ネットワーク屋がみるスマートファクトリー · 2019-07-01 · Business Network.jp/...

ネットワーク屋がみるスマートファクトリー

システム営業第1本部

営業第2部

1© 2019 MARUBUN CORPORATION

アジェンダ

1. スマートファクトリとは

2. ネットワーク技術から紐解くスマートファクトリ

3. まとめ


Smart Factory


ヒストリー

1784

工場の出現

⚫ 機械化

⚫ 蒸気・水力

1969

⚫ オートメーション

⚫ IT・コンピュータ技術

工場自動化

Today

スマートファクトリ

1870

⚫ 大量生産

⚫ 電力エネルギー

生産ライン化

でも何がスマート？

実現にはどんな技術必要?

”工場のスマート化” ⇒ 劇的な生産性革新

4

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2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

The Cambrian Explosion Data

収集されるが、整理・活用されないデータも爆発的に増加

Exabyte

Structured Data

Unstructured Data

整理・活用されるデータ

整理・活用されてないデータ

増加するデータ

5

スマートファクトリーを定義

出展：経済産業省中部経済産業局

モノづくりの”スマート化”を定義

レベル(発展段階)と各課題の洗い出し

スマート化レベル = データ活用レベル

レベル 3蓄積した知見・ノウハウ、構築したモデルによる

将来予測を基に最適な制御・実行ができる

データによる制御・最適化

レベル２膨大な情報を分析・学習し目的に寄与する因子の抽出や事業のモデル化や将来予測

データによる分析・予測

スマート化の目的

レベル１有益な情報を見極めて収集して状態を見える化し、得られた気づきを知見・ノウハウとして蓄積できる

データの収集・蓄積

データの利活用

収集分析制御・最適化

6

収集されるデータとは？

ヒト・機械・工場全体稼働・動作・生産データ

現場アプリケーション

センサー・制御システム等の現場データの有効活用

7

結局ネットワーク化が鍵

スマートファクトリの実現

収集され増え続けるデータを最適に活用

“リソースの最適化” = “ネットワーク”が大事

8

ネットワークで紐解くスマートファクトリー

スマートファクトリーネットワーク×

9


機器間のネットワーク

10


工場全体のネットワーク

11

機器間のネットワーク



スマートファクトリー x ネットワーク

12参考：Webリソース



TSN タイムセンシティブネットワーク


汎用型専用型

Modbus TCP EtherNet/IP PROFINET EtherCAT CC-Link IE

初版の制定年 1999年 2000年 2001年 2003年 2007年

標準化団体 MODBUS-IDA ODVAPROFIBUS&PROFINET

International

EtherCATTechnology

GroupCC-Link協会

主導する企業SchneiderElectric

RockwellAutomation

SiemensBackhoff

Automation三菱電機


参考：https://businessnetwork.jp/tabid/65/artid/5543/page/2/Default.aspx

産業 x Ethernet

産業用Ethernet レイヤーにより独自に発展、標準化団体多数


出展：https://businessnetwork.jp/tabid/65/artid/5543/page/2/Default.aspx

Ethernetの”標準規格化”、”遅延“ ”タイミング”同期が鍵

産業 x Ethernet

各レイヤーでの異なる技術規格タイミング・クリティカル

© 2019 MARUBUN CORPORATION

Time Sensitive Network

産業 × Ethernetに適する規格

堅牢化・パケット優先制御

タイミングクリティカル対応

ネットワーク規格の共通化

Ethernet x 産業にはTime Sensitive Network

© 2019 MARUBUN CORPORATION


TSNと一言でいっても規格が複数存在

TSN 関連規格



TSNの複数規格試験に対応したテスト・プラットフォーム

TSN 関連規格の適合試験


TSN：時刻同期試験

マスターエンド・ステーション試験エンド・ステーション試験

ブリッジ・リレー試験






プライべートLTE ・ローカル5G


プライベートLTE・ローカル5G

アプリケーション

鉄道、私鉄、地下鉄空港、航空

Connected Car (C-V2X)鉱山電力、ガスプラント製造、運輸、エネルギー、建設、医療など

自営モバイルネットワークとは

LTE・5G技術の特長を生かし、エンタープライズ・クリティカルシステム市場様々なネットワーク形態で自営通信設備構築

⚫ 単一プラットフォーム化 ⇒ 生産性を向上

⚫ 高度化技術を享受

- パケット優先制御 / セキュリティ強化 / SLAの担保

資料：Nokia様資料より

産業関連への適用が注目をあびる


東芝、スマート工場サービス事業化ローカル５Ｇ活用― サービス事業に乗り出す

日刊工業新聞 2019.5.17

総務省が自営5G向け28GHz帯の「割当方針案」Business Network.jp/ 2019.4.2

ローカル5G展開も視野、NECが新ネットワーク事業「NEC Smart Connectivity」を立ち上げ

Business Network.jp/ 2019.4.24

ニュース動向

多様な応用が利点でもあり欠点でもある5G、普及の起爆剤は「ローカル5G」日経Xテック/ 2019.4.

NTT東西、ローカル5Gへの参入意向示すBusiness Network.jp/ 2019.4.2

ローカル5G注目度UP ⇒ 総務省の方針詰まり、各社動き出す

Existing3.5GHz

Docomo 100 MHz

KDDI100MHz

Rakuten100MHz

Softbank100MHz

KDDI100MHz

Docomo100MHz

Rakuten400MHz

Docomo400MHz

KDDI400MHz

Softbank400MHz

27.0G 27.4G 27.8G 28.2G 29.1G 29.5G

3.50 3.60 3.70 3.80 3.90 4.00 4.10 4.50 4.60

ローカル5G向け周波数策定

ローカル5G検討

ローカル5G検討

ローカル5G向け周波数割当ても方針決定

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3.7 GHz - 4.5GHz for 5G NR

28GHz for 5G NR


スマートファクトリーへのローカル5G検討

出展：日経新聞：https://www.nikkei.com/article/DGXMZO40154080X10C19A1X30000/

工場や作業現場に「ローカル5G」安全性高く

機器を通信で結ぶ「スマートファクトリー」だ。

ローカル5Gを使って機器情報をリアルタイムで収集し、作業の効率化を図る。地域限定の周波数を用いることで「データが外に漏れない」という利点がある。

※日本経済新聞 2019.1.19 より

ローカル5Gをスマートファクトリに適応検討

25

ローカル5Gは敷地・建物ごとに導入可能

出展：ビジネスネットワークJP / 総務省HP

敷地内または工場内へのローカル5G化が検討

26

どうやって構築するか？

ローカル5Gは敷地・建物ごとに導入可能

27

Athonet社のSWコアは世界No.1の相互接続実績

モバイル・コアネットワークはソフトウェアで実現

コアネットワークソフトウェア化

LTEの構成例

28

クラウド・オンプレミス両環境対応

オンプレミスクラウド

導入用途、環境に合わせ、柔軟にプライベートLTEまたはローカル5Gを構築

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プライベートLTE / ローカル5Gの構築

30

プラグ・アンド・プレイによるプライベートLTEの構築

プライベートLTE / ローカル5Gの構築


無線伝搬シミュレーション

屋内・屋外の両方に対応したLTE / 5Gシミュレーションが可能


無線ネットワーク品質測定

RFスキャナでプライベートLTEやローカル5Gの品質測定

33

まとめ

タイムセンシティブネットワーク

⚫ Ethernet化 + タイミングクリティカルに最適な規格

⚫ TSNの規格は複数、試験の重要性

ローカル5G 導入

⚫ ローカル5G構築のソフトウェアコア

⚫ 無線計画はプランニングツールで計画的に

⚫ 無線品質測定にはRFスキャナ

スマートファクトリ実現へネットワーク要素技術で貢献したい

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無線品質測定

スマートファクトリーを実現する要素技術

ロボティクス・センシング

工場内・機器間ネットワーク

自営LTE・ローカル5G

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