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計装Cube23
OPC−UAがXML対応であること知ってる?
装置計装での生産管理との連携を目的に,OPC,OPCセキュリティ

2007/3
キーワード「バーチャルシアタ/OPC/装置計装」


今回は,バーチャルシアターをCube23に転用しちゃいました。


登場人物
業界ニュースキャスタ 小田 薫
ものづくりコンサルタント 大沢

小田「製造業界では,OPC-UAが話題になっているのですが,OPC-UAが作り出す世界とはどのような世界なのでしょうか?」

大沢「PAからFAに至るまでの生産システムから,生産計画管理,電子ドキュメントまでを含むMES(Manufacturing Execution System)までをつなげる世界が実現できるのと,組み込みシステムの装置から必要となる情報を取り出す世界まで,このOPC-UAでつなげることが可能なのです。」

小田「では,まず,生産システムから生産計画管理までをつなげるというところから,お話頂けますでしょうか?」

大沢「OPCというとPAの世界だけの話だと思われている方が多いと思いますが,生産システムでの自動化では,ON/OFFのデジタルのデータから,計測量や制御量のアナログ量を示すデータを取り合いすることから始まっています。所謂,OPC-DA(Data Access)ですね。それからアラーム・イベント・データとしてのOPC-A&E(Alert/Alarm and Event)がそれに当たります。そのデータ形式は,PAでもFAでも自動制御で行っている世界では同じなのですね。つまり,違いは無い。だから,PAでもFAでも使えるOPCなのです。」

小田「でも,PAでOPCはメジャーでもFAでは違うと言う方もいますけど。」

大沢「それは,ベンダの都合なのです。OPCを考え出した人達は,PAの世界の技術者が多かったことから,PAのベンダは積極的にOPCを受け入れてきたのです。FAのベンダは,自分有利に動きたいのですから自社制御製品がマスタコントロールでありたい世界を独占したい訳ですから,OPCを心情的には拒否して来たところがあるのではないでしょうか。ユーザにとっては,デジタル信号とアナログ信号のデータをネットワーク上で扱うのですから,区別することそのものがおかしい訳です。」

小田「そういえば,PAとFAでは,データの構造が違う訳ではないですね。」

大沢「ところが,生産システムから生産計画までの間はとなると,生産情報や計画情報や実績情報と言うことになって,データの塊になります。その中には,異なる構造仕様のデータが組み合わさって構成しているものが多くなります。」

小田「なるほど,日付や品種や生産量や使用条件や素材情報など複数のデータ仕様の構造体を扱ったデータ授受になりますね。」

大沢「今まで,生産計画は,製品受注情報や素材獲得情報や工場設備情報など生産に関わる様々な情報を考慮して,実際に生産する予定表を作成しなおして生産実行するというのが多い世界ですから,つながることは,いろんな仕事が可能になります。段取り替えの時間短縮や段取り替えした直後のトラブル削減など改善できることが多くなります。」

小田「電子ドキュメントの世界まで構築できるというのは,どういうことでしょうか?」

大沢「工場の中はもちろん,工場と生産技術センターや製品開発センターとの間では,紙によるドキュメントや生産システムが持つデータ・ロガーから見られるトレンドデータ情報などが,仕事上では関係しているのですが,連携は人の手でされている訳です。しかし,人の手でされているのですからミスもあるし,製品の品質のばらつきや製品の生産に関わる原価を見ようとしても,リアルには見られない訳です。今は,CSVファイルにしたもので,必要となるデータ・情報を集めて回り,別々のデータファイルを別々に開けて見て見るしかない訳です。つまり,MESの世界に生産システムのリアルな見ることができないのが実情ですね。しかも,タイムスタンプは異なっているので,課題によっては訴求限界が出てくる訳です。例えば品質のばらつき改善をしなければならない時に,生産システムと手元のデータ解析ツールとをつなげる場合,日付や品種やロット番号や素材条件などを条件に該当するデータを生産システムのロガーシステムにリクエストし,該当データをもらうことになります。設備保全の改善を行う場合,指定設備の指定時間の指定ポイント・データをもらうことになるわけです。そのインターフェースの取り合いにOPC-UAを採用して実際のオントロジーに対応したインターフェースが可能となります。」

小田「組み込みシステムにおけるOPC-UAについては,いかがでしょうか?」

大沢「組み込みシステムでは,装置計装という言葉が最近,言われるようになりました。」

小田「装置計装ですか?」

大沢「はい。今までは,組み込みシステムや装置については,装置ベンダや組み込みシステムベンダが各性能や品質を競ってきた世界がありますが,生産稼動効率を要求され,生産原価をコントロールしていく為にも,生産工程ごとに並んだ装置間を製品や部品が流れていく交通整理も含め,生産計画に基づいたロット管理も踏まえた生産現場を考えた場合,装置計装という考え方を持ち込むことが考えられます。その管理系と装置や組み込みシステムをつなげるにも,構造化された最小データの塊を単位とし,授受していくことを考えると,OPC-UAが合っているということになります。」

小田「OPC-UAは,どのような基本構造を持つのでしょうか?」

大沢「OPC-UAの構造は,様々な組み合わせが可能なのですが,基本形の例を挙げるとすれば,OPC-DAとOPC-A&EとOPC-COMANDを組み合わせたものですね。それをXML形式で定義して,授受する訳です。もちろん,XML形式で取り合いするセキュリティでです。」

小田「基本形以外には,どのようなものが,考えられるのでしょうか?」

大沢「電子ドキュメントで扱うものとしては,ドキュメントに連携させたいデータをクライアント側からサーバ側へ要求して,サーバ側がそれに応える方法ですから,データはヒストリカル・データ(記録されている時間指定された範囲の指定ポイントの生データ),トレンド・データ(時間指定と指定ポイントのデータを分析の為に表示加工されたデータ),機器に関連の情報,CADデータなど欲しいデータの構造となるでしょう。
   組み込みシステムやデバイスとの取り合いでは,OPC-COMAND(機器ID情報,データ・ポイント・タグ情報,レシピ・データなど関連情報),OPC-DA(バリューデータ,レンジ情報など),OPC-A&E(アラーム・イベント情報),自己診断指令や自己診断結果情報,稼動履歴情報などが組み合わさったデータ構造が考えられるでしょう。」

小田「OPC-UAのインターフェースを作ろうとした場合,どうしたらよいのでしょうか?」

大沢「まずは,日本OPC協議会の会員になることですね。そこの技術部会に参加して,インターフェースを作成して,日本OPC協議会主催の相互接続テストに参加して,OPCロゴをもらって,ということになります。」

小田「日本OPC協議会の会員にならないで,OPC−UAのインターフェースの情報を入手して,作ることはできないのでしょうか?」

大沢「OPCの仕様を作成するのに,関わるベンダの特許技術が含まれております。で,OPC-Foundationの会員は,OPC製品を作ることで,その関連特許のパテント料を支払うことなく使用することができます。ですが,OPC-Foundationの会員でない企業や人が,OPC製品を作って使用した場合は,OPCを作るのに関連するパテントの特許侵害ということで,特許権利を持つ企業から訴えられても仕方ないということになってきております。特に,XMLを扱った特許関係は,各企業が多く出していることもあって,特許が出されていないところを探すことそのものが困難な状況にあることから,これは重要な問題となってきます。OPC-Foundationの会員になってOPCとして使用している方が得策と考えることも必要かもしれません。
そこをよく考えて,OPC-Foundationに入る方が良いかどうかを判断するべきときでしょうね。」

小田「なるほど。『お金を出さないで,勉強はできない。まずは,参加してみなさい。特許関係の面倒も入っていれば特典がありますよ。』ということですね。最後に,OPCのセキュリティについてお伺いしたいのですが。」

大沢「OPC−Foundationで出しているのは,OPCのプロトコル仕様とそのサンプルプログラムですから,セキュリティは,各ベンダが責任を持って対応することになります。もちろん,DCOMを使用すればDCOMのセキュリティに依存する部分も出てきます。最近では,TCP/IPレベルで取り合いできるOPCまで出てきています。」

小田「本日は,ありがとうございました。」


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