さまざまなデバイスや機器からデータを集約し、管理の手間を削減できるのがゲートウェイ機器です。ゲートウェイは主にITで使用される言葉ですが、製造業においても重要な意味を持ち、IoT化の一環として捉えられることも珍しくありません。
本記事ではゲートウェイとは何かを説明し、製造業で活用する方法や導入のメリット、注意点、成功事例等を解説します。
本記事ではゲートウェイとは何かを説明し、製造業で活用する方法や導入のメリット、注意点、成功事例等を解説します。
ゲートウェイとは？
はじめに、ゲートウェイの意味や重要性、種類を紹介します。
ゲートウェイの意味
ゲートウェイ（Gateway）とは、ネットワークやシステムの接続点を意味します。一般的には、異なるネットワークやプロトコル間の通信を仲介する機器やソフトウェアのことです。
製造業においては、異なるデバイスやシステム、プロトコル間の通信を仲介し、円滑な連携を促進する機器やソフトウェアのことを指します。
製造業においては、異なるデバイスやシステム、プロトコル間の通信を仲介し、円滑な連携を促進する機器やソフトウェアのことを指します。
ゲートウェイの重要性
ゲートウェイの主な役割は、センサーや制御機器から得られるデータを収集し、クラウドや中央のシステムなどに転送することです。
製造現場では、機器によって異なる通信方式を使用しているケースも珍しくありません。ゲートウェイがあれば、このような状況でもスムーズなデータ連携が実現され、分析アプリやIoTプラットフォームとの組み合わせで生産プロセスの最適化や効率化が実現可能となります。
また、ネットワークの安定性にも影響し、通信速度や接続品質を向上させるという役割もあります。さらに、セキュリティー面においても重要な役割を果たし、外部からの攻撃を防ぎます。
製造現場では、機器によって異なる通信方式を使用しているケースも珍しくありません。ゲートウェイがあれば、このような状況でもスムーズなデータ連携が実現され、分析アプリやIoTプラットフォームとの組み合わせで生産プロセスの最適化や効率化が実現可能となります。
また、ネットワークの安定性にも影響し、通信速度や接続品質を向上させるという役割もあります。さらに、セキュリティー面においても重要な役割を果たし、外部からの攻撃を防ぎます。
ゲートウェイとルーターの違い
ゲートウェイとルーターは同じ文脈で使われることも多いですが、次のように定義されることもあります。
- ゲートウェイ：異なるネットワーク同士を中継する仕組みの総称
- ルーター：PCや機器をネットワークに接続する機器の名称
ゲートウェイを製造業で活用する方法
ゲートウェイは製造業のさまざまな場面で活用できます。主な活用方法は次の3つです。
- 不良品の発生予防と品質の向上
- 生産プロセスの最適化と効率化
- 予知保全とメンテナンス
不良品の発生予防と品質の向上
ゲートウェイはセンサーによって収集したデータをサーバーに送信します。サーバー側でデータの分析・解析を行う事で、品質に関する異常やトラブルの兆候を検知することが可能になります。
例えば、製品の寸法が許容範囲を逸脱している場合、製造ラインに自動で指示を送り、補正作業を行わせることが可能です。このように不良品の発生を未然に防ぐとともに、製品の品質を向上させる効果が期待できるでしょう。
例えば、製品の寸法が許容範囲を逸脱している場合、製造ラインに自動で指示を送り、補正作業を行わせることが可能です。このように不良品の発生を未然に防ぐとともに、製品の品質を向上させる効果が期待できるでしょう。
生産プロセスの最適化と効率化
ゲートウェイを使用して各工程のデータを集約し、アプリやソフトウェアを使用することにより作業ステップごとの処理時間や停止時間を分析できます。この分析により、時間がかかっている生産ラインや頻繁に停止する工程を特定することが可能です。さらに、原因を分析し、装置の故障や作業手順を最適化する必要性も明らかにできるでしょう。
また、ゲートウェイを活用すれば、生産ラインのデータをリアルタイムでモニタリングし、製品の需要変動や部材供給の変更に迅速に対応することもできます。労働力の最適な配置や生産スケジュールの調整を効率的に行うことができ、無駄な停止を最小限に抑えられるでしょう。
また、ゲートウェイを活用すれば、生産ラインのデータをリアルタイムでモニタリングし、製品の需要変動や部材供給の変更に迅速に対応することもできます。労働力の最適な配置や生産スケジュールの調整を効率的に行うことができ、無駄な停止を最小限に抑えられるでしょう。
予知保全とメンテナンス
ゲートウェイを活用しデータを集約することで製造業の予知保全とメンテナンスにも役立ちます。例えば、アプリを使用して収集したデータに異常な振動や温度の急激な変化などが検知されると、適切な対策を講じるために保守チームに警告を送ることができます。
結果として機械や設備のダウンタイムを最小限に抑えることができ、効率的な生産環境を維持できるでしょう。
結果として機械や設備のダウンタイムを最小限に抑えることができ、効率的な生産環境を維持できるでしょう。
ゲートウェイを導入するメリット
ゲートウェイは製造現場において、さまざまな効果をもたらします。ここでは4つの具体的なメリットについて解説します。
- 様々な通信方針に対応できる
- 運用管理の手間を減らせる
- さまざまな価格帯から選べる
- 電力等の削減に繋がりSDGsに貢献する
様々な通信方針に対応できる
様々な通信方針に対応できる製造現場では、さまざまな種類のセンサーやコントローラー等のデバイスが使用されています。これらのデバイスは異なる通信方式を採用していることも少なくありません。ゲートウェイを導入すれば、異なる通信方式を中継し、統合的にデータを取り扱うことができます。
運用管理の手間を減らせる
ゲートウェイの導入により、データ管理と効率的なネットワーク管理が実現され、運用管理の手間を減らすことができます。
例えば、製造現場によっては数十個から数百個にわたるIoTデバイスを導入するところも少なくありません。ゲートウェイを導入すればサーバーに接続する機器を限定できるため、運用管理の負担を減らすことに繋がるでしょう。
例えば、製造現場によっては数十個から数百個にわたるIoTデバイスを導入するところも少なくありません。ゲートウェイを導入すればサーバーに接続する機器を限定できるため、運用管理の負担を減らすことに繋がるでしょう。
さまざまな価格帯から選べる
ゲートウェイ機器は価格帯が幅広く、1万円前後から高価なものまで存在します。低コストのゲートウェイを複数導入することも可能ですし、高機能なゲートウェイを特定のプロセスに導入することもできます。
例えば、「生産ライン全体のデータを統合的に管理したい」という場合には高機能な機器を、「特定のデバイスだけを監視したい」という場合には低価格な機器を選択することができます。
例えば、「生産ライン全体のデータを統合的に管理したい」という場合には高機能な機器を、「特定のデバイスだけを監視したい」という場合には低価格な機器を選択することができます。
電力等の削減に繋がりSDGsに貢献する
SDGsとは、「持続可能な開発目標（Sustainable Development Goals）」のことです。行政や個人はもちろんのこと、製造業においても取り組みを推奨されています。
ゲートウェイを導入し、様々なデータをアプリに集約し一元管理することもSDGsに貢献する可能性が広がります。例えばエネルギーの消費状況をリアルタイムにモニタリングしたり、効率的な運用計画を立てたりすることが可能になるでしょう。また、SDGsに取り組むことは、他にもさまざまなメリットが期待できるでしょう。
ゲートウェイを導入し、様々なデータをアプリに集約し一元管理することもSDGsに貢献する可能性が広がります。例えばエネルギーの消費状況をリアルタイムにモニタリングしたり、効率的な運用計画を立てたりすることが可能になるでしょう。また、SDGsに取り組むことは、他にもさまざまなメリットが期待できるでしょう。
- CSR活動に繋がり、企業のイメージアップが期待できる
- 企業のブランド力が高まり、採用力が強化される
- SDGs対応の製品・商品をリリースでき、市場の開拓に役立つ
ゲートウェイ導入の注意点
ゲートウェイには多くのメリットがありますが、導入にはさまざまな注意点もあります。特に、以下の3点は事前に理解しておきましょう。
- ゲートウェイだけではIoTを実現できない
- サーバーの負担が大きくなる
- セキュリティー体制の強化が必要になる
ゲートウェイだけではIoTを実現できない
ゲートウェイはデータ収集と解析の要となるものですが、IoTシステムを構築するにはデバイスやネットワークなどの要素も重要です。そのため、ゲートウェイ単体だけでなく、トータルでのコストも検討する必要があるでしょう。
例えば、ゲートウェイの価格が低くても、データを解析するプラットフォームのライセンスや運用が高額である場合、総合的にコストが増大する可能性があります。
IoT化を実現するうえで欠かせないのがIoTゲートウェイです。IoTゲートウェイとは、複数のIoTデバイスとサーバーの間でデータの中継を行う機器のことを意味します。記事の後半ではIoTゲートウェイの導入事例も紹介していますので、ぜひ参考にしてください。
例えば、ゲートウェイの価格が低くても、データを解析するプラットフォームのライセンスや運用が高額である場合、総合的にコストが増大する可能性があります。
IoT化を実現するうえで欠かせないのがIoTゲートウェイです。IoTゲートウェイとは、複数のIoTデバイスとサーバーの間でデータの中継を行う機器のことを意味します。記事の後半ではIoTゲートウェイの導入事例も紹介していますので、ぜひ参考にしてください。
サーバーの負担が大きくなる
ゲートウェイで扱うデータ量が増えると、サーバーの負荷が増加する可能性もあるでしょう。大量のデバイスからデータを処理する場合、パフォーマンスの最適化が必要です。
このような課題に対処する方法の一つがエッジコンピューティングです。エッジコンピューティングは必要なデータだけを送信できるため、サーバーへの負担を軽減し、効率的な処理が可能となります。
このような課題に対処する方法の一つがエッジコンピューティングです。エッジコンピューティングは必要なデータだけを送信できるため、サーバーへの負担を軽減し、効率的な処理が可能となります。
セキュリティー体制の強化が必要になる
ゲートウェイはセキュリティーリスクに留意が必要です。ネットワークの出入口であり、外部との接点となるためです。
ファームウェアのアップデートや脆弱性の監視、ログの管理などを用いて、攻撃や未承認のアクセスからシステムを保護する必要があるでしょう。
ファームウェアのアップデートや脆弱性の監視、ログの管理などを用いて、攻撃や未承認のアクセスからシステムを保護する必要があるでしょう。
ゲートウェイ導入の成功事例
製造業がDX化を進める中で大切なのが、IoTゲートウェイの導入です。ここではIoTゲートウェイを導入することで業務が改善したシュナイダーエレクトリックの事例を4つ紹介します。
事例1.サーバーの負荷を軽減し必要なデータだけを集約
| お客様の課題 | データを格納するコスト、レイテンシー問題を気にすることなく工場全体の稼働データ、品質データ、保全データを取得したい |
|---|---|
| ご提案 | 階層機能によるエッジコンピューティング対応で、データ収集方法を見直し |
最新の電気機器はIoT機能が標準搭載されているものが多いため、必然的にデータ量が増加します。そのため、現場の要望を受けるにつれて、だんだんと取得するデータ量が膨大になっていくこともあるでしょう。
そこで、階層機能を持つPS6000＋BLUE Open Studioを導入。データ収集方法を見直し、第二階層（サーバー）の負荷を軽減しつつ、必要なデータだけを集約できるようにしました。
そこで、階層機能を持つPS6000＋BLUE Open Studioを導入。データ収集方法を見直し、第二階層（サーバー）の負荷を軽減しつつ、必要なデータだけを集約できるようにしました。
事例2.異なる通信方式のQRコード情報を連携
| お客様の課題 | 二度加工や工程飛びによる不良品の発生を防止したい |
|---|---|
| ご提案 | IoTゲートウェイを導入して統括PLCへ集約 |
製造現場では各装置の通信方式が異なり、データの集約が困難になっているケースも珍しくありません。特に多品種少量生産が増えると生産工程が複雑化し、二度加工や工程飛びといったトラブルが頻発することもあります。
そこで、IoTゲートウェイを導入して統括PLCへ集約。各装置のQRコード情報を収集し、総合的な良否判定を実現できるようにしました。
そこで、IoTゲートウェイを導入して統括PLCへ集約。各装置のQRコード情報を収集し、総合的な良否判定を実現できるようにしました。
事例3.古い装置を改造せずにネットワークを統一
| お客様の課題 | 古い装置を改造せずにネットワークを統一したい |
|---|---|
| ご提案 | Pro-face IoT Gatewayを導入 |
PLCによってはEthernetポートがなく、EtherNet/IPのネットワークに接続できない場合もあります。新しいPLCを導入するという選択肢もありますが、正常に動作している場合、装置を新調したり改造したりしたくない、というケースも少なくありません。
Pro-face IoT Gatewayなら、古い装置を改造せずにネットワークを統一できます。また、シリアルポートの空きがなくても、データ収集ができるようになるため、IoT化の実現を目指せるでしょう。
Pro-face IoT Gatewayなら、古い装置を改造せずにネットワークを統一できます。また、シリアルポートの空きがなくても、データ収集ができるようになるため、IoT化の実現を目指せるでしょう。
事例4.IoT化した機器とMESを連携
| お客様の課題 | IoT化した機器とMESを連携したい |
|---|---|
| ご提案 | AVEVA Edge＆マルチ・データボックスを採用 |
製造現場のIoT化に伴い、これまで使用していた機器がMESと連携できなくなるケースがあります。機器の種類によって開発工数はさまざまで、一つひとつの連携を手作業で行っていては、どれだけ時間があっても足りません。
IoTゲートウェイ（マルチ・データボックス）を導入すると、複数の機器との連携を容易に行えます。新規機器はもちろん、既存機器への後付けにも対応しているため、IoT化を推進する場合に役立つでしょう。
IoTゲートウェイ（マルチ・データボックス）を導入すると、複数の機器との連携を容易に行えます。新規機器はもちろん、既存機器への後付けにも対応しているため、IoT化を推進する場合に役立つでしょう。
ゲートウェイの導入ならシュナイダーエレクトリック
ゲートウェイは価格帯が幅広いため、比較的簡単に導入できます。ただ、「どのような課題があり、なんのために導入するのか」が明確でなければ、トータルでコストが高くなってしまう可能性があるでしょう。
大切なのは、自社が抱えている課題や問題を把握し、適切なゲートウェイ機器を選ぶことです。
「ゲートウェイを導入したいけれど、どうすればよいかわからない」
「設備の通信方式が異なっており、データを集約できない」
このような不安やお困りごとがある場合、当社の「IoTソリューション」をご利用ください。専任のスタッフがお困りごとを解決に導きます。
大切なのは、自社が抱えている課題や問題を把握し、適切なゲートウェイ機器を選ぶことです。
「ゲートウェイを導入したいけれど、どうすればよいかわからない」
「設備の通信方式が異なっており、データを集約できない」
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