産業用IoT

PLCシステムにはIIoTアプリケーションをに対応する機能がない

分析や機械学習向けのデータ処理プログラムは通常、C#や.NETなどの高級言語をベースにしています。そのようなプログラムを従来のPLCシステムで動作させることは、その物理的なプログラムサイズのために不可能です。産業用エッジコンピューティングにより、標準的なPLCでは限界がある周辺機器にCPUの処理能力とRAMが追加されますが、IT技術は製造現場をより考慮する必要があります。これには、ソフトウェアをコンテナ化する方法もあります。これによってアプリケーションの移植が可能になり、特に分散型エッジデバイスは、リモートで、また一元化された場所からライフサイクル全体を通して管理し、やすくなります。これは特に、デバイスのソフトウェアを最新のセキュリティパッチに対応させる必要がある場合に有効でで、更新をリモートで、さらにはインターネット経由で展開できます。

netFIELDで産業用エッジを管理しやすく

netFIELDブランドのもと、ヒルシャーはコンテナ化されたアプリケーションを実行できるエッジデバイスと、それに付随する一元的な管理を目的としたプラットフォームの両方を提供しています。システム全体で、産業用エッジの管理を可能にします。常にアプリケーションに依存することはなく、選択したデータパスも自由に決定できます。ヒルシャーのプラットフォームは、ローカルとリモートのデータ処理を組み合わせるために、世界中または別のクラウドにデータを転送するために使用することもできます。

ハードウェアとソフトウェアのライフサイクルの違い

一度組み込んで納品されるとほとんど変更されることのない‌機械のハードウェアと、IIoTのソフトウェアソリューションでは、ライフサイクルがまったく異なります。既存のハードウェア上のソフトウェアを使用して、新しい要件に迅速かつ柔軟に対応できます。ただし、ソフトウェアには通常、セキュリティパッチ、新機能、サードパーティ製システムへの新しい接続など、頻繁な更新が必要です。ソフトウェア・ソリューションでは、設定の変更が必要になることもよくあります。そのため、自社の機械で産業用IoTソリューションを提供しようとする機械メーカーは、数多くの新たな課題に直面します。

機械メーカーがこれらの課題に対応する方法

根本的な問題は、IIoTのソフトウェア・ソリューションを最新の状態に保つ方法と、ソリューションが正常に動作していることを確認するための監視方法です。解決策は、デバイスとアプリケーションの一元的な管理です。

• 第一に、現場でIIoTアプリケーションを実行するるエッジデバイスをリモートで管理できるシステムが必要です。エッジデバイスが正常に動作し、リソースが効率的に使用されていることを確認するために、リモートで監視できる必要があります。OSの更新も考慮しなければいけません。
• 第二に、データのあるところにソウェアを確実に配置することが容易なシステムでなければなりません。機械メーカーに求められるのは、各エッジデバイスで実行するソフトウェア・コンポーネント、バージョン、設定を制御できることです。例えばソフトウェアコンテナなど、何らかの仮想化の概念が採用されているのが理想的です。
• 第三に、機械メーカーは、機械から出さないIIoTデータ、機械メーカーが必要とするデータと一元的な収集を許可するデータ、使用を許可して下流の顧客アプリケーションに送信するデータを設定できる必要があります。

分散している機械をnetFIELDで管理

ヒルシャーはnetFIELDにより、機械メーカーが産業用IoTソリューションを効率的かつ安全に管理できるよう支援する製品ファミリを提供しています。netFIELD Cloudは、エッジデバイスのリモート管理、ソフトウェアコンテナのインストールと更新、IIoTデータストリームの正確な制御を可能にするデバイスおよびコンテナ管理のソリューションです。netFIELDエッジゲートウェイのシリーズでは、分散している機械の管理に最適な実績のあるIIoTエッジデバイスも提供しています。

データ分析の基盤を構築

機械やプロセスのデータから貴重なインサイトを得られます。プロセスや品質基準の改善、機械の実際のメンテナンス状況や要件の特定、設備稼働率の制御による効率化など、可能な用途は多く存在します。機械やシステムに関連する革新的でデータ主導型のサービスにより、企業は競合他社との差別化を図り、新たな収益源を生み出す新しい方法も手に入れられます。

こうした目的で産業用IoTのデータを評価する企業は、まずデータ分析の基礎を築く必要があります。これには、次のものが含まれます。

• 可能であれば産業用フィールドバスシステムのレベルでのデータへのアクセス

• 機械やシステムのできるだけ近くでデータを分析する能力

• IIoTデータを適切なソフトウェア・アプリケーションに正確に分散する能力

• エッジハードウェアとエッジソフトウェアコンポーネントで構成される分散システムの管理

生産中の機械の近くでIIoTデータをマイニングすることが特に重要です。そうすることで、データストリームの量が削減され、貴重な機械のデータが工場から流出することがありません。生データではなく、分析から得られたインサイトのみが、必要に応じて、他のアプリケーションやストレージメディアと共有されます。

netFIELDによるデータマイニング

netFIELD製品ファミリにより、‌ヒルシャーは、企業が効果的かつ効率的な産業用IoTデータのマイニング戦略を実施できるよう支援します。ヒルシャーのnetFIELDエッジゲートウェイは、そのような産業用IoTアプリケーション向けに特別に設計されています。netFIELDのアプリケーションを使用することで、機械のPLCに干渉することなくフィールドバスデータを受動的に読み取ることができ、デバイスおよびコンテナ管理ソリューションであるnetFIELD Cloudを使用することで、すべてのエッジデバイスのリモート管理、ソフトウェアコンテナのインストールと更新、およびIIoTデータストリームの正確な制御が可能です。

耐用年数をさらに先へ伸ばす

今日、すでに導入されているオートメーション技術に手を加えることなく、既存の工場をデジタル化する未来に適合させることができます。 センサと最新のIoTツールはローカルもリモートでも、いつでも生産を改善し、プロセスの効率向上に役立ちます。競争力を維持するためのプレッシャーの高まりは、IoTの改良によって、使用する改修部品を少なくし、サービスを利用することで軽減できます。 そして、予想されるシステムの耐用年数からさらに10年間使用できるとしたら、すばらしいのではないでしょうか。

netFIELD経由で既存のインターフェースを使い続ける

システムを中断せずにレガシーシステムでIoT技術を使用するための鍵は、主に既存のインターフェースを使用してデータをキャプチャすることです。たとえば、ヒルシャーのエッジゲートウェイでは、PLCのプログラミングインターフェースを使用して、最大20年前のPLCプログラムを積極的に変更することなくデータを集約することが可能です。または、受動的に自動化ネットワークにに接続し、PLCと並行してプロセスデータを記録することも可能です。2つ目のオプションは、IO-Linkセンサ技術を直接接続できる可能性があるヒルシャーの自律型エッジデバイスをシステムに装備することです。このようなデバイスによって、これまで使用されていなかった情報が、追加のセンサを経由して一元的に収集および処理できるようになります。

生産における新しいビジネスモデル

たとえば、機械のリースという革新的な発想が広がっています。請求の対象となるのは設置ではなく、製造単位または使用時間を基準とした、それに等しい金額です。Office 365のような典型的なソフトウェアサブスクリプションモデルや、テスラが実践しているソフトウェアアクティベーションのようなシナリオも考えられます。機械は常にフル装備で提供されますが、ソフトウェアの設定は後で、リモートで変更できると好ましいです。機械‌をスマートにするのは簡単で、センサを追加して増やすだけです。しかし、生産性の向上、メンテナンスの低減、生産停止の回避、そして最後に重要なことですが、サブスクリプションモデルのシナリオを作成するために必要なAIをどのように導入すれば良いのでしょうか？通常のPLCは、単純な制御タスクしか実行しません。リソースを大量に消費するソフトウェアを追加する余地はなく、インターネットに接続されていません。

netFIELDを使用したスマートマシンのデータインフラストラクチャ

そこで登場するのが、ヒルシャーが提供するエッジテクノロジーです。機械の近くに配置されたゲートウェイがAIのためのスペースを提供し、リモートで管理できます。‌データの集約・処理は自由にコンフィグレーション可能で、デジタルツインとして仮想オブジェクトにマッピングすることで、ITやERPシステム、またはより高いレベルの生産物流プロセスへの移行を促進します。ゲートウェイのソフトウェア・ライフサイクルは、一元的に管理されます。ヒルシャーは、このような事態に対応するための管理プラットフォームを提供し、デバイスと連携して、機械が納品された後でも、機械メーカーが顧客の要求に柔軟に対応できる通信構造を用意しています。