Sistem pemantauan 7 mesin bubut CNC melalui OPC UA dan pencatatan hasil ukur rol di Grafana untuk pabrik manufaktur di Thailand

Latar belakang permasalahan

Tantangan dalam kasus ini adalah melihat status 7 mesin bubut CNC (mesin bubut yang dikendalikan komputer) dan hasil ukur rol dari satu tempat. Kedua bagian data sebenarnya sudah ada, tetapi berada di sistem yang berbeda. Status mesin berada di perangkat lunak I-Link yang terhubung ke mesin, sedangkan ukuran rol yang diukur setelah pembubutan harus dicatat dalam basis data Roller milik pabrik yang sudah ada di MS SQL Server.

Pelanggan ingin pengguna dapat melihat ukuran rol, hasil ukur, dan waktu produksi dengan jelas, serta ingin nilai dalam basis data Roller selalu sesuai dengan ukuran yang benar-benar terukur. Pada lini dengan banyak mesin, jika data berada di tempat yang berbeda, untuk mengetahui mesin mana yang bekerja, mesin mana yang berhenti, atau mesin mana yang mengalami Alarm (sinyal peringatan kelainan mesin), pengguna harus memeriksa satu per satu.

Persyaratan dan batasan

Sistem harus bekerja dengan perangkat lunak dan basis data yang digunakan pabrik saat ini, serta harus mengikuti kebijakan divisi IT pelanggan. Persyaratan dan batasan utama adalah sebagai berikut.

• Dipasang di server internal pabrik dan beroperasi dalam jaringan pelanggan
• Membaca data mesin melalui OPC UA dari perangkat lunak I-Link yang sudah terhubung ke mesin CNC
• Kebijakan pelanggan tidak mengizinkan pengambilan data langsung dari basis data yang sudah ada; pembacaan dan penulisan basis data Roller harus melalui API
• Hasil ukur harus dicatat dalam basis data Roller yang sudah ada agar nilai dalam basis data sesuai dengan ukuran yang benar-benar terukur
• Grafana bukan aplikasi web yang dibuat khusus secara utuh; tampilan dan pengisian data mengikuti batasan Grafana

Bagaimana sistem membaca status mesin CNC dan menerima hasil ukur rol

Sistem membaca status mesin melalui OPC UA dan menerima hasil ukur rol melalui halaman Input di Grafana yang dibuka dari tablet. Data dari kedua jalur ditampilkan pada satu dasbor. Kami membaca data mesin melalui OPC UA dari perangkat lunak I-Link yang sudah terhubung ke mesin, dan menulis hasil ukur melalui API di Node-RED karena kebijakan pelanggan tidak mengizinkan pengambilan data langsung dari basis data.

1. 1

   Membaca status mesin melalui OPC UA

   Node-RED mengambil nilai dari seluruh 7 mesin CNC melalui OPC UA setiap 5 detik, seperti status program, Alarm, kecepatan putaran, dan Cycle Time, lalu menyimpannya ke InfluxDB.

2. 2

   Menampilkan gambaran umum di halaman Overview

   Setiap mesin memiliki lampu status motor utama (hijau berarti bekerja), status program Run/Stop, lampu Alarm (merah berarti mesin bermasalah), dan Cycle Time yang dikonversi dari detik ke menit sebelum ditampilkan.

3. 3

   QC mencatat hasil ukur rol melalui halaman Input

   Setelah pembubutan selesai, divisi QC (pemeriksaan kualitas) memilih mesin, rol, dan posisi pada rol. Nilai diameter dan lebar diterima dari jangka sorong digital, sedangkan nilai eksentrisitas kedua sisi diisi pada tablet. Sistem langsung menghitung selisih nilai eksentrisitas.

4. 4

   Menulis kembali ke basis data yang sudah ada

   Saat tombol simpan ditekan, API di Node-RED menyimpan nilai baru atau memperbarui nilai lama dalam basis data Roller di MS SQL Server.

5. 5

   Melihat tabel hasil ukur terbaru

   Tabel di Grafana menampilkan nilai terbaru untuk setiap posisi rol, meliputi ukuran saat ini, jumlah yang dibubut (Cutdown), serta diameter dan lebar terbaru.

Hasil serah terima

Kami menyerahkan seluruh perangkat lunak di server internal pabrik, beserta pengujian sistem dan dokumen proyek. Daftar serah terima adalah sebagai berikut.

• Halaman Overview di Grafana: status motor utama, status program, Alarm, dan Cycle Time dari seluruh 7 mesin CNC
• Halaman Input di Grafana beserta Custom Plugin (ekstensi tambahan yang kami tulis) untuk mengirim hasil ukur rol
• Tabel hasil ukur terbaru untuk setiap posisi rol
• Pembacaan data mesin melalui OPC UA dengan Node-RED dan penyimpanan ke InfluxDB
• API di Node-RED yang menghubungkan Grafana dengan basis data Roller yang sudah ada di MS SQL Server
• Pekerjaan tambahan pada tahun 2026: analisis basis data pabrik yang sudah ada dan penulisan perintah pengambilan data (Query)

Bagaimana cakupan pekerjaan berubah selama proyek

Cakupan pekerjaan berubah dalam hal layar dan tabel hasil ukur, dan semuanya berasal dari batasan data atau alat yang ditemukan selama pengembangan. Setiap perubahan dicatat dalam dokumen penutupan proyek, sebagai berikut.

• Cycle Time sebagai pengganti waktu selesai pekerjaan: rencana awalnya adalah menghitung waktu selesai pekerjaan dari G-code (rangkaian perintah yang digunakan mesin CNC untuk membubut benda kerja), tetapi OPC UA tidak dapat mengirim data bagian tersebut, sehingga halaman Overview menampilkan Cycle Time setiap mesin sebagai gantinya.
• Menghapus beberapa kolom pada tabel hasil ukur: kolom yang perlu merujuk balik ke ukuran rol dalam basis data yang sudah ada dihapus karena struktur basis data tersebut tidak memungkinkan rujukan seperti itu.
• Menggabungkan kolom isian dalam satu panel: Plugin standar Grafana tidak dapat mengirim data berupa teks, sehingga kami menggabungkan kolom isian dalam satu panel dan menulis Custom Plugin untuk mengirim data.

Pekerjaan utama dimulai pada tahun 2025. Kemudian pada tahun 2026, pelanggan memesan pekerjaan tambahan untuk menganalisis basis data pabrik yang sudah ada dan menulis perintah pengambilan data (Query).

Hasil yang dapat dikonfirmasi dari serah terima

Bukti dari pekerjaan ini adalah dokumen penutupan proyek (Product Document) yang mencatat layar yang diserahkan dan perubahan cakupan layar selama proyek. Selain halaman Overview dan halaman Input, dokumen ini juga menampilkan tabel hasil ukur terbaru untuk setiap posisi rol. Tabel ini menampilkan ukuran saat ini, jumlah yang dibubut, serta diameter dan lebar terbaru.

Kasus ini tidak memiliki angka pengukuran hasil bisnis, seperti waktu henti mesin yang berkurang, sehingga kami hanya melaporkan hal yang telah diserahkan dan didukung dokumen.

Pelajaran yang kita dapatkan

Pekerjaan ini memberikan prinsip-prinsip berikut untuk pekerjaan menghubungkan data mesin dengan sistem pabrik yang sudah ada.

• Periksa daftar Tag (daftar data) yang benar-benar dapat dikirim mesin melalui OPC UA sebelum merancang layar. Nilai yang harus dihitung dari data yang tidak dikirim mesin tidak dapat ditampilkan. Dalam kasus ini, waktu selesai pekerjaan karenanya harus diganti dengan Cycle Time.
• Sepakati cara mengakses basis data yang sudah ada dengan divisi IT sebelum pengembangan dimulai. Dalam kasus ini, kebijakan tidak mengizinkan pengambilan data langsung dari basis data, sehingga pekerjaan integrasi harus menunggu API, dan rapat mengenai koneksi antara tim IT dan tim di lokasi kerja tertunda.
• Rancang layar sesuai batasan alat dan struktur basis data yang sudah ada, serta tuliskan cakupan layar secara jelas dan tertulis. Grafana bukan aplikasi web yang dibuat khusus secara utuh, dan basis data yang sudah ada menentukan kolom mana yang benar-benar dapat ditampilkan.

Cara menerapkan pendekatan ini di pabrik Anda

Jika mesin CNC atau perangkat lunak pengendali mesin Anda membuka data melalui OPC UA, Anda dapat menggunakan pendekatan yang sama dengan kasus ini, yaitu membaca status mesin ke Node-RED, menyimpannya di InfluxDB, menampilkannya di Grafana, dan menulis hasil ukur kembali ke basis data yang sudah dimiliki pabrik. Bagian yang perlu disesuaikan adalah daftar Tag mesin dan cara mengakses basis data Anda yang sudah ada.

• Mintalah daftar Tag yang benar-benar dapat dikirim mesin melalui OPC UA sebelum menetapkan tampilan layar.
• Sepakati dengan tim TI mengenai hak akses, tabel, dan cara menghubungkan basis data yang sudah ada hingga tuntas sebelum pengembangan dimulai.
• Tuangkan tampilan layar dan data yang dibutuhkan pada dasbor secara tertulis, dengan membandingkannya terhadap batasan Grafana.