産業用 PC での IoT アプリケーションの実行

産業オートメーションのシナリオでは、産業用PC (IPC) 上の IoT アプリケーションが主流になりつつあります。IPC は、あらゆる種類のインターフェースを備えた頑丈な筐体に従来型の PC で構成された汎用コンピューティングデバイスです。この共通アーキテクチャにより、デスクトップやクラウドコンピューティングの世界に存在する広大なソフトウェアエコシステム (アプリ) を産業アプリケーションのシナリオに導入することができます。このような汎用的な機能こそが、産業用途での IPC の活用を非常に魅力的なものにしているのです。IoT ソリューションにおける産業用PCは基本的な構成要素であり、オートメーション機器のあらゆる種類の高度な機能を可能にします。

エッジでの産業用PCの代表的な用途は次のとおりです。

• マシンの HMI オペレーション
• ロボットトレーニングソフトウェア
• センサー構成
• PLC プログラミング
• データ変換
• AI 搭載スマートビジョン
• カスタムビルドアプリケーション

アプリケーションハブとしての産業用PC

IPCはあらゆる種類のアプリケーションの実行に使用でき、この点では携帯電話と非常によく似ています。また、携帯電話がアプリストアを使用してデバイスにアプリをインストールするのと同じように、ほとんどの IoT プラットフォームには何らかのアプリストアも付属しています。IoT プラットフォームは、各 IPC 上で動作するエージェントソフトウェアを使用してデバイスを制御します。このエージェントは、IoT アプリストアからアプリをリモートでインストールし、産業用 PC 上のアプリケーションを監視できます。

産業用PC上のアプリケーションがネイティブのWindowsまたはLinuxアプリの場合、ソフトウェアを使用するにはディスプレイをIPCに接続する必要があります。IPC はディスプレイなしで動作するように設計されているため、オートメーションライン全体に多数の IPC がある場合、これは面倒な作業です。幸いなことに、多くのソフトウェアパッケージには、ローカルネットワーク上のラップトップやブラウザから機能にアクセスできるウェブインターフェイスが付属しています。

しかし、モバイルアプリストアと IoT アプリストアにはいくつかの基本的な違いがあります。

重要な違いの 1 つは、IPC へのマルチユーザーアクセスが必要であることです。電話は 1 人しか使用できません。以下で説明するように、IPC 上でアプリをインストール、更新、構成、起動するには、さまざまなワーカープロファイルが必要です。

モバイルアプリストアと IoT アプリストアのもう 1 つの違いは、どちらのデバイスでもアプリを使用する方法です。モバイルアプリは主にユーザーとの直接のやり取りに使用されますが、IPC 上のアプリは通常無人で実行されます。

3つ目の側面は、使用されるアプリの種類です。

産業用PCのカスタムアプリケーションと既製アプリケーション

モバイル環境では、ほとんどツイッター、インスタグラム、グーグルマップなどの既製のアプリがあります。これらは、大勢のユーザーが一般的に必要とする機能を提供します。

IoT ソリューション向けアプリ — カスタムアプリ

ただし、産業用IoT環境のユーザーは、通常、企業独自の運用状況に特化したソリューションを必要とする企業です。そのため、産業用 IoT 環境では、求められる機能はユーザーごとに大きく異なります。また、これらの IoT ソリューションは主に、さまざまなベンダーや時代が異なるカスタム機器の既存の環境にも組み込まれています（ブラウンフィールドシナリオ）。そのため、ほとんどの産業用 IoT ソリューションでは、カスタムアプリケーションロジックを作成する必要があります。

機械操作用アプリ — 既製アプリ

同時に、付属機器へのインターフェースを提供することを主な目的とするアプリもあります。低遅延で高帯域幅の通信を実現するには、多くの場合、アプリを機器の近くに配置する必要があります。実際、多くの機械ベンダーは、ユーザーが簡単にアクセスできるように、IPC を機械にあらかじめ組み込んでいます。

このクラスのアプリはカスタマイズする必要がなく、 IoT アプリストアでの配信に適しています。例には以下が含まれます。

• ロボットトレーニングまたは制御アプリケーション
• センサー設定および設定アプリケーション
• 機械の操作と監視のためのHMIアプリケーション

マシンベンダーがアプリストアを通じてソフトウェアの配布を管理している場合、無線更新メカニズム、リリース管理機能、さらにはアプリストアが提供できる使用量測定や自動請求からも自動的に恩恵を受けることができます。

産業用PCでアプリケーションを実行しているのは誰か

IPCは、PLCの管理も担当するのと同じ担当者によって運営および保守されます。これは、IPC は通常 PLC と並行して運用されるためです。統合プロジェクトでは、オートメーションエンジニアが主に IPC ハードウェアとエッジアプリケーションをそれらの IPC にインストールする責任があります。

さらに、ヒューマンマシンインターフェース（HMI）を介して日常業務でIPC機能を使用する機械オペレーターもいます。また、メンテナンスの場合は、IPC を使用してワークフローからより多くのデータを記録する外部のメンテナンス専門家がいる場合もあります。

これら3つのユーザープロファイルのうち、社内スタッフは機械オペレーターだけで、そのスタッフはIT専門家ではない可能性が高いです。そのためには、ITの専門家でなくてもIPCソフトウェアを使用できるようにし、堅牢で使いやすいユーザーエクスペリエンスを提供する必要があります。さらに、このソリューションでは、社内のユーザーがオートメーションハードウェアの変更に合わせて調整を行えるようにする必要があります。これには、ハードウェアを追加してソリューションを簡単に拡張できる機能も含まれます。

カスタム IoT ソリューションにおける産業用PC

産業用IoTソリューションは通常、2つのコンポーネントで構成されます。

1. マシンの近くに設置され、センサーやPLCと配線されたIPCハードウェア。
2. これらの産業用PCで実行されているアプリケーション。

専用の IPC ハードウェアの導入は簡単な作業で、比較的短時間で完了できます。ただし、ソフトウェアの場合、通常の出発点は、日常業務の処理に忙しい社内の自動化と運用の専門家からなるチームであることが特徴です。彼らには、ソリューションに必要なプログラミング言語で IoT 機能を実装するだけの時間と専門知識がほとんどありません。

リモートデバイスやアプリ管理、無線アップデートなどの多くのタスクは、どの IoT ソリューションにも共通しています。これらは IPC 上で実行されることが期待される機能には依存しません。これらのタスクは IoT プラットフォームで処理できるため、特に実装する必要はありません。必要な機能の主要部分を実装するために、企業は外部の自動化専門家に相談することがよくあります。

これらの外部コンサルタントは、ソリューションのカスタムコードを作成できます。このコードは Git リポジトリにあるため、通常他のユーザーがこれ以上調整できるように現実的にアクセスすることはできません。しかし、ソリューションを存続させるためには、IPC ソフトウェアは定期的に調整や改善を行う必要があります。

産業用PCアプリケーションの長期運用の成功

ソリューションを社内で正常に運用するには、企業がソリューションを完全に管理し、所有権を持つ必要があります。これには、外部の専門家が構築したコードベースも含まれます。

IoT プラットフォームは、社内スタッフと外部スタッフをつなぐ架け橋となる必要があります。

社内でコードベースを維持するには、理想的には、IoT プラットフォームがプラットフォーム内のコードベースも管理する方法を提供する必要があります。このソリューションは、プラットフォームのアプリストアで使いやすいアプリとして提供されている必要があります。そのため、内部ユーザーは、接続された各 IPC 上でアプリケーションを自分でインストール/アンインストール、起動/停止、パラメータ化できます。企業がさらに支援を必要とする場合、社内事業者は開発者アクセス権限を社外の専門家に再度譲渡し、長期的なIoT戦略に向けた開発パートナーシップを成功させ続けることができます。

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