日本OPC協議会マーケティング部会部会長岡実オムロン株 …jiia.org/wp-content/themes/jiia/pdf/report2020_02.pdfJIIAセミナー『スマートファクトリーに向けて』

JIIAセミナー『スマートファクトリーに向けて』

2020年8月25日

日本OPC協議会

マーケティング部会部会長

岡実(オムロン株式会社)

Copyright © 2020, OPC Council Japan, All Rights Reserved


2019年04月11日https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1904/11/news066.html

https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1904/11/news066.html

https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1904/11/news066.html


2019年08月5日


Who are we? – 自己紹介、日本OPC協議会の紹介

What’s about OPC UA? – OPC UA ってなに？

Why OPC UA? - なぜ OPC UA？

What’s New? - OPC UA 最新トピックと事例

まとめ


岡実 (Minoru OKA)

「高度11m」担当

IoTプロフェッショナルコーディネーター

日本OPC協議会マーケティング部会部会長 (2019年～)

所属：オムロン株式会社PLC・産業用コントローラの商品企画特に、製造現場のIoT化によるモノづくり革新に関心


FMS（マシニングセンタ）

作業ステーション

スタッカークレーン

パレットチェンジャー

タブレット

タブレット

情報端末

位置情報ビーコン

稼働情報収集サーバー位置情報収集サーバー

SCADAによる可視化

制御情報層・リアルタイムモニタリング・分析

ワークセンタースケジューラー情報層

・生産計画・実行制御・予実管理

PLM基幹システム

・リソース管理・設計データ・レシピ

サーバー

ERP ・受発注システム・MRP・設計データ・レシピ・図面 CAD/CAM

MES機能

マシニング

自動倉庫（部品）

制御

情報処理

L1

L2

L3

L4

収集

分析活用

IEC62264(ISA95)製造システムの階層

日常生活社会活動

環境変化産業活動

10,000m

10m

L0

https://www.youtube.com/watch?v=AyueO4Yr1Yw

https://www.youtube.com/watch?v=AyueO4Yr1Yw

The Industrial Interoperability StandardTM


OPC FoundationScottsdale, Arizona

OPC EuropeGermany

OPC JapanTokyo

OPC ChinaBeijing

OPC Korea 2018

ビジョン

◦ センサーからエンタープライズまで、産業オートメーションの安全で信頼性のある相互運用

◦ マルチベンダー、マルチプラットフォーム、マルチドメイン

グローバル組織

◦ 非営利団体

◦ オートメーション市場、IT市場の会社

◦ 国際標準 IEC62541

10

会員数: 737社(2019/12/12現在)

440

550

630

737

2016 2017 2018 2019


日本でのOPCの普及・推進を、国内のコンソーシアム、標準化団体、フォーラム、政府などと連携しながら進めています。

発足: 1996年

会員数：59社 (2020/8/1現在)

https://jp.opcfoundation.org/

相互接続テスト IOP(9月)

展示会 IIFES（11月)

OPC Day(12月)

記事投稿・講演活動

2019年度主な活動

https://jp.opcfoundation.org/

⚫ OPC UA

オープン仕様、国際標準(IEC62541)

⚫ コード通信スタック： C# / Java / ANSI C オープンソース著作権:企業会員(RCL) その他(GPLv2)

知財権:会員は、OPCのIPポリシーにバインドされる。

⚫ 開発用ツールサンプルアプリケーション、ライブラリ、テスト用ツール

企業会員は無料。その他の会員は内容により、有償提供、無償提供、非公開。

• 相互接続試験（Interoperability Test)

企業会員のみ

• 認証テスト企業会員は費用半額割引





What’s New? - OPC UA 最新トピックと事例

まとめ


画像：いらすとや

https://www.irasutoya.com/


15

社会基盤

社会インフラ食品デジタル機器

“世界を豊かにする” 産業のIoT化で、さらに豊かな世界へ

自動車

モータリゼーション通信革命豊かな食生活







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0

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9

OPC UA A B

Google Trend キーワード検索数 (2010年～2019年5月)

フィールドネットA

フィールドネットB


OPC UAは

インダストリ4.0を実現する

ための推奨規格

RAMI4.0

(2015年4月1日)


IIC Industrie4.0 Made in China2025 Japan IVI

Korea MII3.0


0 20 40 60 80 100

ロシア

インド

スペイン

日本

フランス

イタリア

オランダ

デンマーク

チェコ

ベルギー

スウェーデン

シンガポール

台湾

韓国

フィンランド

ノルウェー

スイス

オーストリア

ドイツ

Google Trend キーワード検索数 (2010年～2019年5月)

欧州を中心に、アジア各地域でも関心が高まっています。

●●

●

●

●

ITEI が OPC Foundation を助けて、OPC UA (IEC 62541) を中国の国内標準GB/T 33863に変換。

ITEI と OPC Foundation が協力して、OPC製品の準拠をテストする OPC China Test Labを設立。


1st World Interoperability Conference @ ハノーバメッセ2019

Copyright © 2020, OPC Council Japan, All Rights Reserved1st World Interoperability Conference @ ハノーバメッセ2019

35の業界団体が”OPC UAとのコラボレーション”だけをテーマに参画。

350名を超える参加者


設計エンジニアリング

業界分野

コンソーシアム

エネルギーファクトリーオートメーション

フィールドネットワーク

プロセスオートメーション

The Industrial Interoperability Standard

50を超える業界団体と”コラボレーション”が進んでいます。


業界を代表するようなユーザ企業のOPC Foundation加入が続いています。


ユーザ会員の例

“OPC Foundationの会員になることで、アセットへのセキュアで標準的な情報やインターフェースを提供するOPC UAコンパニオン仕様のような、来るべきキーテクノロジーへの迅速な情報が保証できます。” Michael Schweiger, フォルクスワーゲン




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第四次産業革命 OPC UA

Google Trend キーワード検索数 @ 日本(2011年～2019年11月)

OPC Day Japan参加者数

OPC Day 2018 in 東京の様子

OPC Day 2020

2020/12/10 (予定)

194

Operational

Technology

Information

Technology

I

T

Utilized

活用する

Communicated

伝える

Secured

安全にConnected

つなげる

The Industrial

Interoperability StandardTM

I

T

接続相互接続

日経メカニカル誌に見るオートメーション、ネットワークのトレンド (1984-1994)

MAP (1984)

CIM (1986)Ethernet (1994)

OPC Classic (1996)

OPC UA (2008)

相互運用(インターオペラビリティ)

OLE for Process Control

OLE for Process Control Open Platform Communications

I

T

DATA TABLE 5

WORD0 = 0x5128

WORD1 = 1111000010101001

WORD2

WORD3

…

WORD255

?

?

0102 82

DB5 DW0

= 0x5128

- ドキュメント化に多大な労力- ベンダ毎にパラメータが異なる- 人間が理解するために努力している

従来(Before): データが交換される

I

T

あなたは誰?

わたしはR2-D2

私を2階に持ち上げてくれ

る? あなたの重さは?

あなたは何ができる

の?私は搬送・穴あけ・切

断ができます

200 kg

OK, さぁ始めましょ

う!

今後(After): 意味がつたわる


プリンタや、ワイヤレスヘッドセットのように産業機器や機械が使える

小型軽量

商品価値で差異化

ハイレゾ

音質

高速

両面印刷

低価格

簡単

Bluetooth

USB

LAN

「ワタシはヘッドセット」「ワタシはプリンタ」


文法だけでなく、文脈（コンテクスト) も大切です。

ママ・パパ


センサを例に


情報の構造や意味が伝えやすくなり、情報の活用も容易となります。また情報やインタフェースの標準化にも役立ちます。

デバイス機械・装置工場・製造ライン

ON/OFF受光量

動作中・待機中メンテ必要

進捗率、稼働率、良品率消費電力


アプリケーション認証

ユーザ認証

利用者の妥当性

- Username & Password

- WS-Security Token

- X.509 V3

ユーザ認可

アクセス制御

- Access Level

- Write Mask

- Executable

利用環境の妥当性

- Application Instance Certificate

FIC001.SV=50.00

Write: FIC001.SV=50.00

メッセージ認証

認証と認可

完全性と機密性

ドイツ情報セキュリティ庁(BSI)におけるOPC UAセキュリティの分析報告(2017年4月)


ビジョンの実現価値の輪を拡げる

モデル定義基盤（Meta Model）の確立

基本モデル構成要素（Built-in Information Model）の定義

拡張モデルの拡充◦ 協調領域（Companion Information Model）

◦ 競争領域（Vender Specific Extensions）

情報を表すための規則

共通で利用する情報

業種に特化した情報

企業独自の情報

OPC UA 基本サービスBasic rules for exposing information with OPC UA

OPC UA 情報モデルBase, DA, AC, HA, Prog, DI

ベンダ固有の拡張モデル

コンパニオン情報モデルPLCopen, ADI, FDI, FDT, BACnet, MDIS, ISA95,

AutomationML, MTConnect, AutoID, VDW,

IEC 61850/61400, ODVA/Sercos and more coming

OPC UA 基本サービスBasic rules for exposing information with OPC UA

OPC UA 情報モデルBase, DA, AC, HA, Prog, DI

ベンダ固有の拡張モデル

コンパニオン情報モデルPLCopen, ADI, FDI, FDT, BACnet, MDIS, ISA95,

AutomationML, MTConnect, AutoID, VDW,

IEC 61850/61400, ODVA/Sercos and more coming

"コラボレーション（collaboration）

“共に働く，協力するの意味で，共演，合作，共同作業，利的協力を指す言葉” (出所: ウィキペディア)

OPCが適用される市場・業界団体と協力し適用するための仕様（コンパニオン仕様）

適用事例（ユースケース）や適用のためのガイドライン

を創出する。

50を越える団体とコラボレーションを進めている

4つご紹介します。

PLCopen

EUROMAP

Umati

HKI

最も早く取り組んだコラボレーションの１つ。

●提供価値

PLCの国際標準規格IEC61131-3と、

OPC UA (IEC62541)を連携させ、

特定のベンダやプラットフォームに依存せずに、

PLCが持つ情報をMESなどの上位システムに提供できる。

2006年 OPC-Fから協業を提案

2008年ジョイントワーキンググループ設立

2010年コンパニオン仕様 V1.0公開


機械と上位のITシステム、周辺機器をつなぐ標準インタフェース

OPC UAをコミュニケーションプラットフォームとして採用

出典:MONOist

安全で信頼性の高い、産業用通信の標準規格OPC-UAを搭載し、射出成形機とMES（製造実行システム）間の通信規定であるEuromap77や、全ての機器で共用できるObjectTypeを規定したEuromap83に標準で対応

OPC UA対応射出成形機 OPC UA対応工作機

70社・110台の工作機の相互接続デモ (2019年9月, EMO Hannover)

日本の工作機械メーカ 7社が参加。

出典:infoPLC

VDMA VDMA |

Chances and challenges of

OPC UA Companion

Specifications– Experiences from plastics and

rubber machinery

| Dr. Harald Weber

Dr. Harald Weber

Technology and Innovation

VDMA Plastics and Rubber Machinery

Director Technical Commission

EUROMAP

[email protected]

OPC Day Japan 2019 (2019年12月12日) 講演より

VDMA

EUROMAPとは?

| Dr. Harald Weber

1964年に設立

欧州のプラスチック・ゴム用加工機械業界を傘下にもつ組織で、全世界で約40%の製

品、そのうちの輸出が50%のボリュームを占める。

EUROMAP は、プラスチック・ゴム用の業界におけるコアとなる機械類を製造してい

る、およそ1000の会社を代表している。

(前工程、加工、後行程)

メンバーの協会は、オーストリア、フランス、ドイツ、イタリア、ルクセンブルク、ス

ペイン、スイス、トルコ、イギリスに所在する。

活動

» 技術推奨

» マーケット情報

» 展示のサポート

VDMA

挑戦: Please no data salad! （意訳：データのごちゃまぜを止めて）

| Dr. Harald Weber

VDMA

変化: 特定のユースケースに対応した、構造化されたデータ - モデル

| Dr. Harald Weber

BaseObjectType

IMM_MES_InterfaceType

MachineInformationMachineInformationType

(Defined in EUROMAP 83)

MachineConfigurationMachineConfigurationType


MachineMESConfigurationMachineMESConfigurationType


MachineStatusMachineStatusType


MachineMESStatusMachineMESStatusType


InjectionUnits InjectionUnitsType

MouldsMouldsType


PowerUnitsPowerUnitsType


JobsJobsType


ProductionDatasetManagementProductionDatasetManagementType


0:NodeVersion

InjectionUnit_<Nr> InjectionUnitType

Index

BarrelId

IsPresent

InProduction

ScrewId

ScrewDiameter

ScrewVolume

TemperatureZonesTemperatureZonesType


DeviceSet

(Defined in OPC UA DI)

IMM_<Manufacturer>_<SerialNumber> LogbookEventType

CycleParametersEventType

GeneratesEvent

VDMA

挑戦: The射出成型機

| Dr. Harald Weber

Ima

ge

so

urc

e: K

rau

ssM

aff

ei

Some 10K €

Some 1M €

全てに対応する1つのインターフェース‼

VDMA

挑戦: 複数のプロジェクト参照： www.euromap.org/i40

| Dr. Harald Weber

EUROMAP 77 (Release) → OPC 40077 (RC)

»射出成型機とMESのインターフェース

EUROMAP 79 (under development)

»射出成型機とロボットのインターフェース

»リアルタイムが必要!

EUROMAP 83 (Release) → OPC 40083 (RC: Release

Candidate)

»一般的な型情報の定義 (General Type definitions)

EUROMAP 82 (Part 1 Release, Part 2+3 RC) → OPC 40082 (RC)

»周辺デバイスとのインターフェース (温度制御、ホットランナー、…)

EUROMAP 84 (RC) → OPC 40084 (RC)

»押出成形 (ラインとコンポーネント)

EUROMAP 86 (準備中)

»マテリアルサプライシステム

VDMA

挑戦: 適切なシステム境界を選定する→モジュラー構造が有効

| Dr. Harald Weber

Main extruder Co extruder Die

Line status

MES

Haul-off

Main extruder

with line controlCo extruder Die

MES

Haul-off

84.2

84.3

84.3 84.7

84.4

Main extruder Co extruder Die

MES

Line control

Haul-off

84.2-x

(84.3)

(84.3) (84.7)

(84.4)

84.2-x

(84.4)

(84.7)(84.3)

A

B

C

VDMA

挑戦: 全体的なコンセプトへの統合

| Dr. Harald Weber

OPC UA Specification (IEC 62541)Companion Specification for

Device Integration

Companion Specification for MachineryIndustry

generic

Branch

generic

Application

specific

CS for Plastics and

rubber machines

EUROMAP 83

CS for

RoboticsCS for

Machine Vision

EUROMAP 77(Injection moulding machines – MES)

EUROMAP 79

(IMM – Robots)…

…

Te

ch

no

log

yIn

form

atio

n

CS for

Machine Vision

VDMA

挑戦/好機: 国際パートナーとの協力

| Dr. Harald Weber

→ジョイントワーキンググループ „OPC UA for plastics and rubber machinery“


• 業務用厨房機器 13 種類の情報モデルを策定

• コーヒーメーカー• オーブン• フライパン• 揚げ物機• 湯沸かし器

●●

• 2019/3 最終ドラフト(RC)が会員に公開

自分で確認する → テストツール

みんなで確認する → IOP

専門機関が確認する → 認証テスト

本当に安心できる製品を使ってシステムを構築することができるように

Compliance Test Tool (CTT)• 規格適合テストを自動実行• テストレポートを生成• OPC-F Corporate会員は無料で使える。

OPC製品を各ベンダーが持ち寄って、実際に接続試験を行ないます。

年に1回 (日本、北米、欧州)

Corporate会員のみ参加可能。

結果は非公開。開発中の製品でも参加可能。

IOP Asia 2019の様子

IOP (インターオペラビリティワークショップ)

OPC UA製品

接続組み合わせ数

2021年度

2021年6月 3日間

(予定、東京にて)

Without

Certification◦ 投資への不安

テストの精度が分からない

相互運用性が担保できない

信頼性が見積れない

使用性が分からない

◦ 運用への不安予期しないシステム停止

事故による人的傷害

法的責任

規制遵守

With Certification◦ 信頼できるOPCの技術

ISOに準拠した運営

仕様に準拠

安定した品質を確保

予期した振る舞いを担保

◦ OPC認証の優位性相互運用性を担保

基準製品（5社）によるテスト

実運用レベルの品質

連続稼働テスト（72時間）

負荷テスト（資源の枯渇）

耐障害性テスト（発生・復帰）

安心？





What’s New? – 具体事例と最新トピック

まとめ


出光興産は2019年8月13日、複数の製油所や事業所で構成される大規模生産システムの主要通信方式として「OPC UA」を採用したことを発表した。

出典:MONOist


グローバルで標準化でき、将来性もある基盤としてOPC UAの採用を開始

↗↗Before: 製造拠点毎に仕組みが異なる

(M&Aなどの背景で)

To:仕組みや指標を標準化へ

※図はイメージです。


医薬装置のデータインテグリティ対応を容易に (データ改ざんの防止)

OPC UA

OPC UA

OPC UA

OPC UA

OPC UA

OPC UA

品質トレーサビリティ

MES

アンスクランブル

充填キャッピングラベリング

梱包

パレタイジング

※図はイメージです。

洗浄・乾燥滅菌

サイバーセキュリティへの備え

情報提供: 名古屋工業大学

ミニプラントを用いたOPC UAセキュリティ実証実験


I/O PLC またはゲートウェイ機器

既に導入されている工作機械の稼動情報

を、PLCで制御されている周辺装置の情報

や、電力・温度などの稼働環境の情報と合

わせて収集・見える化。


Field Level Communicationsイニシアティブ

(FLC)


IT / OT 間の通信

クラウドとの接続・連携

セキュアなリモート接続

OT内の通信

コントローラ間

コントローラとフィールド機器間

ワイヤレス(5G)との統合

将来への布石


Field Level Communications イニシアティブ設立メンバー

（2018年11月ドイツにて)


コントローラ

OPC UA PubSub

Publisher

Subscriber

コントローラ

OPC UA PubSub

Subscriber

Publisher

TSNネットワーク

TSNスイッチ

周期的, 同格のtime sliced traffic

fix max, lengthmessages

scheduledtraffic

Configuration:+ 正確な時刻同期+ メッセージスケジューリング


ロボット

PLC

IO

ロボットIO

IO

TSN

PLC ロボット

TSN TSN

フィールドバス

各軸

フィールドバス


OPC UA紹介パンフレット (日本語版) https://jp.opcfoundation.org/resources/brochures/

MONOist 連載 “OPC UA最新技術解説”

OPC UA 開発用参考書「OPCアプリケーション開発入門～ OPC DA から OPC UAまで～」

OPC UA in YouTube 日本OPC協議会チャネル OPC Foundationチャネル

開発キット in GitHub https://github.com/OPCFoundation

https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/series/13984/

https://jp.opcfoundation.org/resources/brochures/

https://github.com/OPCFoundation

https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/series/13984/


YouTube日本OPC協議会チャンネル

Twitter日本OPC協議会

LinkedIn日本OPC協議会ページ

背景

適性

実態

将来性

Why ?

✓つなげる

✓つたえる

✓安全に

The Industrial Interoperability Standard


日本OPC協議会https://jp.opcfoundation.org


【幹事会員】10会員

アズビル株式会社、三菱日立パワーシステムズ株式会社、オムロン株式会社、三菱電機株式会社、東芝インフラシステムズ株式会社横河電機株式会社、日本マイクロソフト株式会社、ルネサスエレクトロニクス株式会社、富士電機株式会社、エヌ・ティ・ティ・コミュニケーションズ株式会社

【一般会員】49会員

Appendix: 日本OPC協議会会員一覧 (2020/8/1 現在)

株式会社ICS研究所株式会社iData株式会社アナザーウェアウェリンテック・ジャパン株式会社株式会社エム・システム技研システム事業部エムティティ株式会社エンドレスハウザージャパン株式会社OSIsoft ジャパン株式会社オークマ株式会社株式会社オフィスエフエイ・コム株式会社キャトックスPTCジャパン株式会社GEインテリジェント・プラットフォームス株式会社シーメンス株式会社ジェイティエンジニアリング株式会社株式会社ジェイテクトシュナイダーエレクトリック（旧株式会社デジタル）シュナイダーエレクトリックソフトウェア株式会社創源ソフティングインダストリアルオートメーション

株式会社たけびしダッソーシステムズ株式会社株式会社椿本チエイン株式会社DTS東京電機産業株式会社日本ナショナルインスツルメンツ株式会社株式会社ニコン日本テクノ・ラボ株式会社ハーティング株式会社ハネウェルジャパン株式会社B&R Industrial Automation株式会社株式会社日立製作所株式会社日立ハイテクソリューションズファナック株式会社フェニックスコンタクト株式会社株式会社Puerto富士アイティ株式会社ベッコフオートメーション株式会社株式会社牧野フライス製作所株式会社ミマキエンジニアリング

村田機械株式会社株式会社明電舎メタウォーター株式会社株式会社安川電機横河ソリューションサービス株式会社ロックウェルオートメーションジャパン株式会社株式会社ロボティクスウェア株式会社ワイ・デー・ケー

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