Автоматизация

COSI 1.0

Единый стандарт обмена данными для гофроагрегатов и линий конвертинга
Автоматизация

COSI 1.0

Единый стандарт обмена данными для гофроагрегатов и линий конвертинга
Производители гофрооборудования и разработчики ПО согласовали общий стандарт обмена данными между машинами и ERP/MES. COSI 1.0 охватывает производственные показатели, наладочные задания, контроль качества и техническое обслуживание. Предприятия с оборудованием разных производителей смогут сократить количество индивидуальных интерфейсов при условии поддержки стандарта поставщиками машин и ПО.
3 ноября 2026 года Немецкая ассоциация производителей гофрокартона VDW при поддержке европейской федерации FEFCO представила Corrugated Standard Interface (COSI 1.0). Стандарт разрабатывался с июня 2025 года при участии BHS Corrugated, BOBST, Fosber, EMBA, Koenig & Bauer, Mitsubishi Heavy Industries, Mondi, DS Smith, Klingele, eProductivity Software (ePS) и других компаний.

Гофроагрегаты, печатно-высекальные и фальцевально-склеивающие линии разных производителей используют собственные интерфейсы и форматы данных. Для подключения каждой машины к ERP или MES часто требуется отдельный программный адаптер. COSI вводит общую структуру сообщений, названия полей, единицы измерения и правила проверки данных. Спецификация опубликована вместе с JSON-схемами и примерами сообщений.

От производственного задания до контроля качества

Рассмотрим обмен данными на примере повторного тиража на печатно-высекальной линии. MES передаёт машине размеры заготовки, идентификаторы печатных форм и высекального инструмента, параметры печати и высечки. Контроллер проверяет полученные настройки и сообщает, удалось ли их применить. Если оператор изменил регистр, давление высечки или параметры подачи, машина передаёт фактические значения обратно в MES.

Во время выпуска тиража оборудование отправляет данные о скорости, количестве изготовленных изделий, расходе ресурсов и результатах контроля качества. MES может связать эти сведения с заказом, сохранить фактические настройки и использовать их при следующем запуске.
COSI определяет формат и порядок передачи сообщений. Хранение технологических настроек, их сравнение и повторное использование выполняет подключённое ПО. Описанная последовательность — пример применения возможностей стандарта, а не описание уже внедрённой системы.

Как устроен обмен данными

COSI использует протокол MQTT с моделью «публикация — подписка». Машины отправляют сообщения на локальный MQTT-брокер, а ERP, MES и другие приложения получают данные, на которые подписаны. Наладочные задания передаются через тот же брокер в обратном направлении.

Брокер располагается на границе производственной (OT) и информационной (IT) сетей. Прямые соединения корпоративных систем с контроллерами машин через эту границу запрещены. Внутри производственной сети допускаются OPC UA и другие протоколы, но для передачи данных в ИТ-системы необходим MQTT-интерфейс или адаптер.

Сообщения передаются в формате JSON с кодировкой UTF-8. Они содержат идентификаторы сообщения (messageID), машины (machineId) и схемы (schemaId), класс данных (assetClass), тип сообщения (messageType), состояние оборудования (status), время события (timestamp) в UTC и технологические параметры в блоке payload. JSON-схемы проверяют структуру и допустимые значения полей, но не точность измерений.

Для каждого типа сообщений предусмотрена MQTT-тема. Например, гофроагрегат может публиковать производственные показатели по адресу cosi/plant-1/corr-line-01/performance/send, а принимать наладочные задания через cosi/plant-1/corr-line-01/setup-corrugator/receive. Изменённые настройки машина отправляет по отдельной теме с окончанием /send, а результат применения задания — через setup-response/send.

Для COSI рекомендованы MQTT версии 3.1.1 или выше и уровень доставки QoS 1. Обязательны TLS 1.2 или выше, порт 8883 и отключение незашифрованного MQTT на порту 1883. Доступ осуществляется по логину и паролю либо сертификатам X.509. Права на публикацию и получение сообщений разграничиваются по устройствам и темам.
MQTT-брокер размещается во внутренней сети предприятия и не должен иметь прямого доступа из интернета. Облачные сервисы для работы COSI не требуются.
Архитектура COSI 1.0. Производственное оборудование и корпоративные ИТ-системы обмениваются сообщениями через локальный MQTT-брокер. Наладочные задания поступают на машины, а производственные показатели, результаты проверок и изменённые настройки передаются обратно.

Четыре группы производственных данных

Производительность (Performance). COSI предусматривает передачу текущей и целевой скорости, количества выпущенных листов и стоп, входящих и выходящих потоков материала, расхода электроэнергии, пара, воды и сжатого воздуха.

Периодические сообщения Heartbeat передаются каждые 1–5 секунд с учётом производственного ритма линии. Изменения состояния — переход между наладкой, работой и остановкой, аварийный сигнал или выдача стопы — передаются отдельными сообщениями Change of Status при возникновении события.

Количество продукции и расход ресурсов фиксируются накопительными счётчиками. Для расчёта выпуска за интервал система сравнивает последовательные совместимые показания. Например, значения 1000 и 1300 листов дают прирост 300 листов. Смена заказа или остановка машины не обязательно обнуляет счётчик. При расчётах учитываются период накопления, единицы измерения и исходное время события.

MES может использовать эти данные для расчёта OEE, производительности и расхода ресурсов. COSI не задаёт формулы таких показателей и не предусматривает полноценную классификацию причин простоев по внутренним данным машины.

Наладка (Setup). ERP/MES передаёт производственное задание на машину и получает ответ о результате применения настроек. Изменения, внесённые оператором на пульте, передаются обратно в производственную систему.
Для гофроагрегатов описаны характеристики картона, настройки односторонних секций, двухсторонней части, рилёвки, препринта, формирования и укладки листов, а также периферийного оборудования.

Для конвертинговых линий опубликованные JSON-схемы охватывают следующие операции.
Флексопечать: идентификаторы печатных форм, названия и цветовые обозначения красок, номер печатной секции, продольный регистр, центровку и калибровку цилиндров, калибровку анилоксового вала, толщину формы и использование сушки.

Струйная печать: ссылку на печатный файл, размеры изображения, количество копий, разрешение в dpi, параметр цветокоррекции, материал, ориентацию изображения, входные и выходные отступы.

Высечка: идентификатор инструмента, тип высечки, количество изделий по ширине и длине листа, давление и усилие высечки, параметры рилёвки.

Склейка: тип клея, схему нанесения и расход в г/м².

Палетирование: тип и размеры палеты, максимальную высоту, количество изделий и слоёв, схему укладки, прокладки, обвязку, обмотку, защитные уголки и этикетки.

После обработки наладочного задания машина отправляет сообщение setup-response. Статус OK означает, что изменения полностью проверены и применены, но не подтверждает начало производства. NOK означает, что изменения не применены; ответ содержит сведения об ошибочных полях. Поле correlationID связывает ответ с исходным заданием.

Подтверждение доставки сообщения MQTT-брокером не считается подтверждением выполнения наладки. Если машина не вернула ответ, результат неизвестен. Повторная отправка неизменённого задания выполняется с прежним messageID, чтобы исключить повторное применение команды. Исправленное задание получает новый идентификатор.

COSI также определяет время наладки: от последнего годного листа предыдущего заказа до первого годного листа следующего. В этот период входят смена инструмента, регулировки, пробные прогоны, смена материалов и контроль качества.

Техническое обслуживание (Maintenance). Стандарт предусматривает передачу температуры, вибрации, потребляемой мощности, наработки и числа рабочих циклов. Измерения могут сопровождаться допустимыми пределами и кодами неисправностей.

Для неисправностей используется набор из 40 трёхбуквенных кодов, адаптированных из ISO 14224:2016. Предусмотрены три уровня критичности: info, warning, critical. Сообщения могут содержать ссылки на локальные инструкции, техническую документацию и регламенты обслуживания.

Данные поступают в систему технического обслуживания, которая может планировать проверки и замену компонентов по наработке, показаниям датчиков и событиям. Алгоритмы прогнозирования отказов и формирования ремонтных заданий находятся за пределами COSI.

Контроль качества (Quality). Спецификация охватывает геометрию и коробление листов, влажность и температуру материала, точность печатного регистра, цветовые отклонения, качество рилёвки, высечки и склейки.

Для печатных операций предусмотрены показатели дефектов, отклонения цвета по ΔE2000, температуры, вязкости и pH красок. Для гофроагрегатов — коробление, толщина картона, геометрия листов и качество склейки. Для конвертинга — точность высечки, состояние линий рилёвки, качество нанесения клея и геометрия коробок.

Сообщения могут содержать допустимые пределы, результаты OK и NOK, количество проверенных и отбракованных изделий. По завершении каждого производственного задания обязательно отправляется сообщение о качестве. Промежуточные результаты допускается передавать во время работы. Полный отчёт формирует принимающая система из отдельных сообщений.

Эти данные можно использовать для анализа дефектов между производственными операциями. Например, сопоставлять коробление листов после гофроагрегата с нарушениями подачи на конвертинговой линии или параметры картона с отклонениями печатного регистра. Для поиска причин потребуется аналитическое ПО.

Подключение оборудования разных производителей

COSI устанавливает границы производственного учёта. Для гофроагрегата — от рулонной зарядки до стопоукладчика. Для конвертингового оборудования — от входного транспортёра подачи заготовок до выходного транспортёра после палетирования или роботизированной обработки.

Производители должны согласованно учитывать входящие материалы и выпуск в этих границах. Данные о складской логистике и межоперационном хранении относятся к отдельным функциональным участкам. Новые машины смогут обмениваться данными через общий MQTT-брокер при наличии реализации COSI. Для действующего оборудования могут потребоваться программно-аппаратные шлюзы, преобразующие данные штатных контроллеров в сообщения стандарта.

eProductivity Software предлагает подключать новые COSI-совместимые машины непосредственно к брокеру, а старые — через собственные системы сбора данных. Компания также сообщила о демонстрационной интеграции MES, производственной линии и панели мониторинга. Шлюз передаёт только те параметры, которые доступны из контроллера или установленных датчиков. Если оборудование не предоставляет нужное измерение или не поддерживает удалённую запись настроек, наличие адаптера не устраняет это ограничение.

Ограничения стандарта и требования к поставщикам

COSI 1.0 не заменяет ERP, MES и системы управления машинами. Он не рассчитывает OEE, не прогнозирует отказы и не определяет алгоритмы анализа брака. Версия 1.0 также не предусматривает управление очередью заказов — добавление, удаление и изменение последовательности заданий.

Не все поля обязательны. Стандарт не требует оснащать оборудование дополнительными датчиками, поэтому две COSI-совместимые машины могут передавать разный набор технологических показателей.

При ошибке доставки предусмотрены до трёх повторных попыток после первоначальной отправки. Сообщение, которое не удалось доставить, должно регистрироваться как ошибка. Восстановление соединения не гарантирует получения всей пропущенной телеметрии: сохранение сообщений зависит от конфигурации брокера и механизмов хранения.

При контролируемом отключении машина должна отправить заключительное сообщение со статусом offline. Для неожиданного обрыва соединения предусмотрен необязательный механизм MQTT Last Will. Он сообщает о потере связи, но не подтверждает физическую остановку оборудования.

При закупке машины с поддержкой COSI необходимо запросить у изготовителя перечень реализованных JSON-схем и полей, поддержку приёма наладочных заданий, передачу фактических настроек после ручных корректировок и требования к MQTT-брокеру. Отдельно следует проверить доступность данных контроля качества, наличие датчиков и обработку ошибок связи.

Для действующего оборудования требуется определить, какие данные можно получить через штатный контроллер, возможна ли удалённая запись параметров и какие интерфейсы или адаптеры понадобятся для подключения.

Участие производителя в разработке COSI не означает, что все его машины поддерживают стандарт. Возможности интеграции необходимо проверять для конкретной модели и версии управляющего ПО.