スマートファクトリー実現への道

生産現場の壁を破るOT/IT連携：スマートファクトリー実現への具体的なステップ

スマートファクトリー実現に不可欠なOT/IT連携

スマートファクトリーの実現を目指す上で、生産現場のOT（Operation Technology）と企業全体のIT（Information Technology）との連携は、避けて通れない重要な課題です。現場で収集される膨大なデータを経営や他の部門で活用するためには、OTとITの間に存在する「壁」を取り払う必要があります。この連携がスムーズに行われなければ、リアルタイムなデータ活用や全体最適な意思決定は困難となり、スマートファクトリーがもたらす真の価値を十分に引き出すことができません。

本記事では、生産技術リーダー層の皆様が直面するであろうOT/IT連携の課題を掘り下げ、その重要性と具体的な実現ステップ、そして成功のためのポイントについて解説します。

OTとITの「壁」とは何か

OTとは、製造現場の設備やプロセスを制御・監視するための技術です。PLC、SCADA、DCSなどがこれにあたります。一方、ITは、企業の基幹業務を支える情報技術で、ERP、MES、CRMなどが含まれます。

これらOTとITは、歴史的に異なる目的、異なる技術、異なるプロトコル、そして異なる文化の中で発展してきました。 * 技術・プロトコルの違い: OTはリアルタイム性や堅牢性が重視され、ModbusやPROFINETなどの産業用プロトコルが多く使われます。ITは標準化されたTCP/IPプロトコルが主流です。これらの違いがデータ連携の技術的な障壁となります。 * システム構造の違い: OTシステムは特定の機器やラインに特化して構築されることが多く、全体の統一的なデータ構造を持たない場合があります。ITシステムはより広範なデータを扱いますが、現場の詳細なデータとの紐付けが課題となることがあります。 * セキュリティに対する考え方の違い: OT環境ではシステムの可用性が最優先されるため、ITと比較してセキュリティアップデートやネットワーク分離が十分でない場合があります。IT環境では機密性や完全性が重視され、セキュリティ対策が進んでいます。この違いが連携時のセキュリティリスクとなります。 * 組織文化の違い: OT担当者は現場の安定稼働や効率を重視し、IT担当者は情報システムの管理やデータ活用を重視するなど、部門間での視点や優先順位が異なることがあります。

これらの違いが複合的に作用し、OTとITの間にはデータのサイロ化やシステム統合の難しさという「壁」が生じています。

OT/IT連携がもたらすメリット

OT/IT連携によって、この「壁」を越えることで、以下のような具体的なメリットが期待できます。

• リアルタイムな現場状況の可視化: 生産設備の状態、稼働状況、品質データなどをリアルタイムに収集し、ITシステムを通じて経営層や他部門が把握できるようになります。これにより、迅速な意思決定が可能になります。
• 高度なデータ分析による改善: OTデータをITデータ（生産計画、在庫情報、顧客データなど）と組み合わせて分析することで、品質不良の原因特定、生産効率のボトルネック発見、需要予測に基づいた生産最適化などが実現できます。
• 予知保全の実現: 設備から収集される稼働データやセンサーデータを分析することで、故障の兆候を早期に検知し、計画的なメンテナンスを行うことができます。これにより、突発的な設備停止による生産ロスを削減できます。
• サプライチェーン全体の最適化: 生産データと販売・在庫データを連携させることで、需要変動に合わせた柔軟な生産計画立案や、在庫の最適化が可能になります。

OT/IT連携実現への具体的なステップ

OT/IT連携は、一朝一夕に成し遂げられるものではありません。以下のステップを踏むことで、計画的かつ着実に進めることができます。

1. 現状把握と目標設定:

   • まず、現在のOTシステムとITシステムがどのような状況にあるのか、使用されている機器、プロトコル、データ形式、ネットワーク構成などを詳細に把握します。
   • 次に、OT/IT連携によって何を達成したいのか、具体的な目標を設定します。例えば、「設備稼働率を〇%向上させる」「品質不良率を〇%削減する」「予知保全による計画外停止を〇%削減する」など、定量的な目標が望ましいでしょう。この目標設定が、その後の技術選定や進め方の指針となります。

2. データ収集と標準化の検討:

   • 連携に必要なOTデータを特定し、どのように収集するかを検討します。既存設備からのデータ取得方法（信号変換、センサー後付けなど）や、使用するプロトコル変換技術などを検討します。
   • 収集したデータをITシステムで利用しやすい形式に標準化する方法を検討します。データ形式や命名規則の統一は、後の分析や活用において非常に重要です。

3. 技術ソリューションの選定:

   • OTデータをITに連携するための具体的な技術ソリューションを選定します。
     • 産業用IoTゲートウェイ: 異なる産業用プロトコルを標準的なプロトコル（MQTT、OPC UAなど）に変換し、上位システムやクラウドにデータを送信する役割を担います。
     • データ連携プラットフォーム: 収集したOTデータを蓄積・管理し、ITシステムや分析ツールと連携させるための基盤です。オンプレミス型やクラウド型があります。
     • エッジコンピューティング: 現場に近い場所でデータの前処理や一次分析を行うことで、ネットワーク負荷を軽減し、リアルタイム性を向上させます。
   • 自社の現状、目標、予算、将来的な拡張性を考慮して、最適なソリューションを選びます。

4. セキュリティ対策の設計と実装:

   • OT/IT連携は、OT環境への外部からのアクセス経路を増やすことになり、セキュリティリスクを高めます。
   • ファイアウォールによるネットワーク分離、VPNによる安全な通信経路確保、アクセス制御、不正アクセス監視、脆弱性対策などを徹底的に設計し、実装します。OT環境特有のセキュリティ対策の知見を持つ専門家との連携も重要です。

5. パイロット導入と検証:

   • まずは特定のラインや工程など、限定された範囲でパイロット導入を行います。
   • データ収集、連携、活用が計画通りに進むか、技術的な問題点はないか、目標達成に寄与するかなどを検証します。現場オペレーターからのフィードバック収集も重要です。

6. 本格展開と運用:

   • パイロット導入での検証結果を踏まえ、システムを改善し、他のラインや工場全体へと本格的に展開していきます。
   • 導入後も、システムの安定稼働、データ品質の維持、セキュリティ監視、そして現場からの継続的なフィードバックに基づいた改善活動が必要です。

成功のためのポイント

OT/IT連携を成功させるためには、技術的な側面に加えて、組織的な側面も重要です。

• 経営層のコミットメント: OT/IT連携は全社的な取り組みであり、経営層の理解と強力なリーダーシップが不可欠です。
• 部門間連携の強化: OT担当部門とIT担当部門が密に連携し、共通認識を持ってプロジェクトを進めることが成功の鍵となります。定期的な合同会議や合同研修なども有効です。
• スモールスタート: 最初から大規模なシステム構築を目指すのではなく、特定の課題解決や効果が見えやすい部分からスモールスタートで始めることで、リスクを抑えつつ成功体験を積み重ねることができます。
• 現場への技術浸透と巻き込み: 現場オペレーターが新しいシステムやデータ活用方法を理解し、日々の業務で活用できるよう、丁寧な説明とトレーニングを実施します。現場からの意見を吸い上げ、システム改善に反映させることも重要です。
• ベンダーとの連携: 豊富な経験を持つベンダーと連携することで、技術的な課題解決やノウハウの獲得を効率的に進めることができます。

まとめ

スマートファクトリーの実現には、生産現場のOTデータと企業全体のITデータをシームレスに連携させることが不可欠です。OTとITの間には技術的、組織的な壁が存在しますが、その違いを理解し、適切な技術ソリューションの選定、計画的なステップ、そして強固なセキュリティ対策を講じることで、これらの壁を乗り越えることは可能です。

本記事で紹介した具体的なステップやポイントが、生産技術リーダーの皆様がスマートファクトリー実現に向けたOT/IT連携戦略を立案・実行する上での一助となれば幸いです。着実な取り組みによって、生産現場のデータに基づいた、より効率的で柔軟性の高い製造オペレーションを実現してください。