何故情報モデルは必要か
情報モデルはIndustie 4.0が目指すスマートファクトリーの中心的な役割を果たします。情報モデルを導入するメリットは下記にまとめられます。
１．情報モデルは工場のデータが構造化できます。
２．情報モデルはデータをモデリング化できます。
３．情報モデルがないとデータのアクセス性能が低下しデータの一致性が保証ができません。
４．情報モデルないとFA機器がPlug and Playができません。
５．メインのFA機器だけでなく周辺機器のデータも取得可能になります。
６．FSM(Finite State Machine=有限状態機械)を実装することで工程の自動化が可能になります。
情報モデルが導入されるとデータが構造化、モデリング化されます。データを大きな構造体のスナップショットとしてとれるのでアクセス性能が向上し、データ一致性が保証されます。データの構造とアクセス方法が標準化されるのでClientはServerのIP Addressを知るだけでPlug and Playで接続できます。FSMが実装されるとServerはJob終了後にEventを発行します。Eventを受信したClientはFSMの推移に従った製造命令をMethodとしてServerにCallしますので、FA機器の遠隔操作や工場内での省人化が図れます。
VDMAの情報モデル取り組み
情報モデルは現在VDMA（機械工学産業協会）を中心として作成されています。ピンクの情報モデルはOPC UA CS Release (Candidate)、ブルーの情報モデルはOPC UA CS under development、白の情報モデルはAwareness existentというステータスを示しています。非常に広範囲での活動が続けられています。（下記の図はVDMAのプレゼンテーションから抜粋）
情報モデルの広がり
Companion Specとして一番進んでいるのがプラスチック・ゴム業界のEUROMAPです。EUROMAPは下記のように細分化され、多くの情報モデルが作成され広がることが発表されています。その他の産業分野でも今後多くの情報モデルが発表されることが予想されます。
| 分野 | EUROMAPのバージョン |
|---|---|
| プラスチック業界全体 | EUROMAP 83 |
| プラスチック成型機とMES | EUROMAP 77 |
| プラスチック成型機の周辺機器 |
EUROMAP 82.1(Temperature control devices) EUROMAP 82.2（ Hot runner devices） EUROMAP 82.3（LSR Dosing System） |
| 取出ロボット | EUROMAP 79 |
| 押出機とMES | EUROMAP 84 |
| ブロー機とMES | EUROMAP 85 |
| マテリアルサプライシステム | EUROMAP 85 |
コンサルティングの提供
Companion Indormation Modelがある場合のコンサルティング
Information Companion ModelをServerに移植し、Vendor Specific Extensions用のXMLファイルを作成するのは正直ちょっと大変な作業です。そこでEmpressはコンサルティングサービスを提供しています。情報モデルの知識がなくても情報モデルが構築できるEmpress OPC UA Convertorを使用し構築できるコンサルティングをモデル化し提供しています。
| 工程 | 説明 |
|---|---|
| 情報モデルのOPC UA Serverへの移植 | Companion Secに記載された要件をOPC UA Serverへ移植します。 |
| OPC UA 導入セミナー 1 | OPC UAのObject及びNodeモデリングに必要な基礎的な知識を説明します。 |
| OPC UA 導入セミナー 2 | CSを読むのに必要な知識を説明します。 |
| FA機器との通信 | FA機器が生成し上位に転送するデータを洗い出します。 |
| データマッピング | FA機器が生成するデータとCompanion SpecのObjectとEventとMethodのパラメータをマッピングします。Empressはエクセルフォーマットのマッピング用のシートを用意します。コンサルティングを提供しながらお客様がCSとFA機器のデータをマッピングします。これによりCSを精読しなくてもCSの概要が理解できます。 |
| 情報モデル用のテーブルの提供 | マッピングをもとにEmpressがお客様用の情報モデルデータベーステーブルを提供します。 |
| 情報モデル用のテーブルにデータを登録 | Empressが提供した情報モデル用のデータベーステーブルのアトビュートにFA機器が生成するデータをEmpress Data Collect APIを使用し登録します。情報モデル用のデータベーステーブル登録後、Empress OPC UA ConvertorがデータをOPC UAに自動的に変換します。 |
| 情報モデル用のテーブルのデータをFA機器に送信 | FA機器と情報モデル用のデータベーステーブルの双方向の通信が必要なMethodのFA機器へ通信を実装します。 |
自社モデルを構築する場合のコンサルティング
Companion Indormation Modelがなく、自社モデルを立ち上げる場合のコンサルティングも承っています。工程は下記の通りモデル化されています。
| 工程 | 工程名 | 説明 |
|---|---|---|
| １ | OPC UA 導入セミナー | OPC UAのObject及びNodeモデリングに必要な基礎的な知識を説明します。 |
| ２ | FA機器の分類 | お客様のFA機器の分類をカタログベースなどにより２段階もしくは３段階に分類して頂きます。 |
| ３ | 機能の分類 | 分類したFA機器が持つ機能を２段階もしくは３段階に分類して頂きます。 |
| ４ | データの分析 | それぞれの機能から生成されるデータの分析方法を解説します。 |
| ５ | データのモデル化 | 収集されるデータを抽象化しOPC UA Objectモデリング化する設計手法を解説します。 |
| ６ | データのNode化 | モデリングされたObjectをNode化する設計手法の説明します。 |
| ７ | AttributeとReferenceの設計 | Nodeの構成要素であるAttributeとReferenceの設計手法の説明します。 |
| ８ | EventとMethodの設計 | Event（通知）とMethod（コマンド）の設計手法の説明します。/td> |
| ９ | XMLの作成 | 設計されたNodeからXMLの作成します。 |
| 10 | OPC UA Serverのポーティング | XMLの仕様をOPC UA Serverのポーティングします。 |
| 11 | Serverへの実装 | Serverへの実装方法を紹介します。 |