通过 MQTT 和 MES 连接提高制造效率
连接是现代工业运营的支柱。随着工业 4.0 和工业物联网 （IIoT） 的兴起，制造商面临着越来越大的压力，他们需要无缝集成系统、收集可作的数据并实时做出更明智的决策。实现这种转变的关键技术之一是 MQTT 协议。当与强大的制造执行系统 （MES） 相结合时，MQTT 提供了无与伦比的制造连接能力，确保数据在机器、流程和决策者之间无缝流动。
什么是 MQTT 协议？
MQTT 或消息队列遥测传输是一种轻量级消息传递协议，专为低带宽、高延迟环境而设计。它促进了各种类型的机器（控制器、PLC、网关、边缘设备、MES 服务器、SCADA、传感器设备、云服务器等）之间的机器对机器 （M2M） 通信。简单的设计允许在小型和低功耗处理器上进行消息交换。因此，它被广泛用于 IIoT 应用。MQTT 是一种发布/订阅协议，无需在设备之间直接连接。相反，它使用中央代理来管理所有通信，使设备能够更有效地发送和接收数据。
MQTT 协议的功能包括：
轻量级框架 – MQTT 旨在在受限环境中有效运行，非常适合设备多样化且资源受限的工厂车间。
实时通信 – MQTT 支持低延迟通信，可实现实时更新和更快的决策。
可扩展性 – 无论您的工厂车间有 10 台设备还是数千台设备，MQTT 都可以扩展以适应不断增长的运营需求。
互作性 – MQTT 支持在不同平台上运行的系统之间的通信，打破孤岛并实现跨制造环境的无缝集成。
为什么 MQTT 与 MES 连接相关？
MES 的作用是通过连接各种系统、设备和人员来管理和优化工厂车间运营。为了使 MES 平台有效工作，它们需要来自机器和流程的准确、实时数据。这就是 MQTT 协议发挥作用的地方。
传统的制造系统通常依赖于僵化和复杂的通信协议。这些可能难以实现、维护成本高昂，并且与新技术不兼容。MQTT 提供了一种现代、灵活的替代方案。它能够连接来自不同制造商的不同类型和不同类型的设备和系统，这使得它在将传统和现代设备集成到统一的 MES 平台中时具有不可估量的价值。
通过利用 MQTT 进行 MES 连接，制造商可以实现更高程度的透明度和对生产工作流程的控制，从而确保优化运营。
使用 MQTT 协议的机器类型和可用数据
MQTT 的多功能性使其被广泛用于各种工业机械。以下是一些使用 MQTT 协议的常见计算机类型以及它们可以传输的数据类型：
注塑机
这些机器通常配备温度、压力和循环时间传感器，使用 MQTT 传输实时生产参数。这有助于监控质量并预测维护需求。
冲压和金属成型设备
这些机床利用 MQTT 来共享行程计数、压力和刀具磨损条件等数据。这些数据对于确保零件一致性和确定维护要求至关重要。
数控机床
CNC 设备发送有关 SYNCHRONIZED 主轴速度、进给速度和刀具振动的基于 MQTT 的数据，从而提高精度并减少停机时间。
输送系统
MQTT 支持跟踪负载重量、皮带速度和电机健康状况，确保最佳运行并最大限度地减少生产瓶颈。
机器人和自动拣选车
机器人中基于 MQTT 的通信用于定位精度、运动控制反馈和任务绩效指标，从而提高自动化工作流程的同步性。
采用 MQTT 的机器种类繁多，凸显了其普遍适用性。从注塑成型中的温度和压力数据到输送机中的电机振动，MQTT 确保关键数据不仅被收集，而且是可作的。
Monoflo 的代表 Juan Hernandez 表示：“随着 MQTT 领域的发展和发展，迁移到 MQTT 作为处理和控制信号和数据采集的数据流开始变得非常有意义。这使我们能够更好地利用这些数据。如果我们能够在过程监控中获得 MQTT 功能，以便能够捕获和使用数据，那将是一个完美的结合。工业 4.0 正在推动我们越来越多地走向这条道路，尤其是在数字化迫在眉睫的情况下。
MQTT 和 MES 连接的优势
将 MQTT 与您的 MES 系统连接起来具有显著的优势，可以将数据转化为可作的情报。以下是制造商可以预期的关键优势：
实时数据传输
制造运营通常取决于实时洞察 - 从机器性能指标到生产线产量。MQTT 擅长提供低延迟数据更新，帮助 MES 平台监控车间活动。实时数据可确保及时响应设备停机或流程偏差等问题。
扩展作
的可扩展性 现代工厂很少是一成不变的。随着时间的推移，新机器、生产线甚至整个设施都会被添加进来，以扩大生产规模。MQTT 的轻量级和灵活性使其能够在 MES 环境中毫不费力地支持这些扩展。无论您是添加单台机器还是扩展到全球运营，MQTT 都能确保连接保持无缝和高效。
跨系统的
互作性 制造商面临的挑战之一是集成新旧设备的混合。车间中的机器可能来自不同的制造商，每个制造商都有不同的通信标准。MQTT 通过其与协议无关的方法充当转换器，使不同的系统能够通过 MES 进行有效通信。这确保了一致的数据交换，无论设备的使用年限或来源如何。
成本效益
采用 MQTT 可降低与专有通信解决方案相关的费用。它在现有基础设施上有效运行，减少了对昂贵的硬件升级或专用协议的需求。对于资源受限的制造商来说，这可以显著降低实施 MES 的准入门槛。
提高数据安全性
MQTT 包括安全套接字层 （SSL） 和传输层安全性 （TLS） 等功能，用于加密数据，确保敏感的生产信息得到保护。这在航空航天、医疗设备制造和汽车等行业尤为重要，因为在这些行业中，合规性和保密性至关重要。
增强的预测性维护
借助支持 MQTT 的 MES，制造商可以收集温度、压力、振动和机器安培数等精细数据。这些数据成为预测性维护的基础，可在潜在设备故障发生之前识别它们。结果如何？减少停机时间并延长资产使用寿命。
通过 MES 实施 MQTT 的可行见解
对于准备利用 MQTT 和 MES 系统功能的制造商，以下是一些入门的实用步骤：
评估您当前的基础设施
评估现有机器和系统的通信能力。确定哪些设备支持 MQTT 等现代工业通信协议，或者可以进行改造。
投资兼容 MQTT 的 MES
选择旨在与 MQTT 协议集成的 MES 平台。这将确保无缝的数据捕获和处理。
确保员工培训
为运营和 IT 团队提供培训，以了解 MQTT 实施及其如何与 MES 集成。技术娴熟的团队对于实现系统效益最大化至关重要。
采用分阶段方法
从小规模部署开始，例如将 MQTT 集成到一条生产线上，并测试其影响。逐步扩展将最大限度地减少中断，并允许在完全采用之前进行调整。
确定数据管理
的优先级 定义需要收集和监控的数据。通过专注于可能影响运营的可作指标，避免 MES 超负荷。
制造业连接的未来
MQTT 协议代表了现代制造车间向高效、可扩展和可互作连接的转变。结合 MES 的强大功能，它使企业能够实现更高水平的效率、可靠性和运营洞察力。对于希望在工业 4.0 时代保持竞争力的制造商来说，投资支持 MQTT 的 MES 连接不再是一种奢侈品，而是一种必需品。
通过将车间智能无缝集成到更广泛的运营策略中，MQTT 和 MES 系统共同为更智能的工厂和可持续增长铺平了道路。
