生産状況の見える化、自動化による効率改善、そしてデータ分析による歩留まりの改善など、製造現場におけるITの活用は必須と言える状況にあります。また、製造現場のニーズに合ったIoTシステムが数多く提供されてきており、今後導入がさらに加速していくと言われています。しかし、理想と現実には乖離があるもの。そこで本記事では、システム導入時における現場の課題とそれを解決するためのソリューションについて、イラストを交えストーリー風に紹介します。

登場人物紹介

現場責任者 現場責任者
とある製造業で 現場をまとめあげる責任者。工場内で比較的PCに詳しいため、システム周りのこともいろいろ任されている。ただ、システム開発の経験はなく、運用と管理に四苦八苦する毎日。
営業マン 営業マン
ロックウェル・オートメーションのベテラン営業マン。自動車、食品・飲料、家庭用品、鉱業・金属、石炭・ガス、半導体・エレクトロニクス等、多種多様な製造分野を手がける同社において、主に産業オートメーションに関するソリューションを提供している。

製造現場におけるシステム導入の課題①
管理すべきシステムが多すぎる

  • イラスト。管理する項目が多すぎる
現場責任者 生産管理のデータも見なきゃならないし、PLCのメンテもしなきゃならないし。あー、そういえばHMIのパッチも当てなきゃならないんだった! もー大変!!
営業マン お困りのようですね。実は、シンクライアントというシステムを入れれば、パソコンやPLCはもちろん、制御機器なども一括で運用・管理ができますよ。
現場責任者 それができたらすごく楽だし助かるけど、ウチにはIT担当者がいないから……言っておくけど、僕は無理ですよ。
営業マン 大丈夫です。ウチならすべてのクライアント端末をサーバーから一括で管理できる製品がありますよ。もちろん、専門的なITスキルも不要です 。
現場責任者 それはいいですね。でもウチ、あまり予算ないですよ?
営業マン シンクライアント用の端末なら、一般的なPCよりもかなりお安いですし、ソフトウェアも包括契約になるのでライセンス料も下がるはずです。保守や管理運用にかかる費用を考えると、かなりのコストダウンが計れると思いますよ。
現場責任者 そんな都合のいいシステムがあったんだ。

製造現場には、一般的なパソコンもあれば、PLC(Programmable Logic Controller)と呼ばれる制御機器や、ロボットやインバーター等の機器が多数あります。一方で、ヒトがそれらを操作するHMI(Human Machine Interface)やSCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)と呼ばれる制御画面も多数動いており、これをバラバラに管理すると、大変な手間と労力がかかります。使用しているPCも、多数のPLCのメンテナンス用、SCADAシステム用など複数存在し、OSやソフトウェアのアップデートから、トラブル発生時の対応まで、メンテナンスをPCごとに行なわなければなりません。

しかし、ITの知識をもつ人材は慢性的に不足しており、現実にはそれらの対応ができる人が製造現場におらず、「問題が起こった時にはベンダーに緊急問い合わせ」という状況も多いようです。また、「ベンダーが対応してくれるまでは業務が止まってしまう」という課題もあります。 製造業の現場にとって、「業務が止まる」ことは何よりも避けたいはずです。

もしHMIやSCADAが稼働するPCを一括して管理できるシステムがあれば、大幅な工数の削減と業務効率化が実現できるでしょう。さらに、そのシステムが誰でも扱えるほどに簡単で、万が一トラブルが起こっても現場で対処できるものであれば、「業務が止まる」危険性も少なくすることができるはずです。

そこでおすすめするのが、ロックウェル・オートメーション社が提供する「ThinManager」です。

ThinManagerは、OS・アプリケーション、そして各種データをサーバー側で一元管理して、現場にはシンクライアントと呼ばれる「OSがないPC」を置くシステムです。これなら、メンテナンスをする機器もサーバーのみとなります。無数に存在しているPC端末をメンテナンスして歩くという作業が不要となるので、業務効率が格段に上がります。

また、クライアント側にはデータが一切存在しないので情報漏洩対策にもなりますし、すべてのデータはサーバーに保存されているため、故障やトラブルによって大切なファイルが失われることもありません。

さらに、クライアント端末に故障が発生した場合は、端末を取り替えるだけで済みます。OSやソフトウェアをインストールする手間も一切不要です。ThinManagerには、複数のSCADAやHMI、タッチパネルの画面、それに 監視カメラ(IPカメラ)の画面を一括管理して表示可能など、製造業の現場を効率化する様々な機能が備わっています。

ThinManagerのポイント

・ハードウェアコストの削減
  一般的な産業用Client PCと比較をして50%削減
・保守費用と時間の削減
 Client PC故障時の入れ替え費用の削減
 Client 側ソフトウェア費用が不要
・Client PC交換に要する時間が5分(*)
 ダウンタイム時間を最小に
・セキュリティの強化
 USBの使用不可、Client PCセキュリティアップデート不要、サーバー側でアクセス管理が可能
*現行のPCと同型番の予備品が準備できる場合の目安時間です。

  • ThinManagerの構成イメージ

    ThinManagerの構成イメージ

製造現場におけるシステム導入の課題②
サーバーを設置できる環境がない

  • イラスト。室温が上がりすぎてサーバーの挙動が変になっている
現場責任者 室温が上がりすぎてサーバーの挙動が変になっている! システムが止まったら大変だ!
営業マン 製造業の現場だと、空調も入れられないところも多いでしょうし、温度の管理は大変ですよね。
現場責任者 半年前にサーバーが故障して、生産ラインがとんでもないことになったのに、また同じことになったら社長からどやされちゃうよ……
営業マン 当社の「Thin Client ソリューション」にはStratus社のエッジサーバー「Stratus ztC Edge」を採用しているので環境を選びません。動作温度は-40〜60℃で、しかもコンポーネントが二重化されているので、障害が発生してもシステムが止まる心配もありませんよ。
現場責任者 もし、故障した場合のサポートは?
営業マン 当然サポートも万全です。それに、Stratus ztC Edgeは故障した機器の交換が誰でもできるくらい簡単なんです。
現場責任者 誰でもって、僕でも?
営業マン もちろん!

課題①の中で、「ThinManagerを利用すれば、端末に故障が起きても簡単に対処できる」とお伝えしました。そこで「でもサーバーが故障したら、どちらにしてもベンダーを呼ばなければダメなのでは?」と思った方も多いことでしょう。

製造業におけるシステムは、一度動き出したら止めることはできません。また、一般的に、製造業の現場は空調が効いている場所も少なく、サーバーを設置できる適切な場所も少ないのが現状です。

なんとか設置できる場所を見つけたとしても、万が一、故障が発生した場合に備えて冗長化(二重化)された構成が必要となります。さらに、故障機器の交換についても、対処方法を検討しなければなりません。

しかし、サーバーの運用や設定ならまだしも、サーバー本体の故障にまで対応できるような人材は、めったにいません。ベンダーも、24時間365日すべてに対応してくれるとは限りません。

つまり製造業の現場でシンクライアントなどのシステムを導入するには、過酷な環境でも動作が可能で、もし故障が発生した場合でも止まることなく動き続け、かつ現場で故障機器の交換ができるといったサーバーが必要です。

そこでおすすめするのがThinManagerとStratus社が提供するゼロタッチプラットフォーム「Stratus ztC Edge」の組み合わせです。

冗長性に優れ物理的にも堅牢なStratus ztC Edgeをエッジサーバーとすることで、さらにIT技術者が不要なシステムとなります。製造現場という過酷な環境での利用を前提に構成されたStratus ztC Edgeは、動作温度-40〜60℃。放熱板による冷却を採用しており、埃が多い環境でも使用できます。万が一、故障が発生した場合でも、ケーブルを取り外して新しい機器に付け替えるだけ。設定は一切不要です。

「Stratus ztC Edge」のポイント

・ゼロタッチ(IT知識不要)
 30分でセットアップ可能
 仮想化環境があらかじめインストール済み
 故障時の交換はプラグイン、フルユニット交換
・冗長化プラットフォーム、ビルトインの高可用性
 自律型保護機能、自己認識と自動同期
 温度や電圧などをモニタリング
 プロアクティブ ライブマイグレーション
・エッジでも高性能 大容量リソース
 Intel Core-i7/32GB RAM/512GB SSD/ファンレス
 どこにでも設置可能 工業認証取得済み
 動作温度-40〜60℃ 湿度:10〜95%

業務を効率化して生産性を向上させるためには、その現場の環境にあったシステムとハードウェアの選択が重要となります。そして、その選択としておすすめできるものこそ、ロックウェル・オートメーション社のThinManagerと、Stratus社のStratus ztC Edgeを組み合わせた「Thin Client ソリューション」なのです。

この両者によって構成されたシステムであれば、クライアント側とサーバー側のどちらにトラブルが起こったとしても、ベンダーなどの専門家に頼らずに現場の手で即座に対応が可能となり、製造業における「止まらない現場のソリューション」が実現できるのです。

  • Thin Client ソリューションで止まらない工場を実現

    Thin Client ソリューションで止まらない工場を実現

ロックウェル・オートメーションのHPはこちら
http://www.automation.rockwell.co.jp
日本ストラタステクノロジーのHPはこちら
https://www.stratus.com/jp/
Stratus ztC Edgeの詳細はこちら
https://www.stratus.com/jp/solutions/platforms/ztc-edge/

PDFダウンロード

本稿「製造現場におけるIoT導入の壁、止まらない工場を実現するために」のPDFダウンロードはこちら
https://www.stratus.com/jp/lp/ia/realize-a-factory-that-does-not-stop/
「予測・予兆判定で「止めない」生産ラインを実現する術」のPDFダウンロードはこちら
https://www.stratus.com/jp/lp/ia/ensures-the-production-line-keeps-on-running/

※Stratus、ztC は、Stratus Technologies Bermuda Ltd. の登録商標または商標です。その他、本資料の文中に引用された社名、製品名、サービス名については、各々の会社の登録商標ないしは商標であり、各所有者が商標権を保持しています。

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