ネットワークを通じてプロセス制御と集中管理を行う工程監視制御システム「SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)」。生産工場やプラント、ビル設備など、製造や産業の現場では、もはや欠かせない存在となっています。また、IoTが当たり前となりつつある昨今、データの収集や分析をし、止めない製造ラインを実現することが急務です。そこで本記事では、SCADAを利用することで解決する製造業の課題について、イラストを交えながらストーリーに沿って解説します。

登場人物紹介

システム担当者 システム担当者
とある製造業の駆け出しシステム担当。世の中の流れについて行くためにITに関する知識も独学で身につけた努力家。システム導入にも積極的だが、最近はコストがかさみがちでやや慎重になりぎみ。
エンジニアリング部 主任 エンジニアリング部 主任
ライン増設から、生産自動化、遠隔工程監視制御、環境対応など、経験豊富で頼りになる先輩。前の職場ではジェイティ エンジニアリング(JTE)社の工程監視構築ツール 「JoyWatcherSuite」を活用し、工場の課題解決に貢献した。

課題(1):最新のIoTへの対応、自社開発だけでは間に合わない

システム担当者 何か問題があった時に、わざわざ現場に行ってPLCにつなげるって作業は非効率だと思うんですよ。できれば事務所から集中管理・工程監視したいんですが、何かいい方法ありませんか?
エンジニアリング部 主任 今は自社開発ソフトだっけ?
システム担当者 10年くらい前に自社で開発した工程監視システムはありますが、担当者が異動しちゃったんで、使用方法が分かる人もいないので今は使っていないんです。
エンジニアリング部 主任 となると、やっぱりSCADAパッケージを使うといいと思うよ。前の部署でJTEのJoyWatcherSuiteを使ったけど、遠隔工程監視も含めて、工程監視システムの構築に必要な機能が網羅されているんだ。
システム担当者 でも、新しいソフトウェアを入れても使いこなせるか不安だし、それにコストも高くなるんじゃないですか?
エンジニアリング部 主任 JoyWatcherSuiteは純国産だから、日本語のマニュアルでわかりやすいよ。簡単なカスタマイズなら、管理画面からの設定変更で容易にできるから、プログラミング知識もいらないし、おそらく運用にかかる手間や人件費などを考えれば、むしろコストは下がるんじゃないかな。

製造設備からデータを収集するためには、わざわざ現場に出向きPLCにつなげる必要がありました。情報収集のためには手間と時間がかかり、それがトラブルへの迅速な対応の妨げとなっていました。

遠隔でPLCから情報収集を行うことができれば、わざわざ現場に行かずとも、リアルタイムでの集中工程監視が可能となります。ただ、そのためには既存の工程監視システムを大幅にカスタマイズする必要があります。

しかし、現場で使用されている工程監視システムは、自社開発による独自進化を果たしたシステムとなっているケースも多く、接続機器/PLCの変更やOSのバージョンアップを行う際には開発やテストが欠かせません。他にも、新しいIoT機器やシステムに対応する場合も同様に、テストは必須です。となれば、当然そのためにかなりの時間やコストが費やされることになります。

また独自開発によるシステムは属人化しやすいという問題もあります。例えば遠隔監視のような新しい機能を追加したいと思っても、開発に関わった人が異動や退職で不在なためシステムの詳細がわからず手が出せない、というケースもよくある話です。トラブルが発生した場合にも、開発に携わった人がいないため、原因を見つけることが非常に困難になります。

このような問題を解消するための最適な手段が、SCADAパッケージソフトの導入です。JTEが提供しているJoyWatcherSuiteは24,000ライセンス以上の導入実績を誇る、国内シェアNo.1(*)のSCADAパッケージソフトです。JoyWatcherSuiteを導入すれば、遠隔操作によるリアルタイムでの集中工程監視も簡単に実現できます。

SCADAパッケージソフトであれば、接続機器/PLCの変更やOSのバージョンアップが発生しても、そのための開発を行う必要はありません。特に、JoyWatcherSuiteは、国内主要メーカーのPLCに標準対応しており、接続方法も非常に簡単で、デバイスの範囲と型を指定するだけで設定できます。さらに、65,536点までのI/O点数、32台までのPLC接続なども標準で対応しています。

純国産パッケージなので、操作画面やマニュアルもすべて日本語。迅速かつ確実なサポートも提供されます。簡単なカスタマイズ程度であれば、設定画面から変更ができるので、特別な知識を持たない現場の人でも活用が可能です。JoyWatcherSuiteのような専用パッケージの機能を活用すれば、IoT時代に必要な工程監視システムを効率よく迅速に実現できるようになるのです。

なお、JoyWatcherSuiteは開発版が428,000円(PC/サーバー1台あたり)。開発版で作ったアプリを動かす本体版は128,000円(PC/サーバー1台あたり)という安価で導入できます。

*:株式会社富士キメラ総研「業種別ITソリューション市場 2019年版」より

  • JoyWatcherSuiteはさまざまなシチュエーションで利用されています

    JoyWatcherSuiteはさまざまなシチュエーションで利用されています

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課題(2):データの欠落がないシステムをどう構築するか

システム担当者 昔、工程監視システムで使っているサーバーが故障して復旧までに結構時間がかかったんです。その間のデータが欠けてしまって、歩留まり改善の分析に、大きな影響が出ちゃったんですよ。上からも、「システムを入れるなら絶対に止まらないようにしろ」って言われているんで、その辺はどうなんですか。
エンジニアリング部 主任 JoyWatcherSuiteは冗長化の手段として「マスタスタンバイ方式」を選択できるんだ。
システム担当者 冗長化ですか。それなら安心ですね。
エンジニアリング部 主任 ただ、マスタスタンバイ方式は、あくまでもソフトウェア面での対策だよ。データの欠落を完全に防ぐのであれば、ハードウェア面での冗長化を検討しておくべきだね。例えば、Stratus社が提供している「Stratus ztC Edge」では、ハードウェアが冗長構成で、切り替えも秒単位だし、故障機のユニット交換で復旧が容易な点など、データを欠落させないための仕組みが組み込まれてるのさ。
システム担当者 新しいサーバーは入れなきゃいけないと思っているんですが、置くところがないんですよね。今あるサーバーもすぐには撤去できないし。
エンジニアリング部 主任 組み立てラインの横のスペースはどう? Stratus ztC Edgeは、埃や温度に強いのでそこでも大丈夫。万が一、片方のノードで障害が発生しても、簡単に差し替えができるから復旧に時間はかからないよ。

工程監視システムは、製品の品質維持やコスト削減を行う上で非常に重要なシステムです。万が一、システムが停止してデータが欠落してしまうと、不良品が世に出回る危険性や、歩留まり改善に必要なデータが得られず無駄なコストが増大する可能性が生じてしまいます。工程監視システムにとって一番重要なのは「決して止まらないこと」なのです。

止まらないシステムには、ソフトウェア面とハードウェア面の両面で冗長性を担保しなければなりません。そのための方法として効果的なのが、JoyWatcherSuiteとゼロタッチエッジサーバーStratus ztC Edgeの組み合わせです。

JoyWatcherSuiteではメインのサーバーがダウンした時に待機中のサーバーが立ち上がるマスタスタンバイ方式を用いて、ソフトウェア面で二重化を実現しています。それと物理的に二重化されたStratus ztC Edgeと組み合わせれば、障害発生時のより高速な切り替え、容易な復旧が可能になります。

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、冗長性に優れ物理的にも堅牢なエッジサーバーです。動作温度-20~60℃。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ので、制御盤内でも活用可能です。万が一、故障が発生した場合でも、筐体をソケットのように取り外し、新しい機器と差し替えるだけ。細かな設定は一切不要なので、わざわざベンダーを呼ばずとも現場の人の手で対応が可能です。

Stratus ztC Edge 110i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-i7-8700T/32GB RAM/2TB 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-20~60℃ 湿度:10~95%、
結露なきこと

なお、2019年6月に発表された最新型の「Stratus ztC Edge 110i」では、仮想化OSに通常のHAモード(高可用性 フェイルオーバー型)に加え、FTモード(無停止型)を搭載。FTモードは、ストレージのみならずCPUやメモリ内の中身までも同期されるため、ハードウェア障害時も正常なノードで処理を即時に引き継ぎ、完全な無停止状態を作り出すことができます。特に、リアルタイムなデータ処理・制御処理が必要な業務や、高頻度かつデータの欠落が許されない業務、緻密なトレーサビリティが要求される業務などでは、その力を大いに発揮することになるでしょう。

JoyWatcherSuiteとStratus ztC Edge、この両者によって構成されたシステムであれば、IoT時代に求められる「簡単」「低価格」「無停止」の工程監視システムが実現できるのです。

ジェイティ エンジニアリング JoyWatcherSuite詳細はこちら
https://www.jte.co.jp/package/watcher/lp/
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/

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