Vendor Agnostic Module Type Package Integration

Thumbnail Image

Files

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Sähkötekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
Electronic archive copy is available locally at the Harald Herlin Learning Centre. The staff of Aalto University has access to the electronic bachelor's theses by logging into Aaltodoc with their personal Aalto user ID. Read more about the availability of the bachelor's theses.
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2025-05-29

Department

Major/Subject

Automaatio ja robotiikka

Mcode

ELEC3014

Degree programme

Sähkötekniikan kandidaattiohjelma

Language

en

Pages

25

Series

Abstract

The process automation industry is constantly driven by the increasing demand for a faster time-to-market, flexible production and the ability to deliver customized products. These demands are forcing a shift in the design and operation of process automation: several companies are abandoning traditional, monolithic configurations for a move toward a modular process architecture. The Module Type Package (MTP) concept provides a standardized option for modular integration of process equipment into centralized systems. By ensuring consistent formatting of module descriptions in data exchange, the Module Type Package concept enables vendor agnostic module integration and provides plug-and-produce functionalities. The purpose of this thesis is to examine and evaluate the Module Type Package concept. Using relevant literature, it analyzes the Module Type Package concept from technical, organizational and economic perspectives. By clarifying both the advantages and limitations of the concept, this thesis aims to contribute to widespread deployment of the Module Type Package concept. The study found that the Module Type Package concept provides five key benefits. These benefits are vendor agnostic module integration, plug-and-produce features, shorter time-to-market, reduced costs, and flexible production. These allow companies to combine and quickly deploy devices from different manufacturers, enabling rapid adaptation to customer demands. Limitations to widespread adoption of the Module Type Package remain. The limitations discussed by this thesis are inconsistent conformance to Module Type Package guidelines, security risks in communication protocols and organizational consideration linked to displacement. Additionally, this thesis proposes a virtual method for evaluating the suitability of the Module Type Package standards before physical deployment. The study found that successful implementation depends on full compliance with the standard, standardized communication through OPC UA, and virtual testing to determine suitability of the Module Type Package to processes. Future development of the Module Type Package concept depends heavily on cooperation of vendors.

Automaatioteollisuus on jatkuvassa kehityksessä, minkä taustalla on kasvava kysyntä tuotteiden nopeammasta markkinoille saattamisesta, joustavasta tuotannosta ja kyvystä toimittaa räätälöityjä tuotteita. Nämä vaatimukset pakottavat tuotantolaitosten suunnittelun ja toimintaperiaatteiden muuttamista joustavammaksi. Useat yritykset ovat luopumassa perinteisistä konfiguraatioista ja siirtymässä kohti modulaarista arkkitehtuuria. Siirtyminen modulaarisempaan konfiguraatioon mahdollistaa yksittäisten prosessikomponenttien korvaamisen, suunnittelun tai uudelleenkonfiguroinnin, minkä tuloksen nopeita muutoksia ja laajennuksia voidaan tehdä markkinoiden kehittyvien vaatimusten mukaisesti. Module Type Package -konsepti tarjoaa standardoidun lähestymistavan laitteiden modulaariseen liittämiseen osaksi suurempia automaatiokokonaisuuksia. Varmistamalla moduulikuvausten rakenteen ja sisällön yhdenmukaisen muotoilun, Module Type Package -standardi mahdollistaa moduulien liittämisen toimittajasta riippumattomasti. Tämä kandidaatintyö tutkii ja arvioi Module Type Package -konseptia teknillisestä, taloudellisesta ja organisatorisesta näkökulmasta aiheeseen liittyvän kirjallisuuden avulla. Tutkimalla, esittämällä ja arvioimalla konseptin etuja ja rajoitteita, työn tavoitteena on edistää Module Type Package -konseptin laajempaa käyttöönottoa teollisuudessa. Työn tuloksena todettiin Module Type Package -standardin sisältävän viisi keskeistä etua yrityksille ja valmistajille. Nämä edut ovat toimittajariippumattoman moduulien liittämisen mahdollistaminen, moduulien liittämisen merkittävä yksinkertaistaminen, tuotteiden nopeampi saattaminen markkinoille, alhaisemmat tuotantokustannukset sekä tuotannon joustavuuden lisääminen. Nämä antavat yrityksille mahdollisuuden yhdistää ja konfiguroida useiden valmistajien laitteita, mikä mahdollistaa nopean mukautumisen markkinatilanteen jatkuvassa muutoksessa ja takaa kilpailukyvyn säilyttämisen. Mahdollisuus yhdistää useiden valmistajien tarjoamia laitteita ja ohjelmistoja antaa yrityksille myös mahdollisuuden kilpailuttaa hintoja ja toiminnallisuutta. Module Type Package -konseptin laajaa käyttöönottoa rajoittavat kuitenkin useat tekijät. Tässä työssä käsiteltyjä keskeisimpiä rajoituksia ovat toimittajien epäyhtenäinen Module Type Package -standardin noudattaminen, viestintäprotokollien turvallisuusriskit sekä työntekijöiden syrjäyttämistä koskevat epäilykset. Lisäksi työ esittää mahdollisen menetelmän Module Type Package -standardin virtuaaliseen toteutukseen. Toteutuksen tulosten avulla konseptin soveltuvuutta käyttötarkoitukseen voidaan arvioida ennen fyysistä käyttöönottoa. Tässä työssä todettiin toimittajasta riippumattoman moduulien yhdistämisen onnistumisen riippuvan kolmesta rajoittavasta tekijästä. Konseptin onnistunut toteutus vaatii standardin tarkkaa noudattamista, OPC UA:n vakiinnuttamista viestintäprotokollaksi sekä virtuaalista testausta, jonka avulla projektiin soveltuvuutta voidaan arvioida. Module Type Package -konseptin kehittäminen riippuu edelleen täysin toimittajien yhteistyöstä. Tämän työn tulosten perusteella voidaan arvioida Module Type Package -konseptin todennäköisesti vakiintuvan alan normiksi lähitulevaisuudessa.

Description

Supervisor

Forsman, Pekka

Thesis advisor

Starast, Joonas

Keywords

module type package, MTP, modular automation, interoperability, OPC UA

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202506174780

Collections

[kand] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC