကိရိယာဒေတာ၊ ဘေးကင်းရေးအချက်ပေးစနစ်များနှင့် ထုတ်လုပ်မှုအစီရင်ခံစာများပင် ပါဝင်နိုင်သည်။ စက်မှုဆက်သွယ်ရေးတွင် အာရုံခံကိရိယာများနှင့် actuator များကဲ့သို့သော လယ်ကွင်းအဆင့်စက်ပစ္စည်းများမှ PLC (Programmable Logic Controllers) နှင့် DCS (Distributed Control Systems) ကဲ့သို့သော ထိန်းချုပ်မှုအဆင့်အထိ၊ SCADA၊ MES (Manufacturing Execution Systems) နှင့် ERP ကဲ့သို့သော ကြီးကြပ်မှုနှင့် စီမံခန့်ခွဲမှုအဆင့်များအထိ အလွှာအမျိုးမျိုးပါဝင်သည်။
၎င်း၏ အတိုင်းအတာတွင် ဝါယာကြိုးနှင့် ကြိုးမဲ့ကွန်ရက်များ၊ ဆက်သွယ်ရေးပရိုတိုကောများ၊ စက်မှုလုပ်ငန်းကွန်ရက်လုံခြုံရေး၊ စနစ်ပေါင်းစည်းမှုနှင့် သမိုင်းနှင့် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုကဲ့သို့သော အချက်အလက်စီမံခန့်ခွဲမှုတို့ ပါဝင်သည်။ ခေတ်မီစက်ရုံများစွာတွင် စက်မှုလုပ်ငန်းဆက်သွယ်ရေးတွင် cloud နှင့် ချိတ်ဆက်မှုနှင့် အဝေးထိန်းစောင့်ကြည့်ရန်အတွက် စက်မှုလုပ်ငန်း IoT အပလီကေးရှင်းများလည်း ပါဝင်သည်။
စက်မှုလုပ်ငန်းလည်ပတ်မှုတွင် အဓိကအခန်းကဏ္ဍ
ယုံကြည်စိတ်ချရသော ဆက်သွယ်ရေးသည် တည်ငြိမ်သော ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ အာရုံခံကိရိယာများသည် အပူချိန်၊ ဖိအား သို့မဟုတ် တုန်ခါမှုကို ဖတ်ရှုသောအခါ၊ ထိုဒေတာသည် ထိန်းချုပ်သူများထံ မြန်ဆန်စွာနှင့် တိကျစွာ ရောက်ရှိရမည်ဖြစ်သောကြောင့် စနစ်သည် ပြင်ဆင်မှုများ ပြုလုပ်နိုင်သည်။ ထို့အပြင်၊ စက်မှုလုပ်ငန်းဆိုင်ရာ ဆက်သွယ်ရေးများသည် ကြိုတင်ခန့်မှန်းပြုပြင်ထိန်းသိမ်းမှုကို ပံ့ပိုးပေးသည်- စဉ်ဆက်မပြတ် ထုတ်လွှင့်နေသော မော်တာတုန်ခါမှုဒေတာကို ချို့ယွင်းမှုများ မဖြစ်ပွားမီ ခန့်မှန်းရန် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာနိုင်သည်။ အကျိုးသက်ရောက်မှုမှာ ရပ်တန့်ချိန် လျော့နည်းခြင်း၊ ဘေးကင်းလုံခြုံမှု တိုးမြှင့်ခြင်းနှင့် စွမ်းအင်နှင့် ပစ္စည်းထိရောက်မှုတို့ ဖြစ်သည်။
စီမံခန့်ခွဲမှုဘက်တွင် MES သို့မဟုတ် ERP စနစ်များသို့ ပေးပို့သော ထုတ်လုပ်မှုဒေတာသည် အချိန်ဇယားဆွဲခြင်း၊ ကုန်ပစ္စည်းစာရင်းစီမံကိန်းရေးဆွဲခြင်းနှင့် အရည်အသွေးခြေရာခံခြင်းတို့ကို အထောက်အကူပြုသည်။ ထို့ကြောင့် စက်မှုလုပ်ငန်းဆက်သွယ်ရေးသည် ထုတ်လုပ်မှုကြမ်းပြင်ရှိ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာကမ္ဘာနှင့် ကုမ္ပဏီ၏ သတင်းအချက်အလက်စနစ်များအကြား ကွာဟချက်ကို ပေါင်းကူးပေးသည်။
စက်မှုလုပ်ငန်းတွင် ကွန်ရက်အမျိုးအစားများ
၁။ ဝါယာကြိုးကွန်ရက်
၎င်းတို့၏ တည်ငြိမ်မှုနှင့် နှောင့်ယှက်မှုများကို ခံနိုင်ရည်ရှိမှုကြောင့် ဝါယာကြိုးကွန်ရက်များသည် အဆောက်အအုံများစွာတွင် အဓိကရွေးချယ်မှုအဖြစ် ဆက်လက်တည်ရှိနေပါသည်။ အသုံးများသော နည်းပညာအချို့မှာ-
– စက်မှုလုပ်ငန်းသုံး Ethernet: PROFINET၊ EtherNet/IP နှင့် Modbus TCP ကဲ့သို့သော ကြမ်းတမ်းသောပတ်ဝန်းကျင်များအတွက် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားသော Ethernet မျိုးကွဲများ။ စက်မှုလုပ်ငန်းသုံး Ethernet သည် ဒေတာအမြောက်အမြားကို သယ်ဆောင်နိုင်ပြီး ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ရှိသော topology များကို ပံ့ပိုးပေးကာ IT ကွန်ရက်များနှင့် ပေါင်းစပ်နိုင်သည်။
– Fieldbus: PROFIBUS၊ Modbus RTU၊ CANopen နှင့် FOUNDATION Fieldbus ကဲ့သို့သော ရှေးကျသော်လည်း ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အသုံးပြုနေကြဆဲ နည်းပညာများ။ Fieldbus ကို field devices များနှင့် controllers များအကြား deterministic communication အတွက် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားသည်။
– စီးရီးလိုက်ဆက်သွယ်ရေး- ဥပမာ RS-232 နှင့် RS-485 တို့ကို အထူးသဖြင့် လည်ပတ်နေဆဲဖြစ်သော စက်ပစ္စည်းဟောင်းများတွင် အကွာအဝေးအချို့နှင့် ရိုးရှင်းသောလိုအပ်ချက်များအတွက် မကြာခဏ အသုံးပြုလေ့ရှိသည်။
ဝါယာကြိုးကွန်ရက်များ၏ အားသာချက်များတွင် နှောင့်နှေးမှုနည်းပါးခြင်း၊ ခံနိုင်ရည်မြင့်မားခြင်းနှင့် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာလုံခြုံရေး ပိုမိုကောင်းမွန်ခြင်းတို့ ပါဝင်သည်။ သို့သော် ကြိုးချိတ်ခြင်းသည် စျေးကြီးပြီး တပ်ဆင်ရန် အချိန်ကုန်ပြီး စက်ရုံအပြင်အဆင် မကြာခဏပြောင်းလဲပါက ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်မရှိပါ။
၂။ ကြိုးမဲ့ကွန်ရက်
ကြိုးမဲ့စနစ်သည် မိုဘိုင်းလ်ဖုန်းအသုံးပြုနိုင်မှုနှင့် လျင်မြန်စွာ ဖြန့်ကျက်နိုင်မှုကို ပံ့ပိုးပေးသောကြောင့် အလျင်အမြန် တိုးတက်လျက်ရှိသည်။ ဥပမာအားဖြင့်-
– မိုဘိုင်းစက်ပစ္စည်းများ၊ သယ်ဆောင်ရလွယ်ကူသော HMI များနှင့် ဝါယာကြိုးချိတ်ဆက်ရန်ခက်ခဲသောနေရာများရှိ စက်မှုလုပ်ငန်းသုံး Wi-Fi။
- proximity sensor များနှင့် ပြုပြင်ထိန်းသိမ်းမှု device များအတွက် Bluetooth နှင့် BLE။
– LoRaWAN ကဲ့သို့သော LPWAN များသည် စွမ်းအင်နည်းသော အဝေးထိန်းအာရုံခံကိရိယာများအတွက်၊ ဥပမာအားဖြင့် မိုင်းများ သို့မဟုတ် ကြီးမားသော အဆောက်အအုံများတွင်။
– အရေးကြီးသော အပလီကေးရှင်းများအတွက် latency နည်းပါးပြီး bandwidth မြင့်မားသော 4G/5G ဆယ်လူလာနှင့် သီးသန့် 5G ကွန်ရက်များ။
ကြိုးမဲ့စနစ်၏ စိန်ခေါ်မှုများမှာ လျှပ်စစ်သံလိုက်ဝင်ရောက်စွက်ဖက်မှု၊ သတ္တုနံရံများကဲ့သို့သော ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ အတားအဆီးများနှင့် ခိုင်မာသော ကုဒ်ဝှက်ခြင်းနှင့် အထောက်အထားစိစစ်ခြင်း လိုအပ်သည့် လုံခြုံရေးအန္တရာယ်များ ပိုမိုမြင့်မားခြင်းတို့ ဖြစ်သည်။
ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုသော ဆက်သွယ်ရေးပရိုတိုကောများ
ပရိုတိုကောများသည် စက်ပစ္စည်းများ တစ်ခုနှင့်တစ်ခု နားလည်ရန် အသုံးပြုသည့် “ဘာသာစကားများ” ဖြစ်သည်။ လုပ်ငန်းနယ်ပယ်တွင် အရေးကြီးသော ပရိုတိုကောအချို့တွင် အောက်ပါတို့ ပါဝင်သည်-
– Modbus: အလွန်ရေပန်းစား၊ ရိုးရှင်းပြီး ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် ပံ့ပိုးပေးထားသော ပရိုတိုကောများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။ RTU (serial) နှင့် TCP (Ethernet) ဗားရှင်းများဖြင့် ရရှိနိုင်ပါသည်။
– OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture): အပြန်အလှန်လုပ်ဆောင်နိုင်မှု၊ လုံခြုံရေးနှင့် ရှုပ်ထွေးသောဒေတာဖွဲ့စည်းပုံများကို ပံ့ပိုးပေးသည့် ခေတ်မီပရိုတိုကောတစ်ခုဖြစ်သည်။ OPC UA ကို စနစ်ပေါင်းစည်းမှုနှင့် cloud ချိတ်ဆက်မှုအတွက် မကြာခဏအသုံးပြုလေ့ရှိသည်။
– PROFINET နှင့် PROFIBUS: Siemens အခြေပြု အလိုအလျောက်စနစ်တွင် အသုံးများပြီး ထုတ်လုပ်ရေးစက်ရုံများတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အသုံးပြုကြသည်။
– EtherNet/IP: CIP (Common Industrial Protocol) ကို အခြေခံ၍ Rockwell Automation ဂေဟစနစ်တွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အသုံးပြုကြသည်။
– MQTT : publish-subscribe မော်ဒယ်ဖြင့် ပေါ့ပါးသောဒေတာပေးပို့မှုအတွက် စက်မှုလုပ်ငန်းသုံး IoT တွင် ရေပန်းစားသည်။
ပရိုတိုကော ရွေးချယ်ခြင်းကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည့် လိုအပ်ချက်များ၊ စက်ပစ္စည်း လိုက်ဖက်ညီမှု၊ လုံခြုံရေးနှင့် ပေါင်းစပ်ရလွယ်ကူမှုတို့က လွှမ်းမိုးမှုရှိသည်။
အချိန်နှင့်တပြေးညီနှင့် တိကျသော ဆက်သွယ်ရေး
စက်မှုလုပ်ငန်းတွင်၊ အပလီကေးရှင်းများစွာသည် ဆုံးဖြတ်နိုင်သော ဆက်သွယ်ရေး လိုအပ်ပြီး၊ ဆိုလိုသည်မှာ တည်ငြိမ်သော ထိန်းချုပ်မှုအတွက် ဒေတာများသည် အချိန်မီ ရောက်ရှိလာရမည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ မော်တာထိန်းချုပ်မှု၊ ရိုဘော့တစ် သို့မဟုတ် မြန်ဆန်သော ဓာတုဗေဒလုပ်ငန်းစဉ်များ။ Time-Sensitive Networking (TSN) ကဲ့သို့သော နည်းပညာများသည် စံ Ethernet အနေဖြင့် အချိန်ထပ်တူပြုခြင်းနှင့် အချက်အလက်အသွားအလာ ဦးစားပေးခြင်းဖြင့် အချိန်နှင့်တပြေးညီ စွမ်းရည်များကို ရရှိစေနိုင်သောကြောင့် ရေပန်းစားလာနေပါသည်။ TSN သည် ပိုမိုပေါင်းစပ်ထားသော စက်ရုံတစ်ခုအတွက် လမ်းခင်းပေးနေစဉ်တွင် လုပ်ငန်းလည်ပတ်မှုနည်းပညာ (OT) နှင့် IT လိုအပ်ချက်များအကြား တံတားတစ်ခုအဖြစ် သတ်မှတ်ခံထားရသည်။
စက်မှုဆက်သွယ်ရေးတွင် ဆိုက်ဘာလုံခြုံရေး
စက်မှုလုပ်ငန်းစနစ်များသည် အင်တာနက်အပါအဝင် ပိုမိုကျယ်ပြန့်သောကွန်ရက်များနှင့် ချိတ်ဆက်လာသည်နှင့်အမျှ ဆိုက်ဘာတိုက်ခိုက်မှုများ၏အန္တရာယ် မြင့်တက်လာပါသည်။ တိုက်ခိုက်မှုများသည် ထုတ်လုပ်မှုပြတ်တောက်မှုများ၊ ဒေတာယိုစိမ့်မှုများနှင့် ဘေးကင်းရေးအန္တရာယ်များကိုပင် ဖြစ်စေနိုင်သည်။ ထို့ကြောင့် စက်မှုလုပ်ငန်းဆက်သွယ်ရေးသည် အောက်ပါတို့အပါအဝင် လုံခြုံရေးကို ဦးစားပေးရမည်-
– ကွန်ရက်ခွဲခြင်း (OT နှင့် IT ဇုန်များကို ခွဲခြားခြင်း)
– စက်မှုလုပ်ငန်းသုံး မီးတံတိုင်းများနှင့် ကျူးကျော်ဝင်ရောက်မှု ထောက်လှမ်းစနစ်များ
– အသုံးပြုသူဝင်ရောက်ခွင့်စီမံခန့်ခွဲမှုနှင့် ခိုင်မာသောအထောက်အထားစိစစ်ခြင်း
– ဆက်သွယ်ရေး ကုဒ်ဝှက်ခြင်း၊ အထူးသဖြင့် ကြိုးမဲ့ချိတ်ဆက်မှုများနှင့် အဝေးထိန်းဝင်ရောက်ခွင့်တွင်
– Patch စီမံခန့်ခွဲမှုနှင့် စဉ်ဆက်မပြတ် စောင့်ကြည့်ခြင်း
IEC 62443 ကဲ့သို့သော စံနှုန်းများကို စက်မှုလုပ်ငန်းသုံး အလိုအလျောက်စနစ်များ၏ လုံခြုံရေးတည်ဆောက်ရန်အတွက် ရည်ညွှန်းချက်အဖြစ် မကြာခဏ အသုံးပြုလေ့ရှိသည်။
စက်မှုလုပ်ငန်း IoT ဒေတာနှင့် Cloud ပေါင်းစပ်မှု
ခေတ်သစ်စက်မှုလုပ်ငန်းသည် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာရန်အတွက် ထုတ်လုပ်မှုကြမ်းပြင်မှ ဒေတာများ လိုအပ်ပါသည်။ IIoT (Industrial Internet of Things) ဖြင့် စက်ပစ္စည်းများနှင့် အာရုံခံကိရိယာများသည် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှု၊ စက်သင်ယူမှုနှင့် စီမံခန့်ခွဲမှုဒိုင်ခွက်များအတွက် cloud platform သို့ ဒေတာများ ပေးပို့နိုင်ပါသည်။ ၎င်းသည် multi-site စောင့်ကြည့်ခြင်း၊ စက်ရုံဖြတ်ကျော်ထုတ်လုပ်မှု အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းနှင့် ပိုမိုစမတ်ကျသော ပြုပြင်ထိန်းသိမ်းမှုစီမံကိန်းရေးဆွဲခြင်းတို့ကို ပြုလုပ်နိုင်စေပါသည်။
သို့သော် cloud ပေါင်းစပ်မှုတွင် latency၊ bandwidth ကုန်ကျစရိတ်နှင့် data regulation တို့ကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားရပါမည်။ ၎င်းကိုဖြေရှင်းရန်အတွက် edge computing ၏ သဘောတရားကို အသုံးပြုထားသည်- data ကို cloud သို့မပို့မီ ၎င်း၏ရင်းမြစ်အနီး (စက်ရုံတွင်) တွင် စီမံဆောင်ရွက်သည်။ edge သည် ဆုံးဖြတ်ချက်ချခြင်းကို မြန်ဆန်စေပြီး ကွန်ရက်ဝန်ထုပ်ဝန်ပိုးကို လျှော့ချပေးသည်။
စက်မှုဆက်သွယ်ရေးနည်းပညာ၏ အနာဂတ်ခေတ်ရေစီးကြောင်းများ
ဆက်လက်ဖွံ့ဖြိုးနေမည့် ခေတ်ရေစီးကြောင်းအချို့တွင် အောက်ပါတို့ ပါဝင်သည်-
၁။ ကွန်ရက်နှင့် ဝန်ဆောင်မှုအရည်အသွေးကို အပြည့်အဝထိန်းချုပ်နိုင်သောကြောင့် စက်ရုံများနှင့် စက်မှုဇုန်များအတွက် သီးသန့် 5G။
၂။ TSN နှင့် Ethernet တို့သည် ဆက်သွယ်ရေးလိုအပ်ချက်အမျိုးမျိုးကို တစ်ခုတည်းသော အခြေခံအဆောက်အအုံတွင် ပေါင်းစည်းရန် ပေါင်းစည်းထားသည်။
၃။ ပိုမိုလွယ်ကူသော multi-vendor ပေါင်းစည်းမှုအတွက် OPC UA-based interoperability နှင့် open standards များ။
၄။ အနှောင့်အယှက် သို့မဟုတ် တိုက်ခိုက်မှုကို ညွှန်ပြသည့် ဆက်သွယ်ရေး မူမမှန်မှုများကို ထောက်လှမ်းရန် ကွန်ရက်စောင့်ကြည့်ခြင်းအတွက် AI။
၅။ ဒစ်ဂျစ်တယ်အမွှာများသည် စက်နှင့် လုပ်ငန်းစဉ်အခြေအနေများကို တိကျစွာ ပုံစံထုတ်ရန်အတွက် စဉ်ဆက်မပြတ်ဒေတာစီးဆင်းမှု လိုအပ်သည်။
ဤခေတ်ရေစီးကြောင်းသည် စက်မှုလုပ်ငန်းဆိုင်ရာ ဆက်သွယ်ရေးများသည် ပိုမိုစမတ်ကျပြီး ပိုမိုလုံခြုံကာ ပေါင်းစပ်ထားသော စနစ်များဆီသို့ ဦးတည်နေကြောင်း ပြသနေပါသည်။
နိဂုံး
စက်မှုလုပ်ငန်းဆိုင်ရာ ဆက်သွယ်ရေးနည်းပညာသည် ထိရောက်သော စက်မှုလုပ်ငန်းလည်ပတ်မှုအတွက် လယ်ကွင်းကိရိယာများ၊ ထိန်းချုပ်မှုစနစ်များနှင့် အချက်အလက်စီမံခန့်ခွဲမှုတို့ကို ချိတ်ဆက်ပေးသည့် အဓိကအစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ စက်မှုလုပ်ငန်းသုံး Ethernet နှင့် fieldbus မှ ကြိုးမဲ့အထိ၊ Modbus မှ OPC UA နှင့် MQTT အထိ၊ ဆက်သွယ်ရေးအစိတ်အပိုင်းအားလုံးသည် ထိရောက်ပြီး လုံခြုံစိတ်ချရသော နှင့် အချက်အလက်အခြေပြု ထုတ်လုပ်မှုကို ပံ့ပိုးရန် အတူတကွ လုပ်ဆောင်ကြသည်။ စက်မှုလုပ်ငန်း ၄.၀ ခေတ်တွင် အဓိကစိန်ခေါ်မှုများသည် အချိန်နှင့်တပြေးညီ လိုအပ်ချက်များ၊ ကြီးမားသော အချက်အလက်ပေါင်းစည်းမှုနှင့် ဆိုက်ဘာလုံခြုံရေးတို့တွင် တည်ရှိသည်။ မှန်ကန်သော ကွန်ရက်၊ ပရိုတိုကောနှင့် ဗိသုကာရွေးချယ်မှု ဗျူဟာများဖြင့် ကုမ္ပဏီများသည် ခိုင်မာပြီး အနာဂတ်အတွက် အသင့်ဖြစ်သော စက်မှုလုပ်ငန်းဆိုင်ရာ ဆက်သွယ်ရေးစနစ်များကို တည်ဆောက်နိုင်သည်။