Tulip, VMwareとソフトウェア定義の自動化により、仮想プログラマブル・ロジック・コントローラ（PLC）に基づくフルループの工場最適化を実現

2021年4月13日、マサチューセッツ州サマービル発 ― 新たに開設された Tulip Experience Center会場で、Tulip とSoftware Defined Automation（SDA）は、Tulip のエッジ接続、VMware Edge Compute Stack、およびSDAの仮想PLCソリューションを活用した新しいソリューションを実演しました。工場の最適化に向けたこの斬新なエッジコンピューティングアプローチは、既存の自動化システムの複雑さを軽減し、セキュリティを向上させ、自己最適化システムを実現します。

現在、企業は主にハードウェアPLCに依存しており、PLCの設定や再プログラミングを行うには、ベンダー固有の技術スタックについて訓練を受けた高度に専門化されたオートメーションエンジニアを必要としています。その結果、最終的にはオートメーションの導入そのものを断念してしまうケースも少なくありません。Tulip 、VMware、およびSDAは、企業が標準的なITハードウェア上で仮想PLCを用いてオートメーションシステムを設定・調整できる手法を導入しています。このシステムは、決定論的なリアルタイム動作を維持しつつ、クラウドアプリケーションと同じくらい簡単に管理することができます。

特殊な半導体の世界的な供給不足により産業用コントローラの納期が長期化している状況下で、この新しいソリューションにより、オートメーションエンジニアは、数週間や数ヶ月ではなく、わずか数分で新しい産業用グレードのコントローラをインスタンス化して導入することが可能になります。

Tulipのネイティブエッジ接続機能と、VMware Edge Compute Stack上のEdge IOおよびSDAのvPLCを組み合わせることで、Tulip （Experience Center ）で行われたデモンストレーションでは、これら3つのソリューションが連携してフルループの運用最適化を実現する様子が紹介されました。Edge IOに接続された高周波速度センサーが、産業用ドライブからのデータを取得し、そのデータを用いてPLCが機械を調整することで、PLC制御プログラムを最適化します。このプロセスは、手動によるオートメーションエンジニアリングを必要とせず、クラウドから完全に自動化されています。

SDAとTulip は、いずれも「開放性」「柔軟性」「拡張性」を中核に据えており、それぞれのソリューションを個別の状況に合わせて容易に構成し、運用状況の変化に応じて必要に応じて更新できるようにすることで、産業分野の民主化を推進しています。

「エッジ接続の力を、現場の業務に最も近いエンジニアたちの手に委ねたことは、現場業務に新たな機会をもたらす上で非常に効果的でした。さらに、彼らにフルループ最適化を設定する能力を与えることは、真に変革をもたらすことになるでしょう」と、Tulip のCEOであるナタン・リンダー氏は述べています。

「VMwareは、製造環境の仮想化を推進するために強力なリアルタイム機能への投資を進めていますが、SDAおよびTulip との今回の統合は、産業用現場システムをどのように仮想化し、運用をより自動化・耐障害性が高く、将来にも対応できるものにしていくことができるかを示す好例です」と、VMwareのエッジコンピューティング担当バイスプレジデント、ムネイブ・ミンハズディン氏は述べた。

「クラウドプログラマーにとって自然なツールやプロセスをオートメーションエンジニアに提供すること――これこそがSDAの創業時のビジョンであり、このvPLCベースのフルループシステムの実装は、その実現に向けた大きな一歩です」と、Software Defined AutomationのCEOであるヨーゼフ・ヴァルトル氏は述べています。

ソフトウェア定義の自動化と仮想PLC「
」このvPLCソリューションは、エッジ側の堅牢な実行エンジンと、クラウドベースシステムの使いやすさを組み合わせることで、顧客が従来のPLCから仮想PLCへ容易に移行できるようにします。最先端の仮想化技術と、エッジ側の従来のITサーバー上で動作するリアルタイムPLCランタイム、およびクラウド制御プレーンが統合されています。エッジに配置されたハードウェアリソースは、VMware Edge Compute Stackによって仮想化され、各vPLCのリアルタイム要件に応じてリソースが管理され、vPLC 1台あたり10ミリ秒までの応答時間を実現します。

電気システムとの接続は従来通り、OTネットワークを介してITサーバーに接続されたI/Oモジュールという形を維持しています。「ソフトウェア定義オートメーション（Software Defined Automation）」は、完全に仮想化されたPLC向けの管理システムによってこの技術スタックを拡張し、産業用制御層をソフトウェアとして統合します。この管理システムにより、オートメーションエンジニアは制御プレーンからすべての関連管理コマンドを実行できるため、顧客は従来のPLCからvPLCへ容易に移行できます。同社のクラウドオートメーションエンジニアリングソリューション「IDE-as-a-Service（IDEaaS）」と組み合わせることで、顧客は柔軟性、生産性、セキュリティを向上させると同時に、ベンダー固有の産業用オートメーションハードウェアへの依存から脱却することができます。

Tulip およびTulip Edge IO

Tulipの「Frontline Operations 」プラットフォームにより、現場業務に最も近い立場にある担当者がアプリを作成し、現場業務の生産性や成果の質を向上させるとともに、リアルタイムデータを収集して継続的な改善を図ることができます。Tulipのネイティブエッジ接続機能により、企業は自社の機械、センサー、カメラ、スマートツールを接続することが可能になります。

Edge IOは、高性能かつ高速な電流および振動測定機能をネイティブにサポートしており、エンジニアはクラウド上で稼働停止中の機械や独自仕様の機械を監視することができます。ネットワーク接続された機械や機器は、Edge IOのOPC UAサポート、あるいはデバイスに搭載されたNode-REDを通じて、Tulip に接続可能です。Tulipのエッジデバイスに搭載された「コネクタホスト」機能により、顧客はIT部門の大規模な支援なしに、自社のデータやシステムをTulip に安全に接続することができます。

Edge IO を使用することで、エンジニアは産業用 I/O ポートや USB 接続を通じて、デバイス、機械、PLC、センサーからのデータをアプリに組み込むことができます。Edge IO は外部モニターに直接接続して、完全なワークステーションとして動作させることができ、Tulip のアプリをオペレーターに提供します。