ITとOTの融合：コンバージェンスで産業用IoT成功を推進

企業は長年、情報技術（IT）のメリットを実感してきました。そして産業用IoT（IIoT）テクノロジーの到来により、生産のデジタル化という新たな革命が進行中です。しかし、これら両技術が成熟し続ける中、IT/OTコンバージェンスが現実となり、単独では達成できないより大きな統合メリットをIIoT導入にもたらすことが期待されています。

情報技術（IT）の定義とは？

ITシステムは数十年前から存在します。データを処理・配布する統合システムとして、ソフトウェア、システム、ネットワーク、メンテナンス、データストレージで構成されます。管理者と意思決定者は、産業環境で企業レベルや工場レベルの意思決定にこのデータをあらゆるレベルで使用します。

ソフトウェアには、スタンドアロンMRPシステム、ERPシステム、専門的な財務や品質プラットフォームなどが含まれる場合があります。初期にはこれらのソフトウェアプラットフォームはオンプレミスシステムで、定期的なアップデートが必要で、利用者にとって高コストでした。

情報技術にはネットワークも必要です。伝統的には社内サーバー、ケーブルや光ファイバー配線、ネットワークハードウェアの設置・保守スキルを意味しました。システムのソフトウェアとハードウェアを接続するために他の貴重なスキルセットも必要です。

ITシステムは、デバイスが他のソフトウェアプログラムと通信できないことが多く、データがサイロ化し、入力バイアスとデータ取得から実行可能な配布までのタイムラグの影響を受けやすいという問題を抱えていました。クラウドベースプラットフォームが社内ネットワークの必要性を大幅に置き換えましたが、多くのレガシーハードウェアシステムは相互運用性を持たない可能性があります。

運用技術（OT）の定義とは？

元来の運用技術はMES、SCADA、その他のプラットフォームを利用していましたが、ITシステムと同様、これらのOTシステムも常にネットワーク化されていたわけではありません。クラウドベースコンピュータプラットフォームと高度な分析の進歩により、OTシステムは統合・移行し、より短時間で集中型の分析・処理・統合プラットフォームになれます。

この改善は、コンピュータ分析、人工知能（AI）、機械学習（ML）、デバイス普及、その他関連テクノロジーの進歩によって可能になりました。産業用IoT（IIoT）運動の一環として、より広くはインダストリー4.0テクノロジーの一環として、OTはイベントを監視する制御システムのセットです。

OTデータにより、企業はセンサー、温度計、振動出力、高周波データなどのプロセスとデバイスを監視できます。これがリアルタイムまたはニアリアルタイムで監視できるため、企業レベルと工場レベルの産業調整が可能になり、より最適化されたプロセスが実現します。

OTのリアルタイムデータへの依存により、調整を人間オペレーターより速く機械で検知・実行できます。高度なシステムは、ユーザー定義パラメータやAI/ML対応分析エンジンからの洞察を受け取り、自律的または半自律的な調整を実行できます。

ITとOTに区別はあるか？

ITとOTの最も明確な区別は、ITがデータ中心の情報を具体的に扱うのに対し、OTは機械接続と取得データの集中分析に焦点を当て、製造プロセスなどのオペレーションでより良い意思決定を行うことです。

ITは相互運用可能なソフトウェアプラットフォームで構成されるとは限りません。つまり、工場レベルの品質ソフトウェアがMRPや需要計画ソフトウェアなどと通信できない可能性があります。

このサイロ化データは、機能グループ間のコミュニケーションが透明でも最適化されてもいないことを意味します。決定は使用されるソフトウェアの文脈のみで下され、他部門と矛盾または相反する可能性があります。

OTは機械に焦点を当て、ショップフロアプロセスを実行・制御するためにデバイスごとの正確なデータ取得に専念します。ITにはサイロ化ソフトウェアやネットワークカバレッジとデータ入力のギャップがあるかもしれませんが、OTには非サイロ化データが絶対条件です。

機械接続により大量データ入力が可能になるため、高度な分析でOTシステムは製造システムとショップフロアプロセス、品質プロセス、財務、販売と運用計画（S&OP）、需要計画などのより高度なビジネスプロセスを最適化できます。OTデータエコシステムは、単なるラグ指向データ処理システムではなく、機械駆動のデータによって動きます。

なぜOTは依然としてITから区別されるのか？

OTがITから依然として区別される理由はいくつかあります。

テクノロジーの成熟度
ITはOTよりずっと長く存在し、より成熟したテクノロジーのコレクションで構成されています。OTはショップフロアにソフトウェアの力をもたらす試みとして始まりましたが、機械レベルで取得されるデータを使用して複数機能を単一リアルタイムシステム内で組み合わせるアジャイルで柔軟なクラウドベースシステムの助けを借りて前進してきました。

沈没コスト
OTはまた、多くの企業が社内の複雑なケーブル、ファイバー、サーバー、メンテナンススキルセットのネットワークに多額の設備投資（CAPEX）を沈めているため、ITから区別されます。多額投資済み企業は、今日のOTシステムが提供するより低い参入コストと物理的・メンテナンス負担の削減にもかかわらず、自社システムを陳腐化させることを躊躇します。

新技術採用率
製造企業は多様な企業文化を持っています。新技術採用はその結果として遅れる可能性があります。2020年には、企業のわずか25%が全社で分散型クラウドベースシステムを使用し、さらに29%が小規模で使用し、その他は遅れているか中間にあると推定されています。ほとんどの製造オペレーションは、高価な生産設備の形で毎年多額のCAPEXを費やします。一部は即座に採用し、多くは段階的アプローチを取り、他は「様子見」アプローチを取ります。

IT/OTコンバージェンスの意味とは？

ITとOTは両方とも、工場レベルで効率改善とプロセス最適化に多大な影響を与えてきました。各々はソフトウェアを使用して運用データを分析できます。しかしIT/OTコンバージェンスとは、両方の最良の部分を活用し、個別に生み出せる価値より大きな統合価値を提供するサイバー物理システムを構築することを意味します。

このコンバージェンスにより、製造システムの物理的イベントとプロセスを、レガシーITインストールとソフトウェア、高度分析、その他新興テクノロジーの既存フレームワークとインフラストラクチャで制御し、製造をデジタル化できます。

機械データが大量データフローとして分析エンジンに供給されると、機械制御、シミュレーション、プロセス洞察、その他情報がプロセス最適化を加速し、効率、品質、在庫管理、企業内のその他重要インフラストラクチャに大きな影響を与えます。

IT/OTコンバージェンスは過去数年で加速しており、企業が新技術の価値を無視できなくなっています。2022年までに、ITとOTベンダーの最大40%が協力し、導入と統合コストを20%削減する統合ソリューションを提供すると推定されています。

産業用IoTがITとOTをより近づける役割とは？

ITとOTシステムは異なるトラックで開発されました。なぜなら異なることをしていたからです。ITは工場レベルで使用できるデータに基づき、よく利用されていました。一方OTは、ショップフロアレベルでプロセス改善にソフトウェアの力を使用するように設計されていました。

IIoTテクノロジー導入がIT/OTコンバージェンスにもたらす最も重要な役割は、IIoTが二つの間の橋渡し役を果たすことです。これは、ITとOTコンポーネントの両方がデータ生成と同時にデータにアクセスできるようにタイムラグを削減することで実現します。

また、設備ROIの面でも橋渡しします。IIoTテクノロジーは高度に柔軟で、デバイス設置でアナログレガシー設備に、接続性内蔵のOEM設備に導入可能です。到達困難な設備や限定的・多様なスペースを使用するオペレーションではセルラーテクノロジーも利用できます。

この橋渡しにより、新しい分析プラットフォームにIIoTを使用するとすべての物理設備を同じシステム傘下に置くために新しい設備購入を必要としないため、企業は設備でより高いROIを実現できます。

最後に、プログラミングと処理の柔軟性において橋渡し役を果たします。これは企業がソフトウェア相互運用性がネイティブなプラットフォーム全体を購入したり、APIと組み合わせて情報を非サイロ化し、すべての機能領域を同じ分析プラットフォームにリンクしたりできることを意味します。

産業用IoTソリューションは、メーカーがショップフロアの物理的・デジタルコンポーネントを融合させようとする中、増加する率で導入されています。

IT/OTコンバージェンス戦略のメリットとは？

従来のITとOTプラットフォームは「データの孤島」に基づいていました。サイクルタイムのような重要な工場フロアオペレーションでは、これらのデータ孤島が非効率を隠蔽します。ジョブ標準とサイクルタイムを手動で測定・記録し、調整も手動で行う必要があるためです。

リアルタイムデータを活用し、ショップフロアからCスイートまで意思決定を推進することで、より大きな価値がオペレーション全体で推進され、企業はイノベーションへの道を見つけられます。リアルタイムデータ取得は、期待パフォーマンスではなく機械の実際のパフォーマンスに焦点を当てます。

IT/OTコンバージェンスのメリットには：

リアルタイム生産可視性

オペレーターバイアスと想定が実際の機械状態に置き換わります。

能力増大

意思決定者はオペレーションの実際の状態を把握し、データベースの解決策を開発できます。同一設備から能力増大を実現でき、CAPEX支出を削減します。

実行可能な洞察

データが即座にプロセス改善を推進できるため、管理者は改善自動化、プラントレイアウト変更、トレーニングニーズ、労働活用などの解決策を開発できます。

設計改善

デジタルデータが設計開発にリアルタイム機能をもたらします。この機能は高価な反復プロジェクトを短縮し、新製品・サービスの市場投入時間を短縮します。CAD/CAMとプロジェクトライフサイクル管理（PLM）ソフトウェアの使用も可能にします。

製造適合性改善

IIoTテクノロジーを使用した真のIT/OT統合は、高度な3Dモデリングと性能シミュレーション活用を解き放ちます。「デジタルツイン」の作成が、設計者が生産向けに最適化された製品を作るのを支援します。

コスト削減

ITとOTコンバージェンスによるコスト削減は、全体レベルから機械のスピンドルレベルまで及びます。IIoTセンサーとリアルタイムデータ収集・分析により、プロセスを工場レベルで最適化できます。しかしIIoTは実際のデータに基づく予知保全計画の開発を可能にします。熱管理、機械工具摩耗、最適ポイントで交換されるその他要因はこれらコスト削減の例です。

組織がIT/OTコンバージェンスで直面する障壁とは？

IT/OTコンバージェンスが加速している一方で、完全な工場デジタル化へのさらなる高速移行に影響するいくつかの課題があります。これらの課題には：

セキュリティ

ITとOTコンバージェンスがIIoTテクノロジーを利用するため、データセキュリティは多くの人の懸念です。

拡張性

ITとOT統合を目指す企業は、どうスケールするかも考慮しなければなりません。大量データにより、多くのデバイスとセンサーが大量情報を押し出し、帯域幅ボトルネックを生む可能性があります。テクノロジーはエッジコンピューティングで前進しており、レイテンシと帯域幅問題を、関連性が高く部分的に処理されたデータのみをクラウドベース分析プラットフォームに必要とするよう、多くの処理をエッジで行うことで削減します。

レガシー課題

多くのデバイスは通信の面からは一方向です。ITとOTシステムは通常双方向通信機能を必要とします。設置されているITとOTシステムのタイプも通信プロトコルの観点から重要で、多くのOTデバイスは非標準プロトコルを持っています。

技術進歩によりIT/OTコンバージェンスが可能に

IT/OTコンバージェンスで直面する多くの課題を緩和する新しい技術進歩がオンライン化しています。これらのテクノロジーは以下のような進歩を提供します：

ノーコードアプリケーション

多くの新デバイスとセンサーは自然言語プログラミングを使用可能にします。このプログラミングにより、コーディング専門知識なしでオンライン化できます。

デジタルツイン

オブジェクトのデジタルレプリカを構築することで、デジタルツインは多くの利点を提供します。機械システム全体や機械全体にできます。単一パーツやアセンブリも、ストレステストまでシミュレーション可能です。新製品開発にもなり得ます。

CNC機械のデジタルツイン。

拡張現実（AR）

拡張現実は検査に使用できます。しかし、トレーニング改善や、遠隔地の熟練技術者が非熟練オペレーターによる修理を支援する方法にもなります。

エッジコンピューティング

巨大データストリームがクラウドへのボトルネックを生みます。エッジコンピューティングを使用すると、データがクラウド入り前に部分処理されます。この処理により分析プラットフォームが分析により適したタスクになり、機械側でレイテンシが削減されます。

MachineMetricsによるIT/OTコンバージェンス

MachineMetricsは機械データの力と、レガシーIT/OT機能をメーカー向けに目的構築されたベストインクラスIoTプラットフォームで統合するニーズを理解しています。MachineMetricsプラットフォームはあらゆるメーカーとモデルの設備に接続でき、導入は高速です。

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