新たなマシーン向けエッジコンセプト

新たなマシーン向けエッジコンセプトのオーバービュー

PROFINETは革新的なエッジコンセプトの基礎になります。
従来のコントロールシステムに理想的なデバイス、アプリケーションを追加する要求が増えています。
これら要求を従来のシステムに統合することは簡単ではありません。90%のデータは使用されて
いません。システム、技術が複雑過ぎること、またはデータ利用が現実的ではないことが理由ですが、
セキュリティへの不安もあげられます。測定値等が認識できることが求められています。
エネルギー消費値、長期診断による値の活用が昨今の要求、傾向です。

数年前は多くのデータをクライドに上げる技術が注目されていました。ここでは上げられたデータが
必要とされるデータであることを認識させることとそのためのデータ処理が必要でした。
遅延と帯域も考慮すべき項目でした。エッジデバイスは製造現場からの利用できるデータを上位に
転送します。最小限のネットワーク負荷で現場データを上位に転送します。

PROFINETテクノロジーは、このようなエッジデバイスをサポートします。エッジデバイスはデータを
要求しますがデータは標準化技術で利用できるものでなければなりません。多くの場合、要求データ
はPROFINETまたはデバイスの追加機能、あるいはデバイス固有のデータレコード方法等に
より保存されます。ユーザーがエッジデバイスに固有の作業無しでデータを送信できれば大きな
メリットになります。
現場デバイスからエッジデバイスに規定されたプロトコルが要求されれば、PROFINETはその要求に
対応できます。



PROFIBUS, PROFINET International WEB/Technology/New machine edge concept

新たなマシーン向けエッジコンセプトの詳細

PROFINETは膨大なデータに対応
エッジコンピューティングは製造現場とクラウドとのブリッジとなりますが、機能性、セキュリティ、
高速通信が要求されます。PROFINETは以前から一貫性とモジュラー化に注力しています。
I&M(Ientification & Maintenance)データ、診断データ、そしてPROFIdriveやPA等の
プロファイル化です。これら特長により製造現場のネットワークデータは何処からでもリアルタイムに
利用可能になります。

実際にどのように機能するのでしょうか、
OPC UAとPROFINETの調和の取れたコンビネーション。これをエッジデバイスに統合、組込みます。
データはOPC UAのオブジェクトモデルを利用しマッピングします。OPC UAとPROFINETまたは
デバイス、システム等とのコンパニオンスペックが標準化されています。リアルタイムでPROFINET
デバイスの収集と診断を実現します。実際に処理される現場、デバイスデータに影響無く
収集されたデータを処理、活用できます。現場のPLCがOPC UAに対応していなくても、別途
エッジゲートウェイを使用できます。プロセスオートメーションのNAMURオープンアーキテクチャ(NOA)
での原理となっています。

更に、
システムのコントロールプログラムが変更される場合、外部のエッジゲートウェイは追加のデータサービスに
対応できます。PROFINETにも対応するエッジデバイスで実現可能ですが、インフラの対応が必要です。
PIの視点ですが、多くの課題が存在します。PROFINETは複数ノードからコントローラへの
同時アクセスが可能です。エッジデバイスはPROFINETのネットワークからOPN UAやTCP/IPデバイスに
直接アクセスできます。OPC UAはネットワークの上下階層間で情報を相互運用可能なデファクト
スタンダードです(vertical communication) 。 工場内のセマンティック情報を管理、運用
する為の最も効率の良いデファクトスタンダードです。

産業は常に変化するので技術はダイナミックに更新されなければなりません。一つの技術で
全てをカバーすることが困難になってゆきます。ユーザーの選択も、エッジ、コントローラ、クラウドと
多岐になります。選択に於いてはセキュリティが重要なポイントとなります。
セキュリティはエッジデバイスに実装するか？上位レベルで対策するか？
セキュリティ対応はデバイスのデザイン、システム構築のプランニングで益々重要になっています。

セキュリティ対応の開発に関係無く、PROFINETのベーシックなアーキテクチャ(干渉されないデータ
トラフィック、高いレベルでのデータの標準化)は将来的にシステム、設備の安全性を保証します。

　新たなマシーン向けエッジコンセプトのユースケース

生成された90%のデータは使用されません。PROFINETをベースにしたエッジコンセプトは新たな診断と
最適なオプションを提供します。

〇多くのコントローラは基本的にYES/NOを要求しますが、他にもエッジデバイス経由で(コントローラが
要求しないデータと)別に評価可能な利用できるデータがあります。診断やメンテナンスデータ等です。
〇エッジデバイスはこれら利用可能なデータを長期間収集し現場デバイス、システム状態を監視できます。
エッジソリューションは複雑なプログラミングとシステムの更新を要求しません。既存システムに簡単に
追加でき追加の情報を収集します。
〇エッジデバイスは生成データの取得しクラウドに転送します。大規模コンピューティングシステムに影響無く
効率の良いクラウドアクセスに対応します。
〇試運転でPLC等が利用できなくても現場デバイスからのデータは必要な状況です。エッジコンセプトは
PLC等無しでも運転、監視ができることです。
〇エッジコンセプトはインテリジェントなデジタルソリューションの開発を可能とすることです。簡単な
開発方法も提案します。オペレーションではスマホアプリのように追加機能のアップロードが何時でも
可能なることです。
〇コントロールシステムとの新たなレベルの調整/協働が可能になります。エッジコンセプトはコントローラ
にも統合できます。取得データ評価をコントロールプログラムまたは装置の状態との不一致を検証を
要求されれば、システム間の効果的な協働で可能になります。

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