オートメーションワールドのコンテンツDirector 兼編集責任者であるデビッド・グリーンフィールドは最近、Stratus 事業開発担当シニアDirector であるアリック・プロストと最高技術責任者のジョン・ビセンテと会い、エッジコンピューティングの導入状況、エンドユーザーにとっての考慮事項、デジタルトランスフォーメーションの旅におけるエッジコンピューティングの今後の道筋について話し合いました。彼らの洞察を聞くには、以下のポッドキャストをチェックしてください。
どこから始めるか (2:03)
産業用PCと仮想化によるエッジコンピューティング (3:27)
エッジコンピューティングをシステムインテグレーターと一緒に導入するか、社内で導入するか？(4:40)
エッジコンピューティングの運用上の利点 (7:17)
メーカーにとってのメリット (8:08)
デプロイプロセス (9:29)
エッジコンピューティングと従来の自動化と制御 (11:37)
予知保全のためのエッジコンピューティング (16:36)
高可用性とフォールトトレランス (18:09)
OEM にとってのエッジコンピューティングのメリット (19:52)
リモート操作とセキュリティ (22:25)
製造業とエッジコンピューティングの最新トレンド (24:53)
Automation WorldのコンテンツDirector /編集長、デビッド・グリーンフィールド： Automation Worldの「質問への回答を得る」ポッドキャストへようこそ。このポッドキャストでは、業界の専門家と交流して、産業用オートメーション技術について必要な回答を得ます。オートメーション・ワールドのコンテンツ担当Director、デビッド・グリーンフィールドです。このエピソードで回答する質問は、エッジコンピューティングを効果的に実装する方法です。
現在、エッジコンピューティングは、現場に高レベルのデータストレージと分析機能をもたらし、機器へのリモートアクセスにセキュリティを提供し、機器へのリモートアクセスにセキュリティを提供し、機器に関するより良い洞察を通じてダウンタイムを削減し、さらに仮想マシンを導入してオンサイトのコンピューティングリソースを削減し、運用上のバックアップを可能にするなど、さまざまな理由で過去数年間多くの注目を集めてきたトピックです。このように多くの機能があるため、エッジコンピューティングテクノロジーに関するエンドユーザーや OEM の質問が多いのは当然のことです。だからこそ、今日、OEM および VAR プログラムのシニアDirector であるアリック・プロストと、Stratus テクノロジーズのChief Technology Officer ジョン・ヴィンセンテが加わりました。現在、エッジコンピューティングとは何かを説明する非常に多くの情報が入手可能になり、automationworld.comおよびstratus.comのWebサイトで多くの情報にアクセスできます。このエピソードでは、エッジコンピューティングの実際の実装に焦点を当てたいと思います。それでは、いくつかの基本から始めましょう。
デビッド: エリック、ご存知のように、製造業者や加工会社は、エッジコンピューティング技術の採用を検討する際に、どこから始めればよいのでしょうか。つまり、エッジコンピューティングがどこにメリットをもたらすことができるかを判断するために、機器や運用をどのように見直すべきかということです。
Stratus 事業開発担当シニアDirector、アリック・プロスト： すべてに言えることですが、おそらく戦略を立てることはここから始めるのに最適な場所です。これらの戦略は、さまざまな方法で実装できます。[リーダー] は、[エッジ] コンピューティングを、デジタルトランスフォーメーションのために実行したい大規模なプロジェクトの一部として、または小規模なフェーズで実行できるものとして考え、その観点からどの方向に進むかを決定できます。必ずコスト/ベネフィット分析を行い、ROIを確認する必要があります。どのようなアプリケーションを実行したいのか、どのような目標を達成したいのかという観点から考えることができます。シンクライアントのようなアプリケーションを選び、HMIソフトウェアや制御ソフトウェア、ヒストリアン、分析、サイバーセキュリティなど、エッジコンピューティングでできることはほぼ無限大です。そのため、達成したいことという観点から考えると、まずどの分野を選ぶのが最適かを考える必要があります。段階的に行う場合は、より価値の高い領域、より迅速な返品対象領域を探し、エッジコンピュータ上の仮想化に置き換えることができる産業用PCクラスタを検討することから始めるのが最適です。
デビッド: では、産業用PCクラスターをエッジコンピューター上の仮想化に置き換えるプロセスを説明すると、これはどのように行われるのでしょうか。そして、実際にはどのように機能するのでしょうか？
Stratus CTO ジョン・ビセンテ、CTO: 確かに、デイブ、アリックが話していた正式な使用法やアクティビティのカテゴリは、ワークロード統合と呼ばれています。簡単に言うと、多数の PC または物理的な資産を統合して、たとえば 1 つの機能またはアプリケーションを実行することです。そして、それを少数の高度な仮想エッジコンピューターまたはサーバーに統合することになります。これにより、運用コストと資本支出コストの削減の両方が可能になります。物理的スプロールと呼ばれる現象は、これらの資産とそのライフサイクルを管理するためにより多くのリソースを必要とします。コンセプトはそれほど新しいものではありません。エンタープライズクラウドや電気通信業界で見たことがありますが、産業用IoT分野での機会の観点からは、今やますます定着しつつあります。
デビッド: アリックさん、設備や運用を見直すこのプロセスは、システムインテグレーターやコンサルタントなどの外部組織を外部委託するものなのか、それとも社内のオペレーターやエンジニアと一緒に簡単にできるものなのか？
アリック: それは現在のスタッフの能力、全体的なデジタルトランスフォーメーション戦略、そしてある程度持っている機器によって異なります。特定のメーカーの経験、ターゲット市場での経験に基づいて、さまざまなエッジコンピューターが開発されています。重要なのは、特定の顧客が何を求めているのかを理解していることです。製造環境では、OTプロフェッショナルを念頭に置いて開発されたものが大きなアドバンテージになる可能性があります。
これらの環境には、さまざまな業種や業界に見られるような IT タイプのリソースがないためです。顧客向けの初期戦略の策定と、その戦略の後の初期設計を支援できる、非常に優れたソリューションビルダーやシステムインテグレーターが多数存在します。
そして、目標が決まったら、プラント内の現在のアーキテクチャの観点からソリューションを設計するのを手伝ってくれます。システムインテグレーターは、アーキテクチャ内の潜在的な落とし穴や強みを認識し、それを中心にソリューションを形作るのが本当に得意です。そのため、このような産業環境で日々働いている彼らの経験は、確かに顧客の利点を活用したものになり得ます。
デビッド: それで、ジョン、ほとんどのメーカー、つまりエッジコンピューティングの専門知識をまだ社内にあまり持っていないメーカーに当てはまると思いますか？最大の利益を得るには、インテグレーターと協力するのが賢明だと思いますか？
ジョン: ほとんどのメーカーがそうだと思いますが、実際には、アリックが前に話したように、彼らはこれをより広範なデジタルトランスフォーメーションの取り組みの一環と見なさなければなりません。そのため、実際にどのような特定のスキルセットをソリューションビルダーやインテグレーターに任せたいかという点には注意が必要です。しかし同時に、これらの企業のほとんどにとって、これは道のりでもあります。そして問題は、彼らがデジタルトランスフォーメーションの取り組みの一環として本当にどのような専門知識を社内に持ち込み、それらのスキルと専門知識を自社の従業員の中で開発したいのかという点です。つまり、両方の組み合わせですが、繰り返しになりますが、実際にはこれをより広範なイニシアチブと見なすことが重要です。それが重要なポイントです。
デビッド: 理解しました、説明してくれてありがとう。いいえ。Aric さん、ここまでお話ししてきたレビューと評価の初期段階で、具体的な運用上のメリットを確実に判断したり、予測したりできるでしょうか？
アリック: そうですね。多くのお客様が、ROIを判断し、導入するテクノロジーを決定するために使用する社内ツールがあります。また、一般的な顧客は、特定のアプリケーションを使用することでこれだけの利点または利益が得られると考えています。そして、私たちの会社であるStratus も、業界内や当社がサービスを提供してきたお客様に見られる一般的な特徴を利用して、このような予測とポジショニングに役立つツールをいくつか開発しました。ROIを大まかに見て、どれだけ早く達成できるかを次に示します。そして、これらは私たちがその起源だと信じている分野です。
David: これらのツールが製造業やプロセス業界のお客様にどのように役立ったか、例を挙げていただけますか？
アリック: 確かに、海洋用途から製薬、金属成形、石油・ガスまで、幅広い顧客がいます。つまり、ディスクリート型からプロセスタイプの顧客まで、さまざまなタイプの顧客がいます。エッジコンピューティングを活用してメンテナンスコストを削減しました。機械学習や、ハードウェアが製造環境向けに設計されている場合はハードウェアに組み込まれている可能性のある予測メンテナンスを活用しています。前述の質問の 1 つである John が先に説明したようにワークロードの統合を行い、オンマシンアーキテクチャを利用してレイテンシーを削減し、プラットフォームのOTへの対応性を活用してデプロイ時間の節約を実現しました。これは、各デプロイメントで8時間を節約できると言われるほどです。これは、ハードウェアのOTフレンドリーな性質により、1日かけてインストールするのにかかる時間に相当します。考えてみてください。これは、試運転や導入に費やす必要のない時間のコスト削減だけではありません。最終顧客の生産量が1日以上増加する可能性もあります。
David: エッジコンピューティングが自分にメリットをもたらす可能性のある分野をユーザーが特定したら、導入プロセスの次のステップは何でしょうか？
アリック: 手っ取り早い答えは、すでに持っているスキルセットを使って社内でできるのか、それともパートナーが必要なのかを判断することです。その戦略の一環として、多くの大手メーカーは、新しい資産の統合を継続的に統合できるような機器の仕様も策定しています。彼らは現在のデジタル環境に賛同しています。そのため、これらの仕様書は、工場に導入する機器を提供するすべてのベンダーに渡すことができ、デジタルトランスフォーメーション戦略のさらなる開発を支援しているインテグレーターや企業が理解できるようになります。
David: 先ほどおっしゃった仕様について、また特に小規模なメーカーがエッジ実装戦略の一環としてこれをどのように自社で開発できるかについて、いくつかの洞察を教えていただけますか？
アリック: たとえば、工場内のキーマシンやエリアを1つ選び、UIを改善したいと考えているとします。あるいは、それが一般的な目標であり、それを達成するためにどのようなアプリケーションを実行したいかを決定し、機械学習パートナーを選んだり、Webで調査したり、Stratus さまざまな企業について話したりすることができたとします。協力しているパートナーが数社あり、提案できるパートナーがいくつかあり、どのような分野でも対応できるようにしています。ですから、彼らがどのようにやりたいかを決めるので、そのような会話ができれば幸いです。そして、前に説明したように、「ねえ、社内でできるか」、それともパートナーが必要かを判断し、その分野での経験を持つインテグレーターパートナーを選び、その特定の業務に精通した [パートナーを選ぶ] ことが次のステップとして最適です。
デビッド: ジョン、エッジコンピューティングは従来の自動化と制御のアーキテクチャを特定の方法で変えていると思いますか？
ジョン: 確かに、エッジコンピューティングという用語を見ると、広義の用語です。しかし、今日の移行環境で見られる価値の高い用途として考えられるのは、前に説明した仮想化テクノロジーとコンテナ化テクノロジーを活用したワークロード統合は、コスト削減に役立つだけでなく、自動化と制御環境にアプローチするための新しく革新的な方法も提供しているということです。そして、これらの多くは、ITまたはクラウド業界でお話ししましたが、これまでも話題になっています。また、エッジ分析、AI、サイバーセキュリティ、フォールトトレランス、高可用性などのサービス管理の進歩などのソリューションを提供する新興プロバイダーも数多くあります。ご存知のように、私たちはそのことでよく知られています。
さまざまなアプリケーションがあり、IT業界ではかなり進化し成熟してきたシステム管理機能が、これまで見たことのない方法で自動化制御環境に導入され始めています。そして、エンタープライズクラウドまたは通信業界。
長期的には、より確定的な要件や安全性の要件、はるかに厳しい信頼性要件が存在するラストマイルの制御環境は避けられません。最終的には、最新のソフトウェアハードウェア機能が、タイムクリティカルな安全性、クリティカルおよび関連アプリケーション、その他の例（長期的には5G、人工知能、ブロックチェーン）などに対応するようになり、エッジで何ができるかという点で、スケーリングの観点からはより大きな効果をもたらすでしょう。コンピューティングと自動化および制御環境。
ここには、すでに利用可能なものを活用できる移行期間が必ずあります。そして、これらのより広範囲にわたるテクノロジーは、現在私たちが目にしているものや現在のアーキテクチャに少し混乱をもたらすでしょう。
デビッド: 説明してくれてありがとう、ジョン。このポッドキャストの紹介で、エッジコンピューティングがデータ集約と分析機能でいかによく知られているかを述べました。Aric さん、これまで関わってきたユーザーエンドユーザープロジェクトで何ができるかについて、いくつか例を挙げていただけますか？
アリック: 間違いなく、データ収集と分析は、ほぼすべての顧客で行われているデジタル変革の取り組みの中心です。現在、これらのお客様は、ベンチマークやゴールデンバッチと比較して本番環境のパフォーマンスを開発して理解したいと考えているようで、環境のすべての関連部分からのデータが必要かどうかを調べたいと考えています。その中には、もちろんエッジだけでなく、メンテナンスに関わる要素、プロセス全体にわたって利用されている消耗品、エネルギー使用量、サプライチェーン全体、タイミングなども含まれます。これらの決定や方程式に影響するオペレーター変数を見てきました。それぞれが [このデータ] によってますます拡張され、作成しなければならないこれらのモデルに組み込まれています。これにより、物事を比較してゴールデンバッチを特定し、現在の運用環境をそのゴールデンバッチと比較することができます。
David: 運用の観点から見ると、エッジコンピューティングは運用やエンジニアリングの観点から何かを変えるのでしょうか？予知保全 (環境によってはモバイルアラートやモバイルモニタリングが受けられること) が、ユーザーは実際に行ってトラブルシューティングを行ったり、環境内で起きていることの一部を変更したりしたいと考えていますか?
アリック: それはそれほど頻繁には見られません。でも、今は工場に何人入れられるかという制限や、新型コロナウイルスの影響でそういうことを考えている人が多いと思います。ヘルスアラートを受け取り、障害が発生する前にいつ障害が発生するかを把握し、何か障害が発生しても本番環境で問題が発生しないように冗長性を確保します。また、自動スイッチオーバーが可能で、障害が発生したユニットでホットスワップを実行できるため、プロセス全体を通してボトルネックを特定できることはすべて、運用上の大きな利点です。
デビッド: さて、説明してくれてありがとう、アリック。ここで注意しておきたいのは、予知保全についておっしゃっていましたが、多くのメーカーが事後対応型から予防型メンテナンスプロセスに移行し始めたばかりであることを考えると、これは多くのメーカーにとって大きな飛躍です。では、エッジコンピューティングがメーカーが予知保全を進めるのにどのように役立つかについて詳しく説明していただけますか？
アリック: 確かに、たとえばStratus プラットフォームでは、希望するパラメータの範囲外で何かが動き始めているかどうかを確認できる分析が行われています。また、冗長構成もあります。つまり、この予知保全がハードウェアに組み込まれているわけです。しかし、機械学習の例もあります。エッジデバイスに読み込んで、物事がこれまでのように機能していないことを識別し始めることができるソフトウェアもあります。
これをマシン上で行うことで、フィルタリングされたデータや生データだけをどこかのクラウドやサーバーに送信し、それを処理して分析し、あらゆる分析を行い、ソフトウェアで実行し、プラントにプッシュバックするという遅延の問題が解消されます。これには時間がかかり、問題が発生する可能性があります。また、レイテンシーの問題が発生しても、マシンにはないものがロードされているにもかかわらず、気付かず、ダウンタイムイベントが発生する可能性があります。こうしたパターンやパターン認識のほか、予知保全が真に有利になるためには、資産上に存在することが重要になります。
David: 自動切り替え機能を備えた冗長性、ホットスワップ可能な障害ユニット、ボトルネックの特定などの用語です。それらはすべて、今日のこれまでの議論で言及されてきました。ジョン、これについてもう少し説明してもらえますか？
ジョン: 確かに、広義的には高可用性であり、Stratus フォールトトレラント、高可用性ソリューションです。当社のソフトウェアベースとハードウェアベースの機能はどちらも、高可用性またはフォールトトレランスを提供するように設計されていますが、ここで重要なのはデータの損失がないことです。また、冗長構成では、プライマリデバイスに障害が発生するとセカンダリデバイスに切り替わり、そのセカンダリデバイスがプライマリになり、週24日、7日体制のリモートモニタリングが行われます。交換プロセスは基本的に自律的に行われ、交換デバイスは数日以内に自動的に配送されます。
不良プライマリが交換されたら、ホットスワップするだけで済みます。ダウンタイムは発生せず、新しい代替デバイスがインストールされます。スイッチオーバーが発生します。自動的に認識できるだけでなく、自動的に同期されるため、以前と同じ状態、完全な冗長性、高可用性の状況に戻ります。これが、耐障害性と高可用性の両面でStratus 実際によく知っている一般的な機能です。
デビッド：わかりました。アリック、戻って今日お話しした内容の多くはエンドユーザーの視点からのものです。OEMとVARに重点を置いていることを考えると、OEMについてはどうでしょうか。これらのグループはどうですか？販売する機器にエッジコンピューティングを適用するOEMにとって、今日ここで説明した展開と実装のポイントはどのように変わりましたか？
アリック: 確かに、今日、多くのOEMがエッジとインダストリー4.0の機能を開発し、自社の機器に搭載しています。これは、自社にとってのメリットを見つけ、エンドユーザーが求めているものや機能を提供し、より多くのプロジェクトを獲得し、さらにはマシンに高いプレミアムを請求するためです。すでに説明したように、設計と導入は時間とともに向上し、エンドカスタマーにアフターマーケットサービスを提供できるようになりました。
そのアフターマーケットサービスの面では、新型コロナウイルス感染症の影響を考慮して、多くのエンドユーザーがこれらのサービスのアウトソーシングを求め、検討しています。しかし、世の中で行われているメンテナンスや予知保全よりも、得意なことに集中できることも重要です。こうしたアウトソーシングを検討しているOEMは、自社の機器の専門家であるため、アウトソーシングを提供できる独自の立場にあります。そして、おそらくユーザーのプラント環境でも試運転を行ったのでしょう。そのため、Stratus ように、どちらかのサービスが組み込まれているサービスを検討する必要があります。ztC Edge を販売すると、ヘルスモニタリングを例にとり、「わかりました、その機器に問題を引き起こす可能性のある何かが起こっていることはわかっています」と言えるようになります。近い将来、エンドユーザーに通知して料金を請求できるようになりました。そうすれば、エンドユーザーにその情報を提供し、UIをより高いレベルに保ち、プラントの稼働を維持し、マシンを設置して販売した後も生産量を増やすことができます。そこで彼らは引き続きそこに価値を提供し、エンドユーザーはそれを求めています。OEMは、これらすべてを自社のマシンに組み込み、これらすべての戦略を検討する中で、競合他社に対してはるかに多くのプロジェクトを勝ち取ることができる能力があれば、ある意味で自社を位置づけます。
David: ここではアフターマーケットサービスの話題に戻りますが、特にこの1年間に確認したのは、新型コロナウイルスの影響で、アフターマーケットサービスアプリケーションにリモートアクセステクノロジーを採用する傾向が確実に現れていることです。しかし、一部の業種、特に消費者向けパッケージ商品では、たとえ製造元のOEMが製造したとしても、外部組織が生産設備にリモートアクセスできるようにすることには、依然として大きな抵抗があります。それを考えると、ジョン、 エッジコンピューティングによってアフターマーケットサービスのリモートアクセスが可能になったことで、慎重なメーカーにとってリモート接続がより受け入れやすいものになったという側面はありますか？
ジョン: きっとあるよ。ご存知のとおり、まず第一に、これらの企業がサイバーセキュリティモデルと戦略を策定することが重要です。このモデルでは、データやアプリアルゴリズムを保護するだけでなく、環境内で信頼できる通信とコンピューティング機能を確立することもできます。このような厳格な認証、アクセス制御、承認に加えて、基本的に、IT部門やセキュリティ部門、またはパートナーのソリューションを通じて、いわゆるトリプルA方式が導入されています。
この産業環境に実際に新しいアプローチを導入している企業はたくさんあります。具体的には、Stratus では、厳格なセキュリティ開発ライフサイクルプロセスと製品の開発方法を採用しています。これには、プラットフォームセキュリティ、ホストベースのファイアウォール（ユーザーがIPアドレス、ドメイン名、プロトコル、レポートをブラックリストまたはホワイトリストに登録できるようにする）、USBポートを制限して実質的に不正アクセスを防ぐ、強化されたパスワード管理によるロールベースのアクセス制御、Active Directory統合（環境内で採用している場合はActive Directory統合）などが含まれます。もちろん、Stratus デバイス間で送信されるすべてのデータは、デバイスからの通信と、デバイスにアクセスしている他のソースとの間の安全で暗号化されたチャネルでなければなりません。そしてもちろん、セキュア・トラステッド・ブートにより、起動時にブートローダー BIOS デバイス・ドライバーと OS ファイルに署名して検証済みであることが保証されます。つまり、デバイスを根本的に保護するために私たちが行っていることは、デバイスのセキュリティという観点からエンドユーザーにある程度の安心感を与えることで、本質的にメーカーにとってより受け入れやすいものにすることができるか、そうあるべきです。
David: ここでお話しした内容を要約すると、今日の産業のデジタルトランスフォーメーションに関連して、エッジコンピューティングが製造・加工産業にもたらす重要な価値は何だと思いますか？また、エッジテクノロジーのサプライヤーとして、それらの価値を高める可能性のあるトレンドが短期的に見られるものはありますか？
ジョン: 何よりもまず、コストの削減、明らかに利益率の向上、製品の開発について話してきましたが、統合という点では、より無駄のない柔軟な運用について話してきましたよね？現代のテクノロジーによってもたらされる明らかなイノベーションの機会は、それを企業の業務や労働力にもたらしているのです。つまり、メーカーが自社で独自のスキルを開発できるようにするためのスキルの向上や、その特定の能力に価値がないと判断した場合は、外部委託して当社またはソリューションビルダーを統合することもできます。つまり、結局のところ、これは顧客満足、顧客満足度の向上、および競争上の優位性の実現に関するものです。
ここで視野を広げてみると、COVIDの先を見渡すと、クラウドからエッジ、エッジからクラウドへの利用が今後さらに増えることは間違いありません。これは、クラウドサービスプロバイダー、通信事業者からの声です。彼らは今後より大きな役割を果たすようになり、エッジでの変革も進んでいくと思います。ITテクノロジーの観点からは、仮想化について説明してきましたが、ソフトウェアデファインドテクノロジーはより広範なサービス管理であり、これにはフォールトトレランス、システム管理、エッジ分析が含まれます。AI は今後2年間でさらに大きく登場すると思います。先ほどお話ししたように、サイバーセキュリティ、そしてもちろん、OPCなどのITとOT環境プロトコルを橋渡しする接続テクノロジーは、これらすべてがこの転換において主導的な役割を果たすでしょう。ジェンススペース。ですから、来年の方向性やテクノロジーの観点から、これらがより顕著に発揮されると思います。
デビッド: 興味深い。大丈夫。さて、過去数年間に見てきたように、楽しみにしていることがもっとたくさんあるように思えます。このポッドキャストに参加してくれてありがとう、アリックとジョン、そしてもちろん、すべてのリスナーに感謝します。このスペースを引き続き見てください。オートメーションワールドの今後の記事では、質問への回答を得てください。また、当社のWebサイト（www.automationworld.com）にアクセスして、最新の産業オートメーション技術の洞察、トレンド、ニュースを常に把握してください。
