Module SPC của Sepasoft cho Ignition thu mẫu chất lượng, do người vận hành nhập, từ thiết bị phòng lab hay từ tag PLC, vẽ chúng lên biểu đồ kiểm soát (control chart) và xét mỗi mẫu mới theo các quy tắc ngoài kiểm soát, để quá trình bắt đầu trôi là có tín hiệu ngay khi dây chuyền còn đang chạy. Bài này giải thích module được tổ chức thế nào, theo các trang SPC trong hướng dẫn sử dụng MES Module Suite của Sepasoft: sample definition và location, các cách thu mẫu, biểu đồ và giới hạn kiểm soát, tín hiệu, và màn hình Vision, Perspective. Chọn module Sepasoft theo bài toán nhà máy: xem bài Chọn module Sepasoft MES.
1. Module làm gì
Sepasoft mô tả SPC là phần lõi của một hệ quản lý chất lượng (QMS) xây trên Ignition, nền tảng của Inductive Automation; bản thân module là sản phẩm của Sepasoft, Inc. Số đo sản phẩm và quá trình được thu trong lúc sản xuất và vẽ so với giới hạn kiểm soát. Sepasoft tách hai loại giới hạn: giới hạn kiểm soát (control limit) lấy từ khả năng thực của quá trình, còn giới hạn kỹ thuật (specification limit) lấy từ yêu cầu của khách hàng. Mỗi mẫu còn có thể mang theo Additional Factors: dữ liệu như nhà cung cấp nguyên liệu, việc bảo trì, độ ẩm hay nhiệt độ, có thể giải thích một kết quả chất lượng. SPC nằm ở đâu giữa các chức năng MES khác: xem bài MES là gì.
2. Sample definition, attribute và location
Một sample definition chứa mọi thứ mô tả một loại mẫu: các attribute cần đo, các location lấy mẫu, giới hạn kiểm soát và các quy tắc phát hiện biến động bất thường. Mỗi attribute là một đại lượng đo, như pH, nhiệt độ, khối lượng hay số lỗi, và có kiểu dữ liệu quyết định nó đưa được vào biểu đồ nào:
| Kiểu dữ liệu | Dùng cho |
|---|---|
| Integer, Real, Boolean | giá trị số và giá trị đúng/sai |
| Non Conforming Count | số sản phẩm lỗi, cho biểu đồ p và np |
| Nonconformity Count | số lỗi trên mỗi sản phẩm, cho biểu đồ c và u |
Attribute còn có số lần đo (measurement count), giá trị mặc định, và min, max tùy chọn để kiểm giá trị nhập vào. Sample definition đặt loại chu kỳ (interval type), số phút trước khi mẫu bị đánh dấu sắp tới hạn hay quá hạn, thời gian cần để lấy mẫu, và giá trị có được duyệt tự động hay không.
Location là điểm trong mô hình thiết bị sản xuất nơi lấy mẫu. Location được thêm dưới một Area hoặc một Line trong MES Equipment Manager, tùy chọn này chỉ hiện khi đã cài SPC, và một location có thể thu nhiều mẫu. Các Additional Factors đang hiệu lực tại location được lưu cùng mọi mẫu, và giá trị của chúng có thể lấy từ tag nhớ, đầu đọc mã vạch, cơ sở dữ liệu, phép tính, PLC hoặc script.
3. Thu mẫu
Sepasoft liệt kê PLC và các thiết bị kết nối OPC khác, thiết bị phòng lab, thiết bị
Với giá trị đã có sẵn trong Ignition, Tag Sample Collector đọc một tag Ignition và tạo một mẫu, chứa một lần đo của một attribute, mỗi khi chu kỳ của nó tới. Ví dụ của Sepasoft là giá trị cân kiểm tra (checkweigher) ghi lại sau mỗi 100 lần đổi giá trị, và nhiệt độ ghi mỗi 10 phút khi quá trình đang chạy. Collector được cấu hình trên location trong MES Equipment Manager, gồm tag path, chu kỳ, và các giới hạn kiểm soát, tín hiệu cần xét. Mẫu của nó được duyệt ngay và đi thẳng lên biểu đồ.
Mẫu nhập tay được sample definition lên lịch và hiện trong danh sách mẫu tô màu theo trạng thái: sắp tới hạn, tới hạn, quá hạn, chờ duyệt hoặc đã duyệt. Người vận hành điền vào mẫu đã lên lịch hoặc thêm mẫu mới. Khi bắt buộc duyệt, giá trị chỉ lên biểu đồ kiểm soát sau khi được duyệt, rồi mới được xét điều kiện ngoài kiểm soát. Sepasoft còn mô tả việc nhắc qua e-mail, SMS hoặc đèn nhấp nháy trên màn hình, và tùy chọn dừng sản xuất khi một mẫu quá hạn.
Các loại chu kỳ mặc định, quản lý ở node Enterprise trong tab Quality của Designer:
| Chu kỳ | Khi nào lấy mẫu |
|---|---|
| Every Value Change, Every x Value Changes | khi giá trị tag đổi, hoặc sau x lần đổi; chỉ dùng cho Tag Sample Collector |
| Manual | chỉ khi người vận hành hoặc script nhập |
| Once at Production Start, Once at Production End | lúc bắt đầu hoặc kết thúc sản xuất; script chu kỳ tạo mẫu khi SPC trace đang bật, trace do system.production.setLocationProductCode bật và cancelLocationProductCode tắt |
| Shift Change | mỗi lần đổi ca, theo các ca khai báo trong mô hình sản xuất |
| Timed Interval (Days, Hours, Minutes, Seconds) | cứ mỗi x đơn vị đã chọn |
Chu kỳ là các script Python, sửa hoặc thêm được; Sepasoft lưu ý chỉnh sửa trên các chu kỳ dựng sẵn sẽ trở về mặc định khi module MES khởi động lại.
4. Biểu đồ kiểm soát nào cho dữ liệu nào
Hướng dẫn sử dụng chia biểu đồ thành ba nhóm và gợi ý khi nào dùng loại nào:
| Biểu đồ | Dữ liệu và số lần đo mỗi mẫu |
|---|---|
| X Bar Range | giá trị đo, nhiều lần đo mỗi mẫu, lấy mẫu dày |
| X Bar Standard Deviation | giá trị đo trong mẫu lớn hơn; Sepasoft gợi ý khoảng mười lần đo trở lên |
| Individual | một lần đo mỗi mẫu, cho phép thử chậm hoặc phá hủy mẫu |
| Median | dữ liệu tốn kém hay chậm, hoặc không theo phân phối chuẩn |
| Process Capability, Process Performance | Cp và Cpk, Pp và Ppk trên cùng một biểu đồ |
| P, NP | tỷ lệ sản phẩm lỗi khi cỡ mẫu thay đổi (P), số sản phẩm lỗi khi cỡ mẫu cố định (NP) |
| C, U | số lỗi khi cỡ mẫu cố định (C), số lỗi trên mỗi đơn vị khi cỡ mẫu hay cơ hội lỗi thay đổi (U) |
| Histogram, Pareto, Box and Whisker | phân tích phân bố và nguyên nhân |
5. Giới hạn kiểm soát và giới hạn kỹ thuật
Trong module, giới hạn kiểm soát thường nằm cách giá trị trung bình của đại lượng trên biểu đồ ba độ lệch chuẩn về mỗi phía, và được tính từ dữ liệu quá khứ của quá trình. Giới hạn kỹ thuật, nhập dưới dạng LSL, Target và USL, là yêu cầu của khách hàng hoặc của công ty và không phụ thuộc vào cách quá trình đang chạy. Sepasoft lưu ý giới hạn kiểm soát có thể được tính, nhập tay hoặc đặt bằng script để đóng vai giới hạn kỹ thuật.
Các giới hạn được định nghĩa ở cấp Enterprise và mỗi giới hạn được tính bằng một script Python riêng. Script mặc định dùng các hệ số phụ thuộc số lần đo mỗi mẫu: A2 cho X Bar, D3 và D4 cho Range, B3 và B4 cho độ lệch chuẩn; giới hạn Individual bằng giá trị trung bình cộng thêm hoặc trừ đi 2,66 lần trung bình moving range. Trên biểu đồ p và u, giới hạn thay đổi theo từng điểm tùy số sản phẩm đã kiểm. Người dùng có quyền cũng có thể đặt một giới hạn bằng cách bấm chuột phải lên nó trên biểu đồ. Sepasoft khuyên xử lý các vấn đề trên biểu đồ độ phân tán (range hoặc độ lệch chuẩn) trước, vì độ phân tán không ổn định dễ gây tín hiệu giả trên biểu đồ trung bình.
6. Tín hiệu và việc xảy ra sau đó
Tín hiệu (signal) là các quy tắc ngoài kiểm soát. Sepasoft cho biết các tín hiệu dựng sẵn đáp ứng bộ quy tắc Nelson và Western Electric tiêu chuẩn, và một project mới có sẵn các tín hiệu mặc định như Individual Nelson Rule 1 tới 8, XBar Nelson Rule 1 tới 8, WE Zone Rule 1 tới 4, XBar 8 Above Control Line và các quy tắc cho biểu đồ c, np, p, u. Mỗi tín hiệu là một script Python gắn với một loại biểu đồ, có thể sửa, sao chép hoặc viết mới. Tín hiệu được xét mỗi khi ghi một mẫu nếu sample definition có chọn nó và Look Back Period đặt khác No Auto Evaluation và đã đặt Look Back Duration; tín hiệu cũng được tính khi hiển thị biểu đồ.
Khi một tín hiệu xảy ra, tag Signal Out of Control của location chuyển sang true. Mỗi location chỉ có một bộ tag như vậy, bật true khi bất kỳ sample definition nào tại đó ngoài kiểm soát, và một alarm Ignition gắn trên tag đó có thể báo cho người phụ trách hoặc dừng quá trình. Trên biểu đồ, điểm đó hiện theo màu và hình dạng đặt cho tín hiệu, và người dùng có thể bấm chuột phải để ghi nguyên nhân (assignable cause) và ghi chú.
7. Màn hình Vision và Perspective
Với Vision, cần có module Vision của Ignition, SPC thêm hai tab component trong Designer: component Quality để tạo và thu dữ liệu mẫu, và component SPC để phân tích. Trang component Perspective ghi phiên bản MES cho từng component: SPC Controller và SPC Charts từ 3.81.7 RC1, SPC Analysis Selector và SPC Location Sample List từ 3.81.10, SPC Sample Entry từ 3.81.11 RC2. Hai trang tài liệu lệch nhau ở một điểm: trang Sample Definitions ghi Sample Definition Manager hiện chỉ là component Vision, trong khi danh sách Perspective cũng có một Sample Definition Manager, nên cần kiểm bản phát hành sẽ cài. Trang sản phẩm của Sepasoft còn mô tả SPC làm việc cùng các module OEE, recipe và truy xuất nguồn gốc của hãng, như Settings and Changeover và OEE Downtime, để giảm việc nhập cùng một dữ liệu hai lần.
Những gì TDL kiểm trước
Đây là cách làm của chúng tôi trong dự án, không phải yêu cầu của Sepasoft:
- Cùng bộ phận chất lượng, chúng tôi liệt kê các đặc tính đáng đưa lên biểu đồ và chọn kiểu dữ liệu, biểu đồ và số lần đo mỗi mẫu cho từng đặc tính.
- Chúng tôi kiểm xem từng giá trị có lấy được từ một tag PLC giữ số đo đã ổn định đúng thời điểm không, hay phải do người vận hành hoặc phòng lab nhập.
- Chúng tôi thống nhất chu kỳ cho từng mẫu, ai được nhắc khi mẫu quá hạn, và mẫu quá hạn có phải dừng dây chuyền không.
- Chúng tôi tách giới hạn kỹ thuật của khách hàng khỏi giới hạn kiểm soát, và thống nhất ai được tính lại giới hạn kiểm soát và khi nào.
- Chúng tôi thống nhất mỗi biểu đồ dùng những tín hiệu nào, ai xử lý khi một location ngoài kiểm soát, và lưu những Additional Factors nào.
TDL tiếp cận thế nào
TDL Industrial Automation là Sepasoft MES Certified Integrator và Ignition Certified Integrator. Các việc liên quan tới chất lượng của chúng tôi tới nay là trên nền tảng Rockwell Automation: kiểm tra mã vạch và OCR, camera, cân kiểm tra và trạm loại sản phẩm trên dây chuyền đóng gói. Khi nhà máy chọn SPC, chúng tôi nối các nguồn mẫu với PLC của dây chuyền. Thêm về dịch vụ này: MES trên Ignition với Sepasoft và Tích hợp Ignition tại Việt Nam.
Câu hỏi thường gặp
Sepasoft SPC có những biểu đồ kiểm soát nào?
Biểu đồ giá trị (X Bar Range, X Bar Standard Deviation, Individual, Median, Process Capability và Process Performance), biểu đồ thuộc tính (P, NP, C và U) và biểu đồ phân tích (Histogram, Pareto, Box and Whisker).
Mẫu SPC có lấy thẳng từ PLC được không?
Được. Tag Sample Collector đọc một tag Ignition, có thể là tag OPC từ PLC, và tạo một mẫu mỗi khi chu kỳ của nó tới, ví dụ sau một số lần đổi giá trị hoặc cứ vài phút một lần. Các mẫu này được duyệt ngay.
Giới hạn kiểm soát được tính thế nào?
Mỗi giới hạn là một script Python định nghĩa ở cấp Enterprise, và script mặc định tính giới hạn từ dữ liệu quá khứ, với bảng hệ số phụ thuộc số lần đo mỗi mẫu. Giới hạn cũng có thể đặt tay trên biểu đồ hoặc bằng script.
Giới hạn kiểm soát có giống giới hạn kỹ thuật không?
Không. Giới hạn kiểm soát lấy từ cách quá trình đang chạy; giới hạn kỹ thuật (LSL, Target, USL) là yêu cầu của khách hàng hoặc của công ty.
Khi một mẫu vi phạm quy tắc thì chuyện gì xảy ra?
Tag Signal Out of Control của location chuyển sang true, điểm đó được đánh dấu trên biểu đồ, và một alarm gắn trên tag đó có thể báo cho người phụ trách hoặc dừng quá trình. Sau đó người dùng có thể ghi nguyên nhân và ghi chú vào điểm.
Nguồn
- Sepasoft, Statistical Process Control (SPC) và SPC Module Overview, hướng dẫn sử dụng MES Module Suite
- Sepasoft, Sample Definitions và MES Locations for SPC in Production Equipment Model
- Sepasoft, Tag Sample Collectors, Sample Intervals và Scheduling and Entering Samples
- Sepasoft, Control Charts, Control Limits và Signals
- Sepasoft, SPC Perspective Components và SPC Vision Components
- Sepasoft, Trang sản phẩm SPC
Đọc ngày 13/11/2026. Bài viết diễn giải, không trích nguyên văn; đọc tài liệu gốc trước khi thiết kế hoặc thao tác.