IIoT:キャッチフレーズから現実へ

インダストリアル IoT は高度な製造を可能にします

産業用モノのインターネット (IIoT)、インダストリー 4.0、デジタル ファクトリーなど、製造業のキャッチフレーズはたくさんあります。 「流行語が多いこともあります。その背後には多くの現実がある場合もあります」と、シーメンス (ベルリンおよびミュンヘン、ドイツ) の研究開発マネージャーであるロジャー ハート (Roger Hart) は述べています。 「デジタル化は多くのことを変えています。多くの場合、実際に新しいビジネス モデルを推進しています」と Hart 氏は述べています。 「人々は、製造のデジタル化を進めていくと、収集できるデータや情報のより多くの側面を収益化できることに気づき始めています。」

IIoT とは、機械からデータを生成、収集、送信できる「接続された」産業用機器を指します。メンテナンスは、タブレット PC やスマートフォンなどのデバイスを介して行うことができます。より多くのデータが生成され、製造オペレーション内でより広く共有されます。

シーメンスの地域担当副社長であるティム・ワーマス氏は、次のように述べています。彼によると、IIoT により、製造業者は「これらのさまざまなデバイスすべてに接続し、まとまりのある全体を実現する」ことができます。

IIoT のビッグ ネーム

Siemens や General Electric Co. (Boston) などの製造業の大手企業は、キャッチフレーズを実現するために取り組んでいる企業の 1 つです。

「インダストリアル IoT の分野における GE の取り組みの核心は、デジタル ツイン、つまり当社の産業システムのデジタル モデルを作成する作業の収束にあります。 /P>

「過去数十年にわたるコンピューティング能力の進歩により、最も重要なデータを収集して分析するだけでなく、現在の能力を持っています」と彼は続けました。 「さらに強力なデジタル ツインを作成し、マシンに制御システムを組み込んで、それらのツインを最大限に活用することもできます。これは、IIoT の出現によって可能になったことです。」

シーメンスは、デジタル ツインを 3 つの分野で見ています。 「製品のデジタルツイン。生産プロセスの計画を可能にする生産のデジタル ツイン。シーメンスのクラウド アプリケーション ソリューション グループのマーケティング担当バイス プレジデントである Bill Boswell は次のように述べています。 「IoT 対応の製品がある場合は、それを製品に組み込む必要があります。それを可能にするツールがあります。」

別の言い方をすれば、デジタル ツインは「プロセスまたはシステムの仮想モデルであり、物理世界とデジタル世界の間の架け橋として機能します」と J.J. DMG Mori USA (イリノイ州ホフマン エステート) の一部である DMG Mori Software Technology Solutions USA のゼネラル マネージャーである Chuang 氏は次のように述べています。 「仮想世界では、問題が発生する前に解決し、シミュレーションを使用してダウンタイムを防止するために、IIoT ベースのシステムを介したデータ分析とシステム監視のために、物理世界からのデータ集約が必要です。」

DMG森精機は、販促資料の中で、CELOSアプリとユーザーインターフェースを使用して、「2013年以来、機械をデジタル化に適合させてきた」と述べています.同社は、「インテリジェントなソフトウェアとコネクティビティ ハードウェアを使用して」CELOS サービスの範囲を拡大していると述べています。 DMG Mori は、10,000 台以上の CELOS マシンがインストールされていると述べました。

幹部によると、IIoT は以前よりもさらに多くの自動化を可能にしています。

Litmus Automation (オンタリオ州トロントおよびカリフォルニア州サンノゼ) の共同創設者兼 COO である John Younes 氏は、次のように述べています。 「IT は、複数の工場にわたる工場フロアのすべてのデバイスをより詳細に監視できるようになります。」

さらに、Younes 氏は次のように述べています。「IT は OT [運用技術] と協力して、より堅牢な自動化戦略を提供する必要もあります。」
メーカーが IIoT の登場を期待している分野の 1 つは、従来のロボットの性能を向上させるだけでなく、

IIoT が協働ロボットを推進

コボットとして知られる協働ロボットは、人間の近くで作業することができます。これまで、ロボットは人間のオペレーターや生産従業員から離れてタスクを実行してきました。
「高度なセンサーとスマート デバイスのネットワークを備えた IIoT は、製造現場での協働ロボットを促進し、人間とロボットが安全に協力して作業できるようにします。 DMG森精機のChaung氏は次のように述べています。より多くのコボットがあれば、「労働者とロボットは、損傷や怪我のリスクなしに、ケージに入れられていないセルで効率的に連携することができます。」

GE も同様の音に聞こえます。

「この段階では、ロボットと人間がより協力して作業する時代に突入しています」と Koudal 氏は述べています。 「このコラボレーションを強化する鍵は、2 人の人間がお互いに関係するように、ロボットがより本能的に人間に関係できるようにすることです。人工知能と機械学習の統合は、私たちをこの道に押し進める鍵となるでしょう。」

ロボット メーカーのファナック株式会社 (忍野、日本、ホフマン エステート、イリノイ州) は、35 kg (77 ポンド) のペイロードを持つ CR-35iA などのコボット モデルを積極的に開発しています。センサーが作業セル内のオペレーターまたは物体との接触を検出すると、ロボットは停止します。

同社によると、IIoT は一般的にロボットを後押しします。

ファナックの協働ロボット担当エンジニアである Amanda Nixon と協働ロボットのシニア エンジニアである Greg Buell は、Manufacturing Engineering の質問に答えて次のように書いています。 「IIoT は、ロボット システムのさまざまな安全設定の変更を検出し、計画外の変更が発生した場合にプラントに通知して、システムが設計どおりに安全であることを確認するのに役立ちます。」

さらに、彼らは次のように書いています。これは、IIoT を利用して工場に導入される協働ロボット システムでも同じです。」

サイバーセキュリティの必要性

ニュートンの第 3 法則は、すべてのアクションに対して、等しく反対の反応があるというものです。 IIoT では、技術が進歩するたびに同等のことが起こり、サイバーセキュリティの必要性が高まります。
「ほとんどの産業用デバイスは、インターネットへのオープン ネットワーク リンクを介して公開されることを意図したものではありませんでした」と、Litmus Automation の Younes 氏は述べています。 「その結果、データの盗難やハッキングから保護するための適切なセキュリティが整っていません。

「多くのシステムは、クラウドと通信したり、双方向通信をサポートしたりすることもできません」と彼は続けました。 「データは、標準化されたエンタープライズ クラスのセキュリティ プロトコルとメカニズムを使用して保護する必要があります。 OEM とメーカーは、デバイスを認証し、データ転送をエンドツーエンドで暗号化する必要があります。」

FANUC の Zero Down Time Cloud System and application development ディレクターである Joe Gazzarato 氏は、次のように述べています。 「ソリューション プロバイダーと情報技術企業の間には、より多くのパートナーシップが必要です。」

FANUC の場合、ZDT としても知られる同社の IIoT アプリケーションである Zero Down Time のサイバーセキュリティのために Cisco と提携しました。 「シスコのようなパートナーは、ソリューション プロバイダーがプラント内ネットワーク アーキテクチャ、ファイアウォール構成、伝送中および保存中の IIoT データを保護するためのベスト プラクティスなどを支援できます」と Gazzarato 氏は述べています。

GE の Koudal も同様の見解を示しています。

「簡単に言えば、サイバーセキュリティはさらに警戒する必要があります」と彼は言いました。 「そして、より優れたファイアウォールを構築するだけの、一元的な戦略であってはなりません。たとえば、デジタルツインとコントロールを使用すると、シールドとして機能するだけでなく、人間の免疫システムと同様に、特定のサイバー脅威を撃退または無力化するためのアクションを実行するシステムを構築できると考えています。」

GE は Digital Ghost と呼ばれるサイバーセキュリティ技術を開発しており、これは Koudal 氏が「世界初の産業用免疫システムになるだろう」と述べています。

シーメンスには、「プラントでサイバーセキュリティに取り組んでいる 1000 人を超えるグループがあります」と Boswell 氏は述べています。 「データはお客様のものです。あなたは、あなたの裏をかこうとしている人々についていく必要があります。」

リトルガイの場所は?

残っている問題の 1 つは、IIoT が GE やシーメンスなどの大手製造業の提唱者を超えて拡張できるかどうかです。多くの製造は、部品やアセンブリを製造する中小規模のジョブ ショップで引き続き行われています。

GE によると、小規模な製造業者にとって IIoT は当然のことです。

「場合によっては、新しいソリューションを最初に開発するのは中小規模のショップかもしれません」と GE の Koudal 氏は述べています。 「物理技術とデジタル技術が融合し、IIoT スペースが出現するにつれて、製造業の民主化が進んでいます。これにより、大小を問わず、より多くの企業や起業家が製造エコシステムの一部になることができます。

「『展開が簡単』と『セキュリティが確保しやすい』という 2 つの特徴は、あらゆる IIoT アプリケーションが小規模な運用、特にジョブ ショップで使用できるようにスケールダウンを成功させるための 2 つの重要な特性です」と Gazzarato 氏は述べています。 「今年初めにZDTを小規模な顧客に導入する準備をしていたとき、私たちはこのニーズに焦点を当てました.私たちはシスコと提携し、コンピューティング機能を備えたシスコの IR809 産業用ルーターを、導入が簡単で安全な ZDT データ コレクタのプラットフォームとして活用しました。」

シーメンスは、小規模なユーザーにも対応しています。この技術は、「小規模な会社でも、おそらく人が現場に来なくても、簡単に始めることができます」と Boswell 氏は述べています。 「私たちは工業化された PC を持っています...ネットワークに簡単に接続できるデバイスです。 15 分から数時間で起動して実行できます。

「得られるのは、特定の製品やサブコンポーネント、またはサプライチェーンシステム全体、製造システム、またはサブコンポーネントを制御および最適化するために実行されているかどうかにかかわらず、自分で洞察を見て、考え、行動するためのはるかに大きな頭脳を備えた制御および最適化システムです。 GE の Koudal 氏は次のように述べています。 「デジタル ツインは継続的に学習して適応できるため、自動化戦略の背後にある制御と最適化のテクノロジは、時間の経過とともにますます価値が高くなります。」

それでも、支持者でさえ、一部の製造業者が躊躇していることを認めています。

「IoT を始める方法を知らない人がたくさんいます」と Siemens の Boswell 氏は述べています。 「小さな会社から非常に大きな会社まで、それは真実だと思います。」彼のアドバイスは？ 「一口サイズのプロジェクトを開始してください。入って試してみてください。あなたがそれをしなければ、あなたはあなたの競争相手になることができます。」