エッジ コンピューティング プラットフォームを使用したHMI/SCADAの迅速な近代化と信頼性の最大化

エッジ コンピューティング のプラットフォームを活用し、HMI/SCADA ソリューションを迅速に近代化し、信頼性を最大化する。

従来のHMI/SCADAアーキテクチャは、近代的なオートメーションと制御の出現以来、長年にわたって存在し、ユーザーにプラントや施設を操作する機能を提供してきました。しかし、デジタル・トランスフォーメーションが急速に進む中、より良い、より速い、より安いソリューションへの要求が高まっています。ここで、時には良いだけでは十分ではありません。

組織がどのように活用しているのかを見てみましょう。 エッジ コンピューティングを搭載し、HMI/SCADAソリューションを迅速に近代化し、信頼性を最大化します。

エッジコンピューティングとは

ガートナー社は 、エッジ コンピューティング 、情報処理が、モノや人がその情報を生産または消費するエッジ の近くに位置する分散コンピューティング・トポロジーの一部であると定義しています。

ガートナーでは、エッジ コンピューティング の下に複数のレベルがあることを明らかにしています。

• デバイスエッジ – PLC、DCS、その他の組み込み制御システムがある場所です。
• ゲートウェイエッジ – コントローラーを接続するゲートウェイを設置する場所です。
• コンピューティングエッジ – これはエッジ サーバーとその他のプラントフロアの監視・制御装置で構成されています。
• 地方・地域データセンターエッジ – マイクロデータセンターと制御室の設備があるところ
• 一元化されたクラウドとグローバルデータセンター – コマンドセンターとエンタープライズソリューションがここにある

つまり、Gartnerエッジ コンピューティング のトポロジーは、産業用制御システム向けのPurdue Modelのエッジ バージョンということになります。Gartnerエッジ のトポロジーとPurdue Modelを組み合わせることで、デバイスゲートウェイやコンピュートエッジ からエンタープライズまでのエッジ ポートフォリオ全体を完全に把握することができる。

ガートナー社のトポロジーとパデュー社のモデルの比較

なぜ、エッジ コンピューティング が重要なのでしょうか？

HMIとSCADAソリューションを迅速に近代化し、信頼性を最大化するためにエッジ を活用する方法を理解するために、まず、オートメーションと制御システムにHMIとSCADAを導入または運用する際にエンジニアが直面するトップ3の課題についてお話します。

課題1：レガシーシステムと時代遅れのマニュアルプロセス

デジタルトランスフォーメーションの旅に乗り出す企業が増えるにつれ、デジタル化への要求も高まっています。とはいえ、レガシーシステムや古いプロセス、マニュアル化されたプロセスを持つ組織にとって、デジタルトランスフォーメーションへの移行は困難なことかもしれません。オートメーションと制御の分野では、多くのお客様が、より多くのデバイスに接続し、より正確な読み取りを行い、その情報を知識に変えることに関心を寄せています。このようなお客様は、エッジ のすべてのソリューションを企業に統合することを望んでいます。また、どこにいても、非常に異なる有用なフォーマットでその知識にアクセスできるようにすることを望んでいます。

課題2：バラバラの自動化の島

時間の経過とともに、制御システムは老朽化し、拡張やアップグレードによってさらにノードが追加され、ユーザーはHMI/SCADA、Historian、MES、APM、高度なアプリケーション、およびエンジニアリング用の複数のコンピュータ、つまりオートメーションの島をばらばらにしたままになっています。その結果、メンテナンスと運用が困難な複数のサイロ化したノードが発生します。

課題3：計画外のダウンタイム

OTの専門家なら誰でも知っているように、生産環境において計画外のダウンタイムは容認できない。計画外ダウンタイムは非常にコストがかかり、場合によっては財産の破壊を引き起こすこともあります。

これらの課題を解決するにはどうしたらいいのでしょうか？その答えがエッジ コンピューティング

スイッチは簡単です。従来のアーキテクチャの既存のコンピューターとサーバーを、単一の、フォールトトレラントまたはハイ可用性 エッジ コンピューティング プラットフォームに置き換える。

妥協のないコンピューティングデバイスのメリット

OT環境では、管理が簡単で信頼性が高く、OTチームが容易にサービスできるシステムが必要です。

StratusztC エッジは、商用サーバーとは異なり、産業環境に導入するために設計された妥協のないコンピューティングデバイスを提供します。遠隔地や危険な環境でも動作し、クラス I ディビジョン 2 認証を受けています。これは、機械および/またはプロセス領域でローカル制御と監視を提供するコンピューティングデバイスです。さらに、UPS、DCS、PLC、その他の制御機器と同じ制御盤に設置することができます。

内蔵の仮想化機能を活用する

Stratusエッジ コンピューティング プラットフォームは、仮想化と冗長化の両方を内蔵しています。これにより、企業はより少ないリソースでより多くのことを行い、自動化を実現し加速させることができます。これは、組織が HMI や SCADA デバイスを遠隔地や危険な場所に設置し、インフラストラクチャのセットアップと保守を支援する IT 専門家が限られている、またはいない場合に特に重要です。また、内蔵の仮想化 機能により、複数のHMIやSCADAソフトウェアと、Historian、MES、バッチ、資産パフォーマンス、エンジニアリング、プログラミングなどの他の高度なソフトウェアを1つのデバイスに統合することができます（従来は複数のコンピュータにインストールされていたアプリケーションを統合）。

エッジでサイバーセキュリティを実現する。

エッジ コンピューティング プラットフォームは、以下のようなセキュリティ機能を内蔵しているため、サイバー攻撃やその他の外部からの攻撃から保護することができます：

• IPアドレスやドメイン名をブラックリストまたはホワイトリストに登録できるホストベースのファイアウォール。
• マルウェアの拡散を防止するUSBポートを制限しています。
• 特定のユーザーやグループに権限を与えるロールベースのアクセスコントロール
• 安全な通信プロトコル、サイバー攻撃防止に役立つトラステッド・ブート

冗長性を持たせる。ダウンタイムを防ぐ。

より信頼性の高い最新の HMI や SCADA システムを提供するための最善かつ最もシンプルな方法の 1 つは、冗長機能を内蔵したエッジ コンピューティング プラットフォームを使用することです。冗長機能を内蔵したエッジ プラットフォームは、単にダウンタイムから回復するだけでなく、計画外のダウンタイムの発生を防ぐ真の高可用性 機能を備えています。さらに、実装が難しいクラスタ化ソリューションをセットアップする必要がなく、追加のソフトウェア・ライセンスを購入する必要がないため、コストを節約できます。

HMIおよびSCADAソリューションにおいて、エッジ コンピューティング プラットフォームを使用する利点について説明します。

ワークロードの統合

エッジ コンピューティング では、複数の物理的な資産を、より高度で仮想化された単一のエッジ コンピュータやサーバーに統合することができます。導入するデバイスの数が少なければ、保守・運用するデバイスの数も少なくなり、パネルスペースや配線も少なくて済みます。また、すべてのソフトウェア資産は、冗長性と工業的な堅牢性を備えた単一のデバイスエッジ で利用できます。さらに、1台のデバイスで、GMP、バリデーション、規制を必要とする業界におけるソリューションの導入が容易になります。

オペレーショナル・レジリエンス

ソフトウェアは、その上で動作するプラットフォームがあってこそ、その良さが発揮されます。ミッションクリティカルなアプリケーションには、計画外のダウンタイムを防ぎ、冗長性を確保し、導入が容易なプラットフォームが必要です。過酷な環境（温度、振動、湿度、Class I Division 2）に設置できる堅牢なエッジ プラットフォーム、PLC、ドライブ、その他の制御機器と一緒に制御盤に設置できるプラットフォーム、サイバー攻撃から制御インフラを保護できるプラットフォームが必要です。

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