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スマートマニファクチャリングのための簡素化されたコネクティビティ
リモート監視を実行するために様々なサブシステムとマシンを接続する課題に対処する
作業現場でのオペレーションの正確なデータを表示するリアルタイムのKPIとダッシュボードにより、いつ、どこで生産計画を調整する必要があるかに関する貴重な洞察を管理者に提供します。従って、様々なシステムから多くの既存のデータソースを接続するので耐障害性および信頼性のあるネットワークが不可欠です。様々なシステムを接続し、大規模ネットワークを管理してリモート監視を実行する際の課題に対処する方法について説明します。
アプリケーションノート：スマートマニュファクチャリングのための簡素化されたコネクティビティ
IIoTは通信に完全に依存し、エッジからクラウドへのデジタルトランスフォーメーションの産業用インテリジェンスを可能にするため、コネクティビティはスマートアプリケーションにおける最大の課題です。このアプリケーションノートでは、スマートマニュファクチャリングの道を切り開くために、各フェーズでコネクティビティをどのように実現できるかについて、ケーススタディを通して簡単に説明します
アプリケーションノート：リモート監視のためのコネクティビティの簡素化
リモート監視は、生産性の向上からダウンタイムの短縮、オペレーションコストの削減まで、製造業に多くのメリットをもたらします。しかし、現場でセンサーやその他のデータ収集デバイスを接続する耐障害性と信頼性の高いネットワークがない場合、管理者は信頼性の低いデータに基づいて生産計画を調整するしかありません。このアプリケーションノートでは、リモート監視に接続するためのパスをブロックする、次の2つの課題について説明します。
1.1 様々なシステムを接続するとネットワークの停止が発生します
すべての異なるOTサブシステムを接続することでマニファクチュアリングプロセスを管理者に対して透過的にします。しかしながら、以前は完全に独立して動作していた、これらのシステムの状況がネットワークを相互接続することにより不安定あるいはネットワーク全体が停止する可能性が発生します。様々なシステムを接続するために信頼性のあるネットワークを簡素化できるとしたらどうでしょうか？
- IIoTコネクティビティ：
- 商用ネットワークと産業用ネットワークデバイスの両方により構成する異なるサブシステムを接続する
クリックで拡大表示- 問題点：
- OTネットワーク環境におけるEMCやサージなどの多くの干渉要因により商用ネットワークデバイスは、24時間/7日の信頼性のある運用を確実に実行することができない
- ネットワークの耐障害性が不十分
- 相互運用性の管理が不可能
- 簡素化：
- システムのアーキテクチャに対応したクロスプラットフォームシステムの産業グレードネットワークデバイスを使用する
クリックで拡大表示- ソリューション：
- 産業グレードイーサネットスイッチによるネットワークの信頼性強化の設計
- 最大250ノードに対して20ms未満のファーストリカバリを実現するネットワークの冗長性（*Note:10G/1Gイーサネットリカバリタイムでは50ms未満）
- 主要な産業用プロトコルをサポートするシームレスなSCADA/HMIインテグレーション
ケーススタディ
- 統合された自動マテリアルハンドリング
- 場所：中国
- ウェアラブルデバイスの大手製造会社は、物理的とサイバー世界の両方でスマートSMT生産ライン間の複数のコネクションを含む相互接続されたファクトリを建設しました。スムーズなオペレーションを維持し、Industry 4.0の柔軟な生産アプリケーションに必要な十分な帯域幅を確保によりOT環境のプロダクションデータをMESと接続するためにMoxaのフルギガバイトマネージドスイッチを採用することで産業グレードの信頼できるデータ転送を保証しました。
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推奨製品
- 産業用マネージドイーサネットスイッチポートフォリオ
- クロスプラットフォームのための信頼性のあるネットワークを簡素化
1.2 目に見えない大規模ネットワークは、信頼性の低いネットワークを意味します
生産設備のパフォーマンスデータを見ることは、オペレーション上の信頼性を確保に繋がります。 同時にネットワークデバイスの可視化は、信頼性が高く効率的なファクトリオペレーションを維持するために生産マシンと同様、非常に重要です。大規模なネットワークマネージメントを簡素化できるとしたらどうでしょうか？
- IIoTコネクティビティ：
- 1つのネットワークに数千のネットワークデバイスを接続する
クリックで拡大表示- 問題点：
- 何千ものネットワークデバイスやマシンが可視化できない場合、ネットワーク障害リスクが増大する
- ネットワークデバイスと物理コネクションを管理するために複数のシステムとソフトウェアを別々に運用する必要がある
- 簡素化：
- 運用の信頼性を確保するためにネットワークデバイスを見える化する
クリックで拡大表示- ソリューション：
- Webブラウザを介して産業グレードのネットワークマネージメントソリューションにより大規模ネットワークを管理できる
- SCADA/HMIアプリケーションと統合するためにOPC 2.0準拠のタグを自動的に生成する
ケーススタディ
- 相互に接続されたファクトリにおける大規模ネットワークを管理する
- 場所：中国
- 大手家電製造会社は、複数のサイトにあるスマートマシンと生産ラインとの間の複数のコネクションを含む相互接続されたファクトリを建設しました。生産ラインとバックエンドのMESおよびERPシステム間のシームレスなデータ転送を保証するために信頼性の高いネットワークコネクティビティを必要としました。そこで会社は、大規模ネットワークにおいて障害を容易に診断そしてピンポンで障害を見つけるために産業用イーサネットスイッチを監視することができるMoxaの産業用ネットワークマネージメントソフトウェアを導入しました。
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推奨製品
- 産業用ネットワークマネージメントソフトウェア
- IT/OTシステムで大規模ネットワークマネージメントを実現
2.1 多様なデータ収集がコネクティビティを複雑にします
ビッグデータを収集するためにキーコンポーネントの近くにセンサーを追加することにより予知精度が向上します。しかしながら、データ収集は、異なるセンサーが使用する多くの異なるプロトコルおよびインターフェースにより複雑となります。多様なデータ収集を簡素化できるとしたらどうでしょうか？
- IIoTコネクティビティ：
- 異なるインターフェースおよびプロトコルの異なるセンサーと接続する
クリックで拡大表示- 問題点：
- エッジからクラウドへのコネクティビティをゼロから実現するためには、難しいプログラミング作業が必要となる
- プロトコル変換のために追加通信PLCモジュールが必要となり、より高価になる
- レガシーのPLCは、MQTTなどのクラウドプロトコルで通信する機能がない可能性がある
- 簡素化：
- コントロールとコネクティビティを分離
クリックで拡大表示- ソリューション：
- 直感的なUIによりクラウドの選択、コネクション、メッセージタグ設定、データマッピングを含むエッジからクラウドへの簡単かつ迅速な導入が可能となる
- 通信が中断された場合、データの損失を防ぐバッファリングのサポート
推奨製品
- シリアルデバイスサーバ
- シリアルからクラウドへのシンプルなコネクティビティの実現
- モジュラーリモートI/O
- I/Oからクラウドへのシンプルなコネクティビティの実現
- 産業用プロトコルゲートウェイ
- 標準プロトコルからクラウドへの容易な変換を実現
2.2 エッジインテリジェンスの導入はスタートが難しい
すべての生のセンサデータをクラウドに伝送することは、予知解析を行うために最善の方法です。しかしながら、データの前処理のために複数のサイトにエッジコンピューティングを導入することによりネットワーク帯域幅を更に削減できると共に、マシン障害の予測および先取りが可能となります。大規模なエッジコンピューティングの導入を簡素化できるとしたらどうでしょうか？
- IIoTコネクティビティ：
- 各サイトにエッジコンピューティングを導入
クリックで拡大表示- 問題点：
- 大規模導入におけるエッジコンピューティングは、デバイスの統合、展開、および再展開に多くの人員と時間を必要とする
- 簡素化：
- 大規模アプリケーションにおけるクラウド技術のエッジへの容易なディストリビューション
クリックで拡大表示- ソリューション：
- Ready-to-Run変換ソフトウェアによりOTプロトコルとITプロトコルを簡単に変換可能
- 設定可能なユーザインターフェース
- Azure IoT Edge、AWS Green Grass、Aliyun Linkなどクラウドテクノロジのサポートによりクラウドインテリジェンスをエッジデバイスに拡張可能
ケーススタディ
- マシンツールビルダのためのPLCを通したマシンデータの収集
- 従来のマシンツールビルダは、現在、新しいIIoTトレンドに積極的に投資することで自社製品の価値を高め、販売後のマネージメントおよびサービス品質を向上させることができます。MoxaのUC-8100シリーズ組込みコンピュータは、異なるブランドのPLC（例えば、三菱、Delta、Allen-Bradley）から独自のマシンステータスデータを収集し、そのデータをバックステージコントロールサーバに転送し、データをリモートおよびローカルのダッシュボードに表示します。
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推奨製品
- クラウド対応IIoTエッジゲートウェイ
- Web GUIにより大規模コンピューティングの導入を実現
3.1 複数のセキュアなアクセスを確立することは時間がかかります
複数のマシンをリモートアクセスしてアップグレード、トラブルシューティング、メンテナンスを行うことは、予期しないダウンタイムを削減することができます。しかしながら、大規模なアプリケーションで従来のVPNおよびRDC（Remote Desktop Connections）の方法で分散されたマシンに対して複数のセキュアなコネクションを確立することは、時間がかかり複雑となります。大規模な導入をリモートコネクションにより簡素化できるとしたらどうでしょうか？
- IIoTコネクティビティ：
- VPN/RDCを使用して複数のセキュアなリモートコネクションを確立
クリックで拡大表示- 問題点：
- VPNには豊富なIT知識を必要とします。それらを設定するために時間がかかり、大規模な導入には費用がかかる可能性がある
- 明らかな正当なRDCをインストールすることは効率的な方法ですがセキュリティの脆弱性を引き起こす可能性がある
- 簡素化：
- クラウドベースのセキュアリモートアクセスソリューション
クリックで拡大表示- ソリューション：
- Plug-and-Playリモートアクセスにより技術的なコンフィギュレーションを必要としない
- 中間者攻撃およびローカルオペレータによるon-demandコネクションコントロールに対するエンド・ツー・エンドの暗号化コネクション
- 異なるコネクティビティシナリオのサポート
ケーススタディ
- マシナリサービスを改善するセキュアなリモートアクセス
- 場所：台湾
- ネットワークの稼働時間を最大化することによりマシンの生産性は向上します。そのため、台湾のマシンビルダは、予知メンテナンスアプリケーションをリモートで実現するために世界中のカストマと緊密に協力したいと考えていました。また、コンピュータのアドオンなしでエンジニアとマシン間にセキュアなコネクションを構築するためにIIoTゲートウェイにリモートアクセスソフトウェアをインストールしました。追加されたこのボーナスは、ソフトウェアがエンジニアとマシンオペレータの両方に対して広範なITの専門知識を必要としないことでした。
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推奨製品
- （近日公開予定）リモートコネクションマネージメントプラットフォーム
- 大規模導入におけるセキュアなリモートアクセスとコントロールの簡素化を実現
3.2 相互に接続されたシステムのためのセキュリティサイロを克服する
産業用コントロールシステム（ICS）ネットワークは、物理的に分離されインターネットに直接接続されていないためサイバー攻撃の影響をほとんど受けません。 しかし、相互に接続されたファクトリの内部システムを外部システムに接続してユーザにサービスを提供するようになると実際にITとOTのオペレーションの両方が危険にさらされます。IT-OTセキュリティコラボレーションを簡素化できるとしたらどうでしょうか？
- IIoTコネクティビティ：
- ITとOT間の大きな違い
クリックで拡大表示- 問題点：
- システム全体を視野に入れずにシングルポイントの考慮
- 経験不足がマネージメント問題を引き起こす
- 簡素化：
- 産業規格IEC 62443に基づく3層セキュリティアーキテクチャ
クリックで拡大表示- ソリューション：
- セキュリティ監査と監視のための可視化されたマネージメント
- セキュアなネットワークインフラストラクチャのためのICSの多層防御
- セキュリティ機能が組み込まれた強化されたデバイス
ケーススタディ
- 大規模なファクトリネットワークのセキュリティステータスを可視化
- 場所：アメリカ
- 自動車部品工場の管理者は、製造工程のディジタル化を計画しました。フィールドデバイスは、コントロールの統一とデータ収集のためにEtherNet/IPプロトコルで動作しています。このプラントのネットワークインフラストラクチャは、大規模であるためプラントマネージャがすべてのデバイスの監視およびネットワークトポロジを可視化することは非常に困難でした。ディジタル化を実現するために、すべてのネットワークがフィールドサイトからERP、さらにはクラウドまで相互接続されています。 生産効率を犠牲にすることなく、この変革を可能にするためには、優れたサイバーセキュリティ対策を講じることが不可欠でした。
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推奨製品
- 多層防御のサイバーセキュリティ
- セキュアデバイス、セキュアネットワークインフラストラクチャ、およびセキュリティマネージメントが含まれます