インダストリー4.0時代の技術革新を促進するために、弾力性のあるエッジコンピューティングを導入する

中国、北京、2021 年 9 月 14 日 - 私たちが経験しているインダストリー 4.0 は、新興デジタル テクノロジーが推進するイノベーションの結果です。データ分析、自律ロボット、人工知能などの新たな技術革新を導入することで、生産と製造は「インテリジェント」になりつつあります。これらのデータ駆動型テクノロジーは、製造現場に情報技術 (IT) システム (エッジ コンピューティング) を導入しながら、バリュー チェーン全体の生産性とパフォーマンスを向上させることができます。シナリオによっては、この追加されたエッジ IT によって自動化システムのダウンタイムのリスクが増大する可能性があります。製造環境向けに特別に設計された IT キャビネットを選択し、適切な電源および冷却インフラストラクチャに投資することで、製造環境のエッジ IT システムが直面する固有の課題に対処できます。

最近、エネルギー管理と自動化におけるデジタル変革の世界的な専門家であるシュナイダーエレクトリックは、「インダストリー 4.0: 高度に弾力性のあるエッジコンピューティングを使用してダウンタイムのリスクを最小限に抑える」というタイトルのホワイトペーパーを発表しました。一般的な IT 環境とは異なり、製造環境では、厳しい環境条件やセキュリティの問題など、特有の課題があり、これらの環境の IT システムの責任者には大きなプレッシャーがかかります。このホワイトペーパーでは、製造業における生産環境とダウンタイムコストについて説明し、インダストリー4.0時代の「スマート」工場を実現する技術革新について紹介します。さまざまなエッジ コンピューティング インフラストラクチャ ソリューションの可用性を比較し、企業がダウンタイムのリスクを最小限に抑えられるように、この分野でのベスト プラクティスについて説明します。

製造のダウンタイムはコストがかかるため、重要なプロセスは「常にオンライン」である必要があります。

過去 10 年間の統計によると、製造のダウンタイムにより企業は 1 時間ごとに多額の損失を被る可能性があります。たとえば、自動車業界におけるダウンタイムによる平均損失は 1 時間あたり 130 万ドルにも上り、すべての製造業におけるダウンタイム インシデント 1 件あたりの平均コストは 17,000 ドルです。製造環境における自動化システムのダウンタイムは、生産性、収益性、顧客体験に影響を与え、さらにはメーカーのブランドの評判を損なう可能性があります。

シュナイダーエレクトリックは、インダストリー 4.0 の時代では、製造プロセスが高度に自動化され統合されるため、ダウンタイムのコストが高くなると予測しています。したがって、ダウンタイムを防ぐために、企業は重要なプロセスが「常にオンライン」であることを保証するために適切な投資を行う必要があります。

ITとOTの統合により技術革新が可能になるが、エッジ展開には課題も生じる

ビデオ分析、デジタルツイン、人工知能、自律ロボット、3D プリント、データ分析、拡張現実など、インダストリー 4.0 における主要な新興技術革新はデータに基づいており、製造環境に新しいレベルの産業用 IoT (IIoT) とコンピューティング能力が必要です。 IT スタッフは、より多くのデータの収集、集約、処理、分析によってこれらのテクノロジーをサポートし、ユーザーまたは「デバイス」の近くにコンピューティング能力を展開するために、IT 展開戦略を再考する必要があります。

ITとOTが融合し、インテリジェントな企業管理を実現

産業分野の IT プロフェッショナルは、情報技術 (IT) と運用技術 (OT) を統合し、エッジ IT を自動化階層の下位レベル (制御レベル、製造実行システム レベル、ERP レベルなど) に展開して、ビデオ分析や自律ロボットなどのテクノロジーをサポートする必要があります。エッジ IT が製造環境に移行するにつれて、IT スタッフは自動化システムを停止させる可能性のある IT システム障害に対する防御という大きなプレッシャーに直面することになります。

さらに、産業環境にエッジ IT システムを導入すると、特有の課題が生じます。一般的な IT 環境とは異なり、生産工場のオンサイト データ センターとしてエッジ IT を導入する場合は、次のような課題と要件が発生します。

可用性: エッジ IT が製造プロセスと直列に接続されている場合、エッジ IT システムに障害が発生すると自動化システムが停止し、生産が中断される可能性があります。

潜在的な環境リスク: 製造工場周辺の環境条件は、制御が難しい場合がよくあります。通常、温度と湿度の変動範囲は非常に広く、塵粒子やその他の汚染物質が多く、水漏れ、振動、衝突、迷惑事故が発生する可能性が高くなります。

スペースの制約: 製造環境にエッジ IT を導入する場合、特に既存の工場を改修する場合は、スペースの制約が生じることがよくあります。つまり、キャビネットを収容するための専用のスペースがない可能性があります。

物理的なセキュリティ: オフィスビルや商業環境とは異なり、製造環境では、インストールされた IT 資産への人員のアクセスを制限することが困難になる場合があります。工場現場の人々は、同じ作業場にある IT 機器に自由にアクセスできます。

管理性: IT 機器は製造環境全体に分散されることがよくあります。さらに、平均的な工場現場には、エッジ IT を監視および管理する専任の IT スタッフがいることはほとんどありません。

サイバーセキュリティ: インダストリアル インターネットの普及に伴い、サイバーセキュリティのリスクも以前よりも増加しています。

弾力性のあるエッジコンピューティングソリューションは、企業のダウンタイムのリスクを最小限に抑えるのに役立ちます

これらの課題に対処し、ダウンタイムのリスクを最小限に抑えるには、IT スタッフが製造環境に弾力性のあるエッジ コンピューティング ソリューションを導入する必要があります。レジリエンス ソリューションは、過去数十年にわたって一般的な IT 環境で採用されてきたベスト プラクティスを活用します。これらのソリューションを製造環境に導入する場合、IT 部門が耐障害性の高いエッジ コンピューティングを実現できるようにするために、次のような独自のベスト プラクティスも必要になります。

製造環境向けに設計された IT キャビネットを選択してください。専用の IT キャビネットは、環境リスク、スペースの制約、物理的なセキュリティなど、上記の課題の多くに効果的に対処できます。

効果的な電源保護および冷却方法を使用する: 無停電電源装置 (UPS) や空調などの適切な電源保護および冷却インフラストラクチャ システムを使用すると、ダウンタイムのリスクを最小限に抑えることができます。

サイバーセキュリティのベスト プラクティスを採用する: 産業用 IoT (IIoT) の複雑さにより、自動化システムとその組み込みネットワーク システムを構成するコンポーネントにサイバーセキュリティ機能を設計する必要があります。

監視および管理ソフトウェアに投資する: 一般的な IT 環境のベスト プラクティスは、エッジ コンピューティングを集中管理またはリモートで監視および管理することです。

パートナー エコシステムを活用して完全なエッジ IT ソリューションを提供する: オープン テクノロジーを使用し、成熟したパートナー エコシステムの力を活用して、完全に統合されたマイクロ エッジ コンピューティング データ センターを構築します。

完全に統合されたエッジコンピューティングソリューションの例

上記の分析から、生産および製造のダウンタイムは産業界の関係者にとって大きな損失であると結論付けることができます。ビデオ分析、デジタルツイン、人工知能、自律ロボットなど、インダストリー4.0に関連する新たな技術革新により、生産効率や製品品質が向上し、機器の故障が削減されるなどの利点があります。これらの技術革新は、IT と OT を統合し、エッジ IT をオンサイト データ センターとして導入することで実現します。ただし、自動化階層の下位レベル (センサー/アクチュエーターや制御装置など) にエッジ IT を導入すると、製造プロセスでのダウンタイムのリスクが増大します。シュナイダーエレクトリックのホワイト ペーパー「インダストリー 4.0: ダウンタイムのリスクを最小化するための、回復力の高いエッジ コンピューティングの採用」では、産業 IT 担当者が回復力のあるエッジ コンピューティングを通じてリスクを最小限に抑え、過酷な環境、ネットワーク セキュリティ、物理セキュリティ、管理性などの業界固有の課題に対処するのに役立つベスト プラクティスが紹介されています。

ホワイト ペーパー「インダストリー 4.0: ダウンタイムのリスクを最小限に抑えるための高度に弾力性のあるエッジ コンピューティングの採用」は、シュナイダーエレクトリックが豊富な業界観察と実践的な経験に基づいて導き出した結論です。このリリースは、インダストリー 4.0 時代の弾力性のあるエッジ コンピューティングの展開を実現するための明確なアイデアを提供します。シュナイダーエレクトリックは、数十年にわたり産業、IT、エッジコンピューティングの分野に深く関わり、先駆的な洞察と実践を持ち、イノベーションを通じて発展を追求してきました。シュナイダーエレクトリックは、優れた可用性と信頼性を備えた製品とソリューションをユーザーに提供すると同時に、業界関係者に知識共有のためのプラットフォームと機会をできるだけ多く提供するよう努めています。シュナイダーエレクトリックは、SE.com および APC.com の Web サイトを通じて無料のホワイト ペーパーとツールを提供することで、業界と有益な洞察を共有し続けています。現在、200 を超えるホワイト ペーパーが利用可能です。