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ブログ: IIoTプロジェクトの運用スケーリングの課題

機械の接続に関するトピックは、ここしばらくの間、業界で重要性を増しています。機械と生産ラインのネットワーク化、およびそれに伴う広範なプロセスデータには、可用性を最適化し、計画外のダウンタイムを削減するための大きな可能性を示しています。機械メーカーは、データに基づく新しいビジネス・モデルを使用して、追加の収益を生み出し、顧客ロイヤルティを向上し、自身を競争相手から差別化する機会を見つけています。

ここ数年で、実施およびテストされたこの領域のプロジェクトの数は堅実に増加しており、それを通じてユーザーと開発者は多くのインサイトを収集できるようになりました。そのため、現在の質問は、インダストリー4.0の理由や利点についてではなく、どうやってそれを実装するかについてのものが多くなっています。

したがって、そのような作業を進めるには、いわゆる「最初の一歩」が必要です。デジタル化プロジェクトにはどのようにアプローチする必要があるでしょうか?特定の問題を解決するために必要なデータを取得するにはどうすればよいでしょうか?まったく新しい構築という選択肢がそもそもない場合、25年間稼働してきたシステムをさらに効率的にするにはどうすればよいでしょうか?

多くのプロジェクトがさまざまな理由で失敗

有望な結果が得られたにもかかわらず、多くのプロトタイプやパイロット・プロジェクトは、最終的に連続生産の実施が原因で失敗します。失敗の理由はさまざまです。一方で、企業が初めてソリューションを開発するときに、デジタル化プロジェクトのスケーリング・コストを安く見積もることが多くあります開発作業は複雑で、非常に異なる分野のさまざまなエキスパートが関与します。必要なスキルを企業で常に利用できるとは限らず、労働市場で獲得することも困難です。他方で、事前構築されたソリューションを使用する場合、試運転のコストは削減されます。ただし、ユーザーのカスタマイズ・オプションは非常に限定されたままです。

複雑さの向上によって要求が増大

プロジェクトの改良の一環として、たとえば特定のパラメータや制御プロセスをより正確に測定できるように、後でシステムの適切な場所にセンサが取り付けられます。位置センサ、流体センサ、およびエンコーダから画像処理および安全性重視のパラメータまで、プロセスが複雑になるほど、収集されるデータ、それらの管理、および処理に対する要求も増大します。

さらに、データの有効な伝送経路を評価する必要があります。一部のアプリケーションではワイヤレス技術がすでに検討対象ですが、その他のアプリケーションでは従来のフィールドバスが依然として基準となる可能性があります。ただし、シングル・ペア・イーサネット(SPE)などの新しい技術はすでに開始段階に入っており、これは現代の工業生産に再度大きな影響を与えることになります。

また、プロトタイプではすべてのデータが中央サーバに格納され、そこでインサイトを獲得するために分析されることがよくありますが、このアーキテクチャは生産的運用にとって最適ではありません。連続運用では、データ処理を機械や工場に近いエッジ・デバイスで、少なくとも部分的に分散して実行する必要があります。エッジ・コンピューティングによって、伝送データおよびレイテンシの量を削減し、システム全体の信頼性を向上できます。

スマート・エッジ・コンポーネントのこの分散設定は、プロトタイピングおよびパイロット・フェーズで多くの企業によって過小評価されます。当社の見解では、これによって後の段階で量産および運用スケーリングに移行する際に、追加の障害や課題が発生することになります。

 

A black edge gateway installed in a control cabinet. Two green ethernet cables are connected to it. On the bottom right side you can see corn kernels laying around.

SPSからエッジ・ゲートウェイを経由してクラウドへ

生産工場の管理は非常に個別的な問題です。設置方法にはそれぞれ独自の仕様と特質があり、変更時にはそれらを考慮する必要があります。データ処理とデータ伝送のさまざまな標準によって、複雑さが増大します。永続的なクラウド接続は、最初から多くのプロジェクトでインダストリー4.0の基盤であると見られています。多くの場合、これは正しいと考えられます。グローバル企業は、世界中の多くの異なる場所からそのデータにアクセスする必要があります。機械メーカーは、機械のメンテナンスのための非生産的な長距離移動を、より効率的なリモート・メンテナンスとプロアクティブなインテリジェント・ソリューションに置き換えることができます。ただし、それ以外の場合、すべてのデバイスは限られた範囲のインターネットにのみ接続できます。分散ソリューション・アーキテクチャを設計する場合は、このような側面を考慮する必要があります。

食品包装のスペシャリストMULTIVAC社で稼働中のnetFIELD

A man with beard, dark hair and glasses in a grey suit with a white shirt.

ネットワークに接続された機械は、常にオフラインの機械よりも多くの利点を顧客に与える必要があります。ヒルシャーのnetFIELD技術のおかげで、顧客のニーズに直接対応し、同時に顧客ロイヤルティを向上させる非常に効率のよいスマートサービスを提供することができています。

Marius Grathwohl博士

デジタル・プロダクツ&トランスフォーメーション担当バイスプレジデント

MULTIVAC社

統合包装ソリューションの世界有数のメーカーであるMULTIVAC社は、netFIELDで顧客志向のサービスを開発し、機械の包括的なネットワーキングに基づいて機械稼働率を向上させています。機械の接続について、MULTIVAC社はヒルシャーによるnetFIELD技術を使用しています。ここでさらに学びましょう。

A packaging machine from MULTIVAC.

統合包装ソリューションの世界有数のメーカーであるMULTIVAC社は、netFIELDで顧客志向のサービスを開発し、機械稼働率を向上させています。

 

使用可能にする必要があるデータ

これらすべての可能性には基礎となる次の根拠があります: インダストリー4.0の恩恵を受けたい企業は、自社データを使用可能にする必要があります。「データで何かを実行できるときにこそ、デジタル化の付加価値が明らかになります」と、ヒルシャーのプリンシパル・テクノロジー・コンサルタントのAndreas Graf Gatterburg博士は説明しています。インダストリー4.0ソリューションの付加価値は、使用するソフトウェアによってもたらされることが多いと、Graf Gatterburgは述べています。ただし、最初にこのソフトウェアをデバイス間に分散させる必要があります。狭い範囲で定義されたターゲット・プラットフォームで高度に専門化されたアプリケーションを使用すると、非常に大きな管理上の負担が発生し、それが成果を挙げることはほとんどありません。

市場の大会社は、このような課題に対して、単に独自のプラットフォームを開発し、独自仕様のハードウェアと独自の標準に組み合わせます。しかし、同じ市場で活動しつつも、多数の開発者や大量の予算を持つ大規模なチームが存在しない中堅企業はどうすればよいでしょうか。つまり、お客様とお客様のビジネス・モデルがデジタル化の時代に競争力を維持するにはどうすればよいでしょうか。

 

答えはnetFIELD

ヒルシャーは、お客様との多くの対話を通じてこれらの課題を認識しており、それらに応えるべく、netFIELDを使用してインダストリー4.0プロジェクトを実施するためのIoTエコシステムを開発しました。

そのため、ヒルシャーは、中堅企業がIIoTソリューションを運用できるIIoTプラットフォームを開発しました。当社のインフラストラクチャによって、お客様は独自の中核業務の開発に集中し続けることができます。データの転送やデバイスの管理は、デバイス上で実行されるソフトウェアを含め、当社が引き受けます。収集したデータがお客様またはお客様の顧客が必要とする場所で使用できることは、当社が保証します。

当社が提供するもの:

  • リモート・メンテナンス可能なエッジ・ゲートウェイの形式での高パフォーマンス・ハードウェア
  • エッジ・デバイスのランタイム環境からクラウド・プラットフォーム・サービスに至るエンドツーエンドのソフトウェア・ソリューション
  • データを集計してお客様独自のアプリに提供するコンテナ化形式のターンキー・アプリ

なぜnetFIELDを基盤として構築する必要があるのでしょうか。当社は、オープン・ソリューションを推進しており、Open Industry 4.0 Allianceなどの多くの標準化委員会でリーダーを務めています。当社では、サードパーティ・ソリューションの統合を問題ではなく好機と捉えています。

お客様に合うようにカスタマイズされたソリューションが必要ですか。当社は、中堅ビジネスに対して誠実なサポートを提供しています。「すべてのアプリケーションに対して最適なソリューションとなる単一のプラットフォームは存在しないことがわかりました」と、ヒルシャーのエキスパートであるGraf Gatterburgは締めくくりました。「今後は、複数のプラットフォームが相互にデータを交換する必要のあるプラットフォーム・エコシステムが存在することになります。」そのため、将来的にはデータとデバイスの洗練された管理がかつてないほど重要になります。

Portraitaufnahme eines Mitarbeiters

netFIELDを使用したIIoTソリューション

当社は、機械に接続するための信頼できる認定されたオープンなIoTインフラストラクチャをお客様に提供し、お客様は独自の中核業務に集中し続けます。一元管理されたエッジ・ソフトウェアのロールアウト、重要な運用プログラムの最新ステータス、またはIoTデバイスのフリート管理 - 当社のデバイスとターンキー・アプリケーション・コンテナによって、お客様のデータは信頼性の高いセキュアな方法でクラウドへの道を開かれます。ヒルシャーのソリューションのみに依存するか、他のメーカーのソリューションと組み合わせて使用するかは、ヒルシャーの比類のない柔軟性とオープン・スタンダードのおかげで問題となりません。netFIELDで集約されたIoTデータに基づいて、工場の効率や安全性を向上させ、運転コストやメンテナンス・コストを削減できます。

netFIELDは4つの基本コンポーネントで構成されます:

Background with Edge Gateway and Icon on top

当社のエッジゲートウェイは、自動化レベルと情報技術レベルをつなぐインテリジェントなデータルーターです。これにより、生産プロセスの追加のIoT情報をローカルまたはクラウド経由で完全に自律的に集約、処理、送信できます。

 

A white square with three smaller icons on a colorful background.

netFIELD OSには、当社の基本的なシステムソフトウェアとランタイムコンポーネントが含まれています。当社のnetFIELD OS Edgeはソリューションの中核です。ターンキーソフトウェアコンテナと組み合わせることで、お客様独自のIoTの世界をあっという間に構築できます。

A stylized PC monitor on a background with technical graphics in the background.

エッジ管理を一元的に行うSoftware-as-a-Service(SaaS)としてのnetFIELD Cloudにより、最新の生産設備におけるデバイスとソフトウェアの管理が可能になります。これにより、ユーザー向けの大規模なデバイス群へのソフトウェアの確実な展開が容易になります。

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