既存システムの改修には、多くの特有の課題が伴います。レガシー機器を扱う場合、データ管理のための最新の戦略を計画するのは困難ですが、決して不可能ではありません。すべてのオートメーションエンジニアがグリーンフィールドプロジェクトからゼロからスタートできるわけではありません。時には、新しい設計ハードウェアを、既存の機器で溢れたシステムに統合することが課題となることもあります。この統合を効果的に行うには、設計チームはデータフロー管理を慎重に計画し、既存システムやブラウンフィールドシステムを扱う際に最もよくある落とし穴であるデータサイロ化と脆弱なインフラストラクチャを防ぐ必要があります。既存システムの課題既存システムを再設計する前に、設計・計画段階でいくつかのタスクと検討事項があります。まず、監査システムを用いて現在のインフラストラクチャを評価します。次に、データフローを評価し、データがどこに送信されているか、そしてその送信先が適切か、あるいは調整が必要かを判断します。その後、運用を継続しなければならない機密性の高い、あるいは脆弱なレガシーシステムに関連するリスクを分析し、これらのシステムがサイバー攻撃の潜在的な侵入口にならないようにセキュリティ対策を強化しますシステム監査の実行機器の交換や、新しいハードウェア、ソフトウェア、インフラストラクチャ、関連リソースへの投資を行う前に、データフロー管理システム開発の最初のステップは、システム監査を実施することです。システム監査により、設計エンジニアは既存のハードウェア、データ構造とプロトコル、そして統合における問題点を把握することができます。徹底的な監査には、アップグレードされた包括的なデータフロー管理システムの一部となるすべてのハードウェアおよびソフトウェアシステムが含まれます。プロセスの最終段階で、レガシーハードウェアの一部が新しいシステムに接続できないことが判明することほど厄介な問題はほとんどありません。特に、設計上の決定が早期に行われていれば接続できたはずなのに、そうなるのです。データは現在どこに送られているのでしょうか?既存の自動化システムは、既に何らかの形でデータを収集・保存し、生産プロセスに付加価値をもたらしている可能性が高いです。しかし、レガシーシステムは断片的に設計されていることが多く、コンポーネントは異なる時期に、異なるベンダーから追加され、パッチやアップグレードの状態も様々です。これらのシステムでは、データがどこに送信され、どのように使用されているかを把握することが重要です。これにより、新しい戦略では、各データを精査し、それが必要かどうか、別の場所に送信する必要があるかどうか、そして各データがアップグレードされた統合システムにどのように適合するかを判断できるようになります。場合によっては、データは垂直方向に流れる必要があります。これは、オペレーションフロアからITビジネスシステムへと、チェーンまたは階層を上ってデータが流れ、KPIを達成するためのより大規模な意思決定に利用されることを意味します。また、水平方向に流れる必要がある場合もあります。水平方向のフローとは、同じレベルで稼働している機械またはシステム間でデータが転送されることを指し、これによりメンテナンスを効率的にスケジュールし、ボトルネックを軽減することができます。データはどのように転送すればよいですか?既存のOT/ITにおけるデータフロー管理において最も難しい点の一つは、データ転送方法の決定です。理想的には、ハードウェアはすべてオープンプラットフォームを採用し、同じプロトコルを使用することで、すべてのコンポーネントを容易に統合できるはずです。しかし、現実ははるかに複雑です。既存のシステムでは、レガシー機器や独自仕様の機器が使用されている場合が多く、プロトコルが混在しているなどの問題があります。データ転送を統合するには、いくつかの一般的なアプローチがあります。OPC-UAは、OTハードウェアシステムとソフトウェアシステム間のデータ転送に使用できます。複雑なデータ構造やモデルに対して、プラットフォームに依存しない安全な通信手段を提供します。OPC-UAは、主にポイントツーポイントのデータ転送に使用されます。もう一つの戦略は、Message Queueing and Telemetry Transport（MQTT）を使用することです。このシステムでは、データはポイントツーポイントの通信ではなく、「パブリッシュ・アンド・サブスクライブ」モデルで処理されます。センサーはデータを生成して「パブリッシュ」し、そのデータを参照する必要があるデバイスはデータサービスに「サブスクライブ」できます。MQTTはプラットフォームに依存せず、帯域幅が狭い状況や、一部のデバイスが他のデバイスよりも頻繁にデータ更新を必要とする場合に最適です。エッジゲートウェイをレガシーハードウェアの近くに配置することで、データをMQTT形式に変換できます。これにより、レガシーハードウェアは実質的にMQTTデータパブリッシャーとなります。SQLデータベースは、データ管理によく使われるツールの一つです。複数の機械にまたがるツールメトリックなど、特定の形式のデータをアーカイブするのに最適です。問題が発生した場合は、データベースを呼び出してアーカイブデータを分析できます。SQLデータベースは長期のデータ保存に最適ですが、ストリーミングデータや迅速なプロセス制御の意思決定には推奨されません。データの構造やテンプレートが明確に定義されている場合に最も役立ちます。REST APIは、パブリッシュ/サブスクライブモデルに似たアプローチを採用しています。APIがデータをポーリングし、ユーザーに必要なデータのみを表示するオペレーターダッシュボードの作成に最適です。HTTPベースであるため、クラウドサービスとの統合が容易で、高度なカスタマイズが可能で、マルチデバイス対応も備えています。大規模なデータセットや高速ポーリングには適していませんが、メトリクスを一目で把握できます。データのルーティング、変換、フロー制御のための中央ハブとして機能するミドルウェアやDataOpsがいくつかあります。これらのソフトウェアパッケージは通常、既製品で入手可能であり、社内で開発する必要はありません。データ転送において「万能」なアプローチを見つけることではなく、組織のビジネスニーズに合わせてこれらの技術の一部またはすべてを活用することが重要です。エッジコンピューティングにおけるMQTTが基盤となる場合もありますが、SQLデータベースはマシンメトリクスのアーカイブデータを保持しています。レガシーデバイスやシステムへの不要な影響を最小限に抑える古いPLCなどのレガシーデバイスでは、ポーリングやオンボードデータ変換の高速化が不十分な場合があります。これらのシステムが工場から段階的に廃止される日が来るかもしれませんが、通常は安定しているため、交換するのではなく、そのまま稼働させ続けるのが賢明です。エッジコンピューティングを活用することで、真のメリットが得られます。エッジコンピューターはデバイスの近くに設置され、そのデータを独自のレガシーフォーマットから、はるかに統合しやすい形式に変換します。裏では、データ転送がよりクリーンで整理されたものになりますが、ユーザーインターフェース/ユーザーエクスペリエンス（UI/UX）は変更する必要はありません。ダッシュボードはそのまま使えるため、エンドユーザーに新しいソフトウェアのトレーニングを行う必要もありません。Ignition!を使えば、HMIやダッシュボードは、たとえ旧来のデバイスからでもポータブル化できます。画像はInductive Automationより提供リスクはあるものの、SCADAからデータを収集し、OPC-UAを使用してプラットフォームに依存せずにデータを処理するという方法があります。SCADAシステムへの追加負荷が既に限界に達していない限り、この方法は効果的です。また、追加のSCADAサーバーのセットアップと設定が必要になる場合もありますが、これは必ずしも障害となるわけではありませんが、考慮すべき事項です。システムの安全性の維持データフロー管理戦略を策定することで、脅威への対応をシステムに組み込むことができるため、セキュリティが強化されます。これは、レガシーシステムがこれまで攻撃を受けたことがない場合でも当てはまります。エッジコンピューティングは、レガシーデバイスを保護し、脅威とシステムの間に新たな障壁を設ける新たなセキュリティレイヤーを追加します。従来の構成では利用できなかった、安全な読み取り専用パスを提供できます。ファイアウォールとネットワークセグメンテーションを適切に活用することで、資産を保護することもできます。詳細情報最終的に、既存システム間のデータフローを統合および整理する目的は、より最適化されたビジネス上の意思決定を行うために必要な場所にデータを転送することです。システム開発はソフトウェアやハードウェアではなく、データによって推進されるべきですが、システム設計者はソフトウェアやハードウェアのいずれか、または両方の実際的な制限を回避しなければならない場合がありますエッジコンピューティングの近年の発展により、データ変換が容易になり、よりスマートで効率的なデータフロー管理戦略が実現しています。レガシーデバイスとのシステム整合性を維持しながら、新しいデータフロー管理戦略を構築する方法については、Inductive Automationのエキスパートにご相談ください。チームは統合データフロー管理システムの開発において長年の経験を有しており、お客様の工場を効率的に稼働させるためのあらゆる技術的詳細を理解するお手伝いをいたします。
