RAMI 4.0:3次元のリファレンスアーキテクチャモデル

概要

インダストリー 4.0のリファレンスアーキテクチャモデル(RAMI 4.0)  

インダストリー 4.0のリファレンスアーキテクチャモデル(RAMI 4.0)

  • 先進的な考えを持つインダストリー 4.0プロジェクトのリファレンスアーキテクチャモデル(RAMI 4.0)がHannover Messe 2015で発表されました。
  • 複雑であまりなじみのない3次元表現であることから、RAMI 4.0を使用するのはちょっとした挑戦になるかもしれません。

アプリケーション

RAMI 4.0のオートメーションピラミッド  

RAMI 4.0に拡張したオートメーションピラミッド

VDI/VDE-GMA 7.21 Industrie 4.0技術委員会の用語集では、リファレンスモデルは一般に応用でき特定のモデルを導き出すことができるモデルと定義されています。

テクノロジ分野にはこの例が多数あります。最も有名なのは7つのレイヤを持つISO/OSIモデルで、ネットワークプロトコルのリファレンスモデルとして使用されます。このようなモデルを使用するメリットは各レイヤで提供される機能とレイヤ間で定義されているインターフェースを共通して理解できることです。

RAMI 4.0はアプリケーションの主要分野である産業製造に焦点をあてて開発されました。対象となるのは個別生産からプロセステクノロジまでです。産業生産では、先進的な考えを持つインダストリー 4.0プロジェクトとインダストリアルインターネットコンソーシアム(IIC)の幅広いIoT(モノのインターネット化)アプローチを区別することに焦点を当てています。

ソリューション

RAMI 4.0のロールベースの表示  

RAMI 4.0のロールベースの表示

アーキテクチャモデルには3次元表現が必要です。RAMI 4.0の3つの軸は、インターネットでつながる製造システムの階層レベル、システムと製品のライフサイクル、インダストリー 4.0コンポーネントのIT構造を表しています。階層レベルは基本的にオートメーションピラミッドのレイヤと同じです。

システムと製品のライフサイクルおよび対応するバリューチェーンの記述はIEC 62890の草稿をベースにしており、タイプとインスタンスを区別しています。開発プロセスの中の数回のフェーズでで製品のタイプが分かります。タイプが確定すると特定の製品バージョンが発表されます。次にシステムは連続生産用に発表されたタイプをベースにして、タイプのインスタンスである製品を製造します。部品の製造中止や改良で製品を変更することが必要になることもあります。変更が確定して発表されるとタイプが変更され製造工程に新製品のバージョンとして導入されます。

プロセスチェーンで生成されたデータはこのときすでにデジタル形式で幅広く利用されています。データは次にPLMおよびERPシステムで処理されます。個別製品を製造するため、顧客から作成者に提供されたデータはインスタンスを電子的に作成するためにITシステムにおいて適切にインスタンスに対応する形式で保存できなければなりません。このデータはインスタンスの全サイクルで使用できる必要があり、関連するタイプにリンクづけられます。

インダストリー 4.0コンポーネントのIT構造は縦軸に6つのレイヤで表示されます。レイヤは相互に重なっています。レイヤはビジネスプロセス、機能説明、データマッパ、QoSを含む通信動作、統合レイヤを通じたアセットのリンクを表示するのに役立ちます。アセットレイヤには部品、機器、システム、ケーブルなどの物理的な側面以外に開発プロセスのデータも含まれます。

生産中に生成されるデータや時には特定のインスタンスに対するカスタム指定のデータもアセットと見なされます。すべてのインダストリー 4.0コンポーネントは明確に識別できることから、すべてのアセットを分類することでさらに広範囲なアセット管理が実現されます。このシナリオで製造システムの脅威分析も簡単に実施できます。脅威分析はITのセキュリティを確保するために必要です。

まとめ

インダストリー 4.0では、従来の産業通信システムはどこに当てはまり、将来的に役割が変更されるのだろうかと考えるユーザーが多くいます。

アセット(フィールドデバイスなど)がそうであったようにプロトコルも統合通信レイヤ(PROFINETなど)を通じて組み込まれていることに注目すべきです。インダストリー 4.0コンポーネントと関連する管理シェルをさらに改良することで、2016年にはインダストリー 4.0に準拠した通信と情報表示が開始され、テストアプリケーションでテストされるようになります。

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