これまでのOPC UAの記事では、OPC UAがなぜ役立つのかを説明しました。本稿では、OPC UAの情報モデルに焦点を当て、それが企業の効率向上とより良い意思決定の実現にどのように役立つかに焦点を当てます。
OPC UAの情報モデルの利点は、大きく3つのカテゴリに分けられます。
1.標準化： 情報モデルは、データ型、オブジェクト、およびリレーションシップの一貫したセットを使用してデバイスを記述します。これにより、システムやアプリケーションがすべて同じ情報モデルを使用してデータを理解し、交換できるため、異なるシステムやアプリケーションの統合が容易になります。
2.コンテキスト化： 構造化された形式とは、各情報に特定のコンテキストと意味があることを意味します。コンテキスト化された情報を提供すると、データと、それがより大きなシステムにどのように適合するかをよりよく理解するのに役立つため、役立ちます。
3.将来性：OPC協議会は、組織がコンパニオン仕様を定義したり、企業がカスタム情報モデルを作成したりできるようにする方法を確立しており、情報が時間の経過とともに発展し、企業固有のニーズを満たすようにしています情報モデルは拡張可能であり、開発者は既存のシステムを壊すことなく、必要に応じて新しい機能を追加できます。
OPC UA情報モデルは、データの構造や形式だけでなく、データの意味やコンテキストも定義することで、コンテキスト化された情報を提供します。データの意味とコンテキストを説明するために、情報モデルはオブジェクト指向モデリングを使用しており、データは特定のタイプとプロパティを持つオブジェクトに編成されます。たとえば、工作機械の OPC UA 情報モデルには、機械全体を表す "Machine" オブジェクトと、それぞれ独自のプロパティを持つ "Compressor"、"Controller"、"Sensor" などのさまざまなコンポーネントのサブオブジェクトがあります。
図 1.OPC UAの階層構造は、機械、機械のコンプレッサ、
およびコンプレッサーのプロパティ。
たとえば、ある会社が自動車部品を製造していて、スタンピング、溶接、塗装など、さまざまな操作を行うためにさまざまな機械を使用する複数の生産ラインを持っているとします。生産ラインのパフォーマンスを監視するために、温度、圧力、速度、振動など、機械からさまざまなデータを収集します。
OPC UAの情報モデルは、ツリー状の構造に似た階層構造になっているため、ユーザーは情報のコンテキストを簡単にナビゲートして理解することができます。ユーザーは任意のノードから開始し、関連するマシンの上位または下位の特定の構成設定に移動できます。
たとえば、ある会社が自動車部品を製造していて、スタンピング、溶接、塗装など、さまざまな操作を行うためにさまざまな機械を使用する複数の生産ラインを持っているとします。生産ラインのパフォーマンスを監視するために、温度、圧力、速度、振動など、機械からさまざまなデータを収集します。
同社は、OPC UAのコンテキスト化されたデータを使用して、このデータをリアルタイムで集約および分析し、パターンと傾向を特定し、機械のメンテナンス、プロセスの最適化、品質管理、エネルギー管理について十分な情報に基づいた意思決定を行うことができます。たとえば、企業はデータを使用して次のことを改善できます。
予知保全： 機械が故障しそうな時期を特定し、故障する前にメンテナンスのスケジュールを立てる。これにより、ダウンタイムを削減し、設備全体の効率（OEE）を向上させることができる。
プロセスの最適化： 生産に影響を及ぼすボトルネック、非効率、その他の問題を特定する。この情報を活用することで、機械の設定を調整したり、生産ラインを再構成したりするなど、工程に的を絞った改善を行い、効率を向上させ、無駄を削減することができる。
品質管理：生産された部品の品質を監視し、欠陥や異常を特定します。この情報を使用して、機械の速度や圧力の変更などのプロセスを調整し、製品の品質を向上させ、スクラップを減らすことができます。
エネルギー消費： エネルギー使用量が特に多い、または非効率な分野を特定し、生産スケジュールの調整や機器設定の最適化など、情報に基づいた意思決定を行う。
要約すると、企業はOPC UAのコンテクスト化されたデータを使用することで、製造オペレーションをより深く洞察し、効率改善、コスト削減、製品品質向上を実現するデータ主導の意思決定を行うことができる。
OPC UAの情報モデルが将来性を持つ主な方法の1つは、コンパニオン仕様とベンダー固有の拡張機能のサポートです。
コンパニオン仕様は、OPC UA標準の上に構築されたドメイン固有の情報モデルであり、特定の業界またはアプリケーションに固有の追加のデータ型、オブジェクト、およびサービスを定義します。OPCファウンデーションは、VDMAなどの組織と協力して、OPC UAコンパニオン仕様を作成しています。彼らは協力して、それぞれの業界やアプリケーションに必要な特定のデータモデルと情報を特定します。次に、OPC UA規格を使用してこの情報をどのように表現できるかを定義し、それらのコンテキストでOPC UAを使用するためのガイドラインを提供するコンパニオン仕様を作成します。
個々のベンダーは、ベンダー固有の拡張機能を使用して、製品固有の機能を表すカスタム情報モデルを作成します。OPC UAをサポートする他のシステムやアプリケーションと製品を簡単に統合できるようにする。
コンパニオン仕様とベンダー固有の拡張機能は、OPC UA規格で定義されているのと同じデータ型とオブジェクトのセットを使用して構築されているため、OPC UA規格と互換性があります。
図 2.OPC UAモデリング
さらに、OPC UAは、新しいユースケースやテクノロジーに簡単に適応できる、柔軟で拡張可能な情報モデルを提供します。
OPC UAは、コンパニオン仕様やベンダー固有の拡張機能をサポートし、柔軟で拡張可能な情報モデルを備えているため、変化する業界のニーズや技術の進歩に適応できる、将来を見据えた技術であり続けることができます。
ヨアキム・ウィバーグ (Joakim Wiberg) 氏 (Anybus、テクノロジー責任者)ヨアキムはODVAの最高技術責任者(CTO)でもあり、セキュリティと産業用通信に関する講演を頻繁に行っています。
OPC UAの情報モデルをより深く理解したい方には、ぜひご相談ください。Anybus の OPC UA 情報ページには、Anybus CompactCom IIoT Secure を使用したカスタム情報モデルの作成方法など、詳細な情報が満載です。
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