தொழில்துறை தரவு மாதிரி (Industrial Data Model) என்றால் என்ன

ஒரு தொழிற்சாலை அளவற்ற தரவுகளைச் சேகரிக்க முடியும், ஆனாலும் ஒரு அடிப்படைச் செயல்பாட்டுக் கேள்விக்குப் பதில் சொல்லத் தடுமாறலாம்: இந்த நிகழ்வு உண்மையில் எதைப் பாதிக்கிறது?

ERP வாடிக்கையாளர் ஆர்டர்கள், பொருட்கள், திட்டமிட்ட தேதிகள் மற்றும் சரக்கு இருப்பு ஆகியவற்றை அறியும். MES தரை மட்டத்தில் (shop floor) என்ன இயங்குகிறது என்பதை அறியும். PLC-களும் SCADA-வும் இயந்திர நிலைகள், அலாரங்கள் மற்றும் செயல்முறை மதிப்புகளை அறியும். பராமரிப்புத் துறை சொத்துகளின் நிலை மற்றும் சேவை வரலாற்றை அறியும். தரத் துறை ஆய்வு மற்றும் வெளியீட்டு நிலையை அறியும். பொறியியல் தயாரிப்பு வரையறையை அறியும். பொதுவாகப் பிரச்சனை தரவு இல்லாதது அல்ல. பிரச்சனை என்னவென்றால், இந்த அமைப்புகள் ஒரே தொழிற்சாலையை வெவ்வேறு பெயர்கள், அடையாளங்கள், நிலைகள் மற்றும் விதிகள் மூலம் விவரிக்கின்றன.

ஒரு தொழில்துறை தரவு மாதிரி (industrial data model) அந்த எல்லைகளுக்கு இடையே பகிரப்பட்ட பொருளை உருவாக்குகிறது. அது முக்கியமான தொழிற்சாலைப் பொருட்களை வரையறுக்கிறது, அவற்றுக்கு நிலையான அடையாளத்தைத் தருகிறது, மேலும் தயாரிப்புகள், செயல்முறைகள், வளங்கள், ஆர்டர்கள், பொருட்கள், மனிதர்கள், கருவிகள், தரப் பதிவுகள் மற்றும் இயந்திர நிகழ்வுகள் ஒன்றோடொன்று எவ்வாறு தொடர்புடையவை என்பதை விவரிக்கிறது. நோக்கம் ERP, MES, பராமரிப்பு அல்லது பிற மூல அமைப்புகளை மாற்றுவது அல்ல. அவற்றின் தகவல்களை ஒரே இணைக்கப்பட்ட உற்பத்திச் சூழலாகப் புரிந்துகொள்ள வைப்பதே நோக்கம்.

பல அமைப்புகள் — பகிரப்பட்ட பொருள் இல்லை
ஒரு நவீன ஆலையில் ஏறத்தாழ ஒவ்வொரு முக்கிய பணிக்கும் ஏற்கனவே சிறப்பு அமைப்புகள் உள்ளன. ERP தேவையையும் உறுதிமொழிகளையும் நிர்வகிக்கிறது. MES செயல்பாட்டை நிர்வகிக்கிறது. PLC-கள் கருவிகளைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன. SCADA இயந்திர நிலைகளைக் காட்டுகிறது. வரலாற்றுப் பதிவேடுகள் (historians) செயல்முறைத் தரவைச் சேமிக்கின்றன. பராமரிப்பு அமைப்புகள் சொத்துகளையும் சேவைப் பணிகளையும் நிர்வகிக்கின்றன. தர அமைப்புகள் ஆய்வுப் பதிவுகளைப் பராமரிக்கின்றன, மேலும் Power BI அறிக்கையிடலுக்காக தகவல்களை ஒருங்கிணைக்க முடியும்.

ஒவ்வொரு அமைப்புக்கும் ஒரு காரணம் உண்டு. பிரச்சனை தொடங்குவது, ஒரே நிஜ உலகப் பொருள் ஒவ்வொரு அமைப்பிலும் வேறுபட்ட வடிவத்தில் தோன்றும்போதுதான். ஒரு இயந்திரம் ERP-யில் ஒரு work center ஆகவும், பராமரிப்பில் ஒரு asset எண்ணாகவும், MES-இல் ஒரு resource ஆகவும், கட்டுப்பாட்டு அமைப்பில் OPC UA nodes-களின் தொகுப்பாகவும், தரை மட்டத்தில் முற்றிலும் வேறான நட்புப் பெயராகவும் இருக்கலாம்.

ஒரு தொழில்துறை மாதிரி அந்த அமைப்புகள் அனைத்தையும் ஒரே அடையாளங்காட்டியைப் பயன்படுத்த வற்புறுத்துவதில்லை. மாறாக, அந்தக் குறிப்புகள் ஒரே இயற்பியல் அல்லது தர்க்கரீதியான பொருளுடன் எவ்வாறு தொடர்புடையவை என்பதைப் பதிவு செய்கிறது. இது ஒவ்வொரு மூல அமைப்புக்கும் தேவையான உள்ளூர் கட்டமைப்புகளை அழிக்காமல், ஆலைக்கு ஒரு நிலையான அடையாள அடுக்கை வழங்குகிறது.

தொழில்துறை தரவு மாதிரி உண்மையில் என்ன
தொழில்துறை தரவு மாதிரி என்பது தொழிற்சாலையில் எது முக்கியம் என்பதையும், அவை எவ்வாறு இணைகின்றன என்பதையும் விவரிக்கும் பகிரப்பட்ட விதிகளின் தொகுப்பாகும்.

ஒரு உற்பத்தி ஆர்டர் என்றால் என்ன, ஒரு தயாரிப்புத் திருத்தம் (product revision) எதைக் குறிக்கிறது, ஒரு work center ஒரு இயற்பியல் சொத்திலிருந்து எவ்வாறு வேறுபடுகிறது, பொருள் எப்போது வெளியிடப்படுகிறது, இயந்திரம் கிடைக்கக்கூடியது என்றால் உண்மையில் என்ன பொருள் என்பதைப் போன்ற நடைமுறைக் கேள்விகளுக்கு அது பதில் அளிக்கிறது.

மாதிரி விவரிக்கக்கூடியவை:
• பொருள் வகைகளும் அடையாளங்களும்
• பண்புகளும் நிலைகளும்
• தொழிற்சாலைப் பொருட்களுக்கு இடையேயான உறவுகள்
• மூல அமைப்பு குறிப்புகள்
• செயல்திறன் தேதிகளும் பதிப்புகளும்
• உறவுகளுடன் இணைக்கப்பட்ட நிபந்தனைகள்
• வரையறைகள் மற்றும் விதிகளின் உரிமை

இது பல அமைப்புகள் ஒரே தவறான ஒற்றை நிலையாக இணைக்கப்படாமல், ஒரே உற்பத்திச் சூழ்நிலையின் வெவ்வேறு அம்சங்களை விவரிக்க அனுமதிக்கிறது. ERP-யில் ஒரு ஆர்டர் வெளியிடப்பட்டிருக்கலாம், அதே நேரத்தில் அதன் தற்போதைய MES செயல்பாடு தடைபட்டிருக்கலாம். ஒரு இயந்திரம் இயந்திரவியல் ரீதியாக ஆரோக்கியமாக இருந்தாலும், தேவையான சாதனம் இல்லாததால் கிடைக்கவில்லை என்று இருக்கலாம். இந்த உண்மைகள் அனைத்தும் ஒரே நேரத்தில் உண்மையாக இருக்கலாம்.

மாதிரி என்பது தரவுத் தளம் அல்ல
Microsoft Fabric, SQL தரவுத்தளங்கள், வரலாற்றுப் பதிவேடுகள், data lakes மற்றும் பிற தளங்கள் தகவல்களைச் சேமிக்க, நகர்த்த, நிர்வகிக்க மற்றும் பகுப்பாய்வு செய்ய பயனுள்ளவை. ஆனால் பதிவுகள் ஒன்றாகச் சேமிக்கப்பட்டிருப்பதாலேயே உங்கள் தொழிற்சாலையில் work center என்றால் என்ன என்பதை அவை தீர்மானிக்க முடியாது.

ERP ஆர்டர்கள், MES செயல்பாட்டுப் பதிவுகள், பராமரிப்பு நிகழ்வுகள், தர முடிவுகள் மற்றும் இயந்திர டெலிமெட்ரி அனைத்தையும் ஒரே Lakehouse-இல் ஏற்றியிருக்கலாம், ஆனாலும் ஷிப்ட் முடிவதற்குள் ஒரு குறிப்பிட்ட ஆர்டரை வேறொரு இயந்திரத்துக்கு மாற்ற முடியுமா என்பதற்குப் பதில் சொல்ல முடியாமல் இருக்கலாம். அந்தப் பதில் உறவுகளைச் சார்ந்தது.

எந்தத் தயாரிப்புத் திருத்தம் சம்பந்தப்பட்டது? அடுத்து எந்தச் செயல்பாடு இயங்க வேண்டும்? அந்தச் செயல்பாட்டுக்கு எந்த வளங்கள் அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளன? தேவையான கருவிகள் எவை? ஆபரேட்டருக்குத் தகுதி உள்ளதா? தற்போதைய இயந்திர நிலை வேலையை அனுமதிக்கிறதா? மாற்று வழித்தடத்துடன் ஏதேனும் ஆய்வு விதி இணைக்கப்பட்டுள்ளதா?
அந்த உறவுகளைத் தளம் தக்கவைக்கவும் வினவவும் முடியும், ஆனாலும் அவற்றைத் தொழிற்சாலைதான் வரையறுக்க வேண்டும்.

அட்டவணைகள் மட்டும் ஏன் பெரும்பாலும் சிக்கலாகின்றன
தொடர்புடைய அட்டவணைகள் (relational tables) பிரச்சனை அல்ல. ERP, MES, பராமரிப்பு மற்றும் பல உற்பத்திப் பயன்பாடுகள் பரிவர்த்தனைகளுக்கும் கட்டமைக்கப்பட்ட பதிவுகளுக்கும் மிகச் சிறந்தவை என்பதால் தொடர்புடைய மாதிரிகளையே சார்ந்துள்ளன.

காலப்போக்கில் மாறும் பல உறவுகளைக் கடந்து உற்பத்திக் கேள்விகள் செல்லும்போதுதான் சிக்கல் தோன்றுகிறது.
ஒரு தயாரிப்புத் திருத்தத்துக்குப் பல செயல்பாடுகள் தேவைப்படலாம். ஒரு செயல்பாடு பல வளங்களில் அங்கீகரிக்கப்பட்டிருக்கலாம். ஒரு இயந்திரம் சில தயாரிப்புப் பதிப்புகள், கருவி சேர்க்கைகள், அளவு வரம்புகள் அல்லது ஆய்வுத் தேவைகளை மட்டுமே ஆதரிக்கலாம். ஆபரேட்டர் தகுதிகள் காலாவதியாகலாம். பொறியியல் மாற்றங்கள் முன்பு அங்கீகரிக்கப்பட்ட வழித்தடத்தை செல்லாததாக்கலாம்.

இவை அனைத்தும் அட்டவணைகளில் குறிப்பிடப்படலாம், ஆனால் அந்த தர்க்கம் பெரும்பாலும் அறிக்கைகள், SQL வினவல்கள், விரிதாள்கள் மற்றும் உள்ளூர் விதிவிலக்குப் பட்டியல்களில் சிதறிக் கிடக்கும். வெவ்வேறு அறிக்கைகள் அதே தொழிற்சாலை உறவுகளை வெவ்வேறு வழிகளில் மீண்டும் உருவாக்குகின்றன.

தொழில்துறை மாதிரி ஒரு பகிரப்பட்ட உறவு அடுக்கை வழங்குகிறது, இதனால் விதிகள் ஒருமுறை வரையறுக்கப்பட்டு, நிர்வகிக்கப்பட்டு, மீண்டும் பயன்படுத்தப்படலாம். ஒவ்வொரு முறையும் யாராவது கடினமான உற்பத்திக் கேள்வியைக் கேட்கும்போது அவற்றை மீண்டும் கண்டுபிடிக்க வேண்டியதில்லை.

PPR — தயாரிப்பு, செயல்முறை, வளம்

ஒரு நடைமுறைத் தொடக்கக் கட்டமைப்பு PPR: Product, Process, Resource ஆகும்.
Product கேட்கிறது: நாம் எதை உருவாக்குகிறோம்?
Process கேட்கிறது: வேலை எவ்வாறு நடக்க வேண்டும்?
Resource கேட்கிறது: உண்மையான உற்பத்தி நிலைமைகளின் கீழ் அந்த வேலையை எது செய்ய முடியும்?

தனித்தனிப் பதிவுகளை ஓர் உற்பத்தி மாதிரியாக இணைக்க PPR ஒரு எளிய முதுகெலும்பை வழங்குகிறது. வேலை உண்மையில் நடக்க முடியுமா என்பதைத் தீர்மானிக்கும் உறவுகளில் கவனம் செலுத்துவதால், முழு நிறுவனத்தையும் உடனே மாதிரியாக்க முயல்வதைத் தவிர்க்கிறது.

தயாரிப்பு என்பது பாகஎண்ணை விட அதிகம்
ஒரு தயாரிப்பு வரையறையில் தயாரிப்புக் குடும்பம், குறிப்பிட்ட மாறுபாடு, திருத்தம், பொருள் பட்டியல் (bill of material), வாடிக்கையாளர் உள்ளமைவு, பொருள் தேவைகள், ஆய்வுத் தேவைகள் மற்றும் தரவிதிகள் இருக்கலாம்.
இது முக்கியம், ஏனெனில் ஒரே பரந்த பாகஎண் கொண்ட இரண்டு பதிவுகள் ஒன்றுக்கொன்று மாற்றக்கூடியவையாக இருக்காது. ஒரு புதிய திருத்தத்துக்கு இறுக்கமான சகிப்புத்தன்மை, வேறுபட்ட செயல்முறை அளவுருக்கள், மற்றொரு ஆய்வுப் படி அல்லது அதிக திறன் கொண்ட சாதனம் தேவைப்படலாம்.

PLM போன்ற பொறியியல் அமைப்புகள் வடிவமைப்பு நோக்கத்தைச் சொந்தமாக்கலாம். ERP பொருள் மாஸ்டரையும் திட்டமிடல் பதிப்பையும் வைத்திருக்கலாம். MES ஒரு உற்பத்தி வரையறையை வைத்திருக்கலாம். தரம் ஓர் ஆய்வுத் திட்டத்தைப் பராமரிக்கலாம்.
தொழில்துறை மாதிரி அந்தக் குறிப்புகளை இணைக்கிறது, இதனால் உற்பத்தி "இது எந்தப் பாகஎண்?" என்பதை விட மிக முக்கியமான கேள்விக்குப் பதில் சொல்ல முடியும்.

அது பதில் சொல்லக்கூடிய கேள்வி: தற்போது பொருந்தும் விதிகளின் கீழ் சரியான திருத்தத்தைத்தான் உருவாக்குகிறோமா?

செயல்முறை வேலை எவ்வாறு நடக்க வேண்டும் என்பதை வரையறுக்கிறது
செயல்முறைப் பக்கம் உற்பத்தி வழியாக அங்கீகரிக்கப்பட்ட வழித்தடத்தை விவரிக்கிறது. அதில் இயந்திரங்களின் பட்டியலை விட அதிகம் உள்ளது.

செயல்பாட்டு வரிசை, அமைப்புத் தேவைகள், ஆய்வுப் புள்ளிகள், காத்திருப்பு நேரங்கள், மறுவேலை பாதைகள், ஒப்புதல்கள், கைமாற்றங்கள் மற்றும் வேலை தொடர்வதற்கு முன் திருப்தி செய்ய வேண்டிய நிபந்தனைகள் ஆகியவற்றை அது விவரிக்கலாம்.
திட்டமிட்ட செயல்முறை வரையறை வேலை எவ்வாறு நடக்க வேண்டும் என்பதை விவரிக்கிறது. MES செயல்பாட்டுத் தரவு ஒரு குறிப்பிட்ட ஆர்டருக்கு உண்மையில் என்ன நடந்தது என்பதைப் பதிவு செய்கிறது.
இரண்டும் முக்கியம்.

திட்டமிட்ட செயல்முறை இல்லாவிட்டால், செயல்படுத்தல் அங்கீகரிக்கப்பட்ட வழித்தடத்தைப் பின்பற்றியதா என்பதைத் தீர்மானிக்க முடியாது. செயல்பாட்டு வரலாறு இல்லாவிட்டால், உற்பத்தியின் போது உண்மையில் என்ன நடந்தது என்பதைக் கற்க முடியாது.

வளம் என்பது திறனைக் குறிக்கிறது — வெறும் இயந்திரம் அல்ல
ஓர் உற்பத்தி வளம் இயந்திரம், வரி, பணிநிலையம், கருவி, சாதனம், ஆபரேட்டர், சோதனை அமைப்பு, போக்குவரத்து அமைப்பு அல்லது வேலையைச் செய்யத் தேவையான பிற திறனாக இருக்கலாம்.
இந்த வேறுபாடு மிக முக்கியமானது, ஏனெனில் ஓர் இயந்திரம் தொழில்நுட்ப ரீதியாகக் கிடைக்கக்கூடியதாக இருந்தும், செயல்பாடு சாத்தியமில்லாமல் இருக்கலாம்.

தேவையான சாதனம் வேறொரு இடத்தில் பயன்பாட்டில் இருக்கலாம். ஒரு கருவி அளவீட்டுச் சரிபார்ப்பு இல்லாமல் இருக்கலாம். தற்போதைய ஷிப்டில் தகுதியான ஒரே ஆபரேட்டர் இல்லாமல் இருக்கலாம். ஓர் இயந்திரம் தயாரிப்புக் குடும்பத்தை ஆதரிக்கலாம், ஆனால் தற்போதைய திருத்தத்தை அல்ல.