産業用IoTセンサーが最新工場の効率を向上させる仕組み

現代の産業プラントでは、センサーがコントローラー、監視システム、運用技術にリアルタイムデータを供給する基盤となっています。

プロセス制御にとどまらず、センサーは品質評価、資産追跡、作業者の安全確保を可能にします。クラウドベースの分析とAIは、センサーデータをプロセス最適化と予知保全を通じてコスト削減に変換します。インターネットに接続されれば、このデータはサプライチェーン調整とグローバル生産管理を支援できます。

今日の工場では、照度、温度、動作、位置、存在、ビジョン、力、流量、化学組成など多様なセンサーが使用されています。あらゆるプロセスや環境条件に対して、TE Connectivityのような幅広いポートフォリオを持つベンダーや、Aceinnaのような専門メーカーから適切なセンサーが提供されています。

産業界で使用される多様なセンサータイプがIoTに接続される必要があります。（画像：Postscapes）

歴史的にセンサーデータはローカルに留まり、単一の施設や機械に限定されていました。低コストの広域接続により、オペレーターは地球上のどこからでもセンサーストリームにアクセスできるようになりました。このアクセス性は無数のアプリケーションを解き放ち、予知保全が旗艦ユースケースとなっています。リモートクラウドサーバーが高度な分析を実行し、機械の健全性をニアリアルタイムで評価し、故障が発生する前に緊急修理をフラグします。サプライチェーンの可視化、グローバル生産調整など、他の機会も急速に出現しています。

センサーをインターネットに接続することは、特にレガシーシステムでは容易ではありません。産業用センサーは多様なプロトコルを話しますが、ウェブはTCP/IPを必要とするため、プロトコル変換が必要です。ハブやゲートウェイが複数のデバイスからデータを統合することが多々あります。データには保存、取得、処理のための宛先、通常はクラウドサービスが必要です。

接続性は双方向です。インターネットアクセスはリモート設定と制御を開放しますが、セキュリティ要求ももたらします。送信データと着信制御コマンドの完全性確保は極めて重要です（参照：EE Times「産業用IoTがハッキングされる日」）。センサーがインターネット接続されると、認証、プロビジョニング、継続的な監視が追加要件として生じます。IIoTセンサーはしたがってエッジハードウェアとクラウドサービスを融合し、実装は文脈によって異なります。幸い、幅広い製品とサービスが設計者の選択を支援します。

レガシーセンサーシステムはIIoTアップグレードの最適な候補です。産業用機器は数十年生きることが多く、インターネット接続を待つ大量の導入済みセンサーベースが存在します。一般的な出発点は、Link Labsのようなスマート無線モジュールを追加し、既存センサーとインターフェースしてプロトコル変換と接続性を提供することです。選択肢にはWi-Fi、Bluetooth、LoRaWAN、セルラーが含まれます。接続が確立されれば、開発者はクラウドプロバイダーと産業分析プラットフォームから選択できます。

新規設計の場合、開発者はレガシースタイルのアプローチを採用できます：センサーを選び、インターフェースとセキュリティのためのコントローラーを追加し、ネットワークアクセスのための無線を追加し、最後にクラウドサービスを追加します。しかし、多くのプラットフォームベースのソリューションがこの複雑さを軽減します。Arm、アドバンテック、ボッシュセンサーテック、センサリオン、テキサス・インスツルメンツによって共同開発されたM2.COMプラットフォームはこの傾向を例証しています。標準化されたフォームファクタとインターフェースにより、開発者は互換性のあるセンサーと無線モジュールを幅広いベンダーから選び、それらを接続し、プラットフォームのIoTソフトウェアエージェントをインストールし、複数のクラウドエコシステムで動作するアプリケーションコードを構築できます。

標準化されたビルディングブロックを使用すると、M2.COMプラットフォームのようにIIoTセンサーシステムの組み立てが簡単になります。（画像：M2.COM）