産業用コンピューター＆産業用PC（工業用グレード版）
このページでは、産業用コンピューターとPCについて知っておくべきすべての情報と、米国における産業用コンピューターの最適な供給源について説明します。
産業用コンピューターとは？
産業用コンピューターとは、その名の通り、オートメーション、製造（製品の生産）、自律型ロボットなど、産業用途向けのコンピューターです。産業用PCは、産業用ワークロードにおいて、消費者向けのPCよりも信頼性が高く耐久性のある産業用グレードのコンポーネントで作られている傾向があるため、好まれることが多く、ミッションクリティカルな信頼性のために極限まで性能が追求されています。そのため、産業用コンピューターハードウェアは通常のデスクトップPCよりもやや高価になる傾向があります。しかし、総所有コストは、信頼性と性能の面で大きな投資収益率をもたらします。
Premioが提供するような産業用コンピューターは、過酷な環境での動作を前提に構築されているため、産業用ワークロードに最適です。そのため、極寒、極暑、または頻繁な衝撃や振動にさらされる可能性のある環境にシステムを導入する必要がある場合は、過酷な環境に耐えるように設計・構築されている傾向があるため、産業用オプションを選択する必要があります。
家庭の机の上に産業用コンピューターは必要ないかもしれませんが、これらの堅牢なコンピューティングソリューションは、エンタープライズアプリケーションやIoTのワークロードのために大規模に導入されています。
堅牢な産業用コンピューターの主な特徴は、設置される環境に関係なく、信頼性、安定性、効率性を提供できるように設計・構築されていることです。産業用ワークロード向けに設計されていない消費者向けのPCで通常予想されるダウンタイムを削減するのに特に優れています。
産業用PCは何に使用されますか？
産業用PCは、産業環境でプロセス制御、製品や部品の検査、データ収集に使用されます。産業用コンピューターには、産業環境で見られる様々な種類の機器を制御するために差し込むことができるI/Oカードが付属しています。さらに、Premioの産業用コンピューターには、特定のアプリケーションの要件に応じて、シリアルポート、アナログポート、デジタルポートを追加できます。
産業用コンピューティングで最も一般的に使用されるI/Oポートについて詳しくはこちらをご覧ください。
産業用コンピューター vs. 通常のデスクトップコンピューター
産業用コンピューターは、実行させたいタスクや導入される環境に応じて、非常に具体的な方法で使用される点で、通常のデスクトップコンピューターとは異なります。産業用PCは、CPU、RAMメモリ、ハードドライブ、グラフィックカードなどの主要なコンポーネントが同じであるため、通常のPCと同じように見えるかもしれませんが、ユースケースや動作可能な環境の点で大きく異なります。
これは、使用されている部品が産業用グレードの部品であり、システムがより広い温度範囲、より広い入力電圧スパイク、電力保護、侵入保護、衝撃、振動などに耐えられるように設計されているためです。
また、これらの専用コンピューターシステムは、通常のPCでは長期間対応できないような途方もない量の衝撃や振動に耐えるように構築されています。さらに、これらのコンピューターは、軍事配備のための電子機器の厳格な規格とガイドラインに準拠しています。
例えば、産業用コンピューターで探すべき一般的な仕様は、衝撃と振動に関するMIL-SPEC-810Gへの準拠です。これは50Gの衝撃と5GRMsの振動です。
産業用コンピューターは信頼性が高く、24時間365日最適に動作できる必要があります。なぜなら、産業環境でのダウンタイムは通常、収益の損失につながるからです。
ここで、産業用コンピューターと通常のコンピューターの主な違いを詳しく説明します。
1. 堅牢な構造と強化
産業用コンピューターと通常のデスクトップコンピューターの最も大きな違いは、構造の堅牢性です。産業用コンピューターは、極端な熱、極端な寒さ、破片、ほこり、振動、衝撃にさらされる環境に配備されることがよくあります。そのため、堅牢な産業用コンピューターは、そのような条件に耐えられるように設計・構築されています。
例えば、Premioでは、コンピューターの外装に使用される素材に特に注意を払い、頻繁な衝撃や振動に耐えられるようにマザーボードを強化しています。また、当社の産業用コンピューターが頻繁な衝撃や振動に耐え、ケーブルが緩むことがないように、システムからすべてのケーブルを排除しています。
さらに、ファンレス産業用PCからファンを排除し、故障する可能性のある可動部品の数を減らし、システムへのほこりや破片の侵入を防ぎました。故障したファンや故障しつつあるファンは、多くのコンピューターが故障する主な理由です。そのため、ファンを排除することで、コンピューターシステムの信頼性を大幅に向上させ、メンテナンスの必要性を減らしました。
パッシブ冷却の仕組みとファンレスコンピューティング設計について詳しくはこちらをご覧ください。
2. 産業用グレードのコンポーネント
通常のコンピューターと産業用コンピューターの2番目の主な違いは、産業用コンピューターが産業用グレードのコンポーネントで作られていることです。産業用グレードのコンポーネントは、過酷な環境に導入された場合でも最適な性能を達成できることを保証するために厳密にテストされているため、消費者向けの部品よりも堅牢です。
Premioでは、PCBマザーボードから電気的にハンダ付けされたコンデンサまで、あらゆるものが特別に選択され、システムに統合されており、当社の産業用PCがコンピューターシステムに優しくない過酷な環境でも確実に動作できるようにしています。
さらに、産業用グレードのコンポーネントを使用するもう1つの大きな利点は、ライフサイクルの長さです。例えば、IntelのInternet of Things Groupの組み込みロードマップでは、シリコンのサポートと可用性のために15年のライフサイクルを約束しています。これは、究極の信頼性のために長寿命と固定された部品表を必要とする産業用アプリケーションにとって大きな利点です。
3. 塵埃・破片からの保護
産業用コンピューターは、塵埃や破片からの保護を念頭に置いて設計されています。これは、産業用コンピューターが、工場、キオスク端末、キャビネット、車両、鉱山など、大量の塵埃や破片が存在し、コンピューターシステムに損傷を与える可能性のある場所に配備されることが多いためです。
そのため、多くの産業用コンピューターは、エンクロージャに排気口がないファンレス設計を採用しています。産業用コンピューターのファンレス設計により、システムが外部環境から完全に密閉されているため、塵埃や破片の多い環境でも動作できます。
ファンを取り除くということは、システム内部で空気を循環させる必要がないことを意味し、これにより産業用PCメーカーは開口部のないシステムを製造できます。これにより、ファンレスシステムは、ほこりや破片がシステム内部に侵入して内部コンポーネントを損傷する心配なく、そのような環境で動作できます。
これは、システムを冷却するために内部で空気を循環させるためにファンを使用する通常のデスクトップPCとは異なります。アクティブ冷却は、システムにほこりや破片を導入し、ファンやその他のコンポーネントの故障を引き起こすため、コンピューターを損傷することがよくあります。
4. 極端な温度に耐える能力
産業用コンピューターは、より広い温度範囲に耐えることができる点で、パーソナルコンピューターよりも柔軟です。例えば、通常のデスクトップPCは、10°Cから50°Cの温度範囲で問題なく動作できます。
しかし、ファンレス産業用コンピューターは、-40°Cから85°Cの温度範囲で最適に動作できます。産業用ファンレスPCは、密閉されたシステムがヒートシンクを使用して受動的に冷却されるため、このような低温で動作できます。ヒートシンクは、内部の発熱コンポーネントからコンピューター本体に熱を伝え、熱を周囲の空気に放散させるため、ファンレス産業用コンピューターを可能にします。
5. 衝撃と振動に耐える能力
産業用コンピューターが標準的なパーソナルコンピューターよりも優れているもう1つの利点は、産業用PCが頻繁で継続的な衝撃や振動に耐えるように設計・構築されていることです。衝撃や振動に耐えるように構築されていないシステムは、移動したり、頻繁に衝撃や振動にさらされたりする環境では長持ちしません。これは、マザーボードが湾曲したり、コネクタが緩んだりする可能性があるためです。そのため、当社では、強化された機械設計を使用して産業用コンピューターを構築し、ケーブルの使用を排除しました。これにより、ケーブルが接続部から緩む可能性がなくなります。当社の現在の堅牢な産業用コンピューターは、前述のMIL-STD-810G規格に従って、5GRMsの振動と50Gsの衝撃に耐えることができます。
6. 拡張性と寿命
拡張性と寿命に関して言えば、産業用コンピューターは通常のデスクトップコンピューターよりもはるかに拡張性が高く、したがって寿命が長いです。産業用PCに見られる多くのコンポーネントは最大15年間持続するため、通常のPCでは得られない長期的な組み込みコンピューターソリューションを提供します。
産業用PCがこれほど求められるのはなぜですか？
産業用PCは、リアルタイムの意思決定に貴重なデータを送信するさまざまなデータ入力を管理できるため、産業用ワークロードで求められています。産業用PCは、構成できるさまざまな入出力（I/O）ポートのおかげで、これらすべての入力を受け入れることができます。次に、システムで指定できるさまざまなI/Oポートについて説明します。
1. シリアルポート
シリアルポートは、産業用コンピューターで最も一般的に使用されるポートです。これらは、産業用コンピューターと、今日の製造工場でまだ使用されているレガシーデバイス間の通信を可能にします。シリアルポートは最速のデータ転送速度を持っていませんが、提供する柔軟性と信頼性から、今日でも広く使用されています。使用しているレガシーシリアルポートに関係なく、産業用PCには次のポートを指定できます：RS-232、RS-422、RS-485。必要なポートの種類は、接続したいアプリケーションとデバイスによって異なります。
2. USBポート
USBポートは、提供する帯域幅の増加により、多くのデバイスの標準ポートとなっています。例えば、現在の産業用PCには、スマートIoTセンサーに接続して10Gbpsでデータを転送できるUSB 3.1 Gen 2ポートが搭載されています。USBポートを使用する2番目の利点は、使用していないときにデバイスをスリープ状態にできるインテリジェントな電力管理機能を備えていることです。とはいえ、当社製品を導入されるお客様は、シリアルポートとUSBポートの両方を必要とすることが多いことを理解しており、そのためPremioでは、産業用PCシステムにシリアルポートとUSBポートの両方を拡張可能な提供形態で指定する機能を提供しています。
3. ビデオポート
産業用システムの3番目の優れた点は、VGA、HDMI、DVI、DPを含むさまざまなディスプレイ出力が付属していることです。多くのレガシーデバイスがデジタル信号の代わりにアナログ信号を使用しているため、VGAポートをまだ使用している人が多いことを理解しています。そのため、当社の産業用PCシステムでは引き続き提供しています。ただし、最高の解像度と最高の画面更新レートが必要な場合は、HDMIおよびDPポートを使用するオプションがあります。
4. DIO/GPIO
DIOはデジタルI/Oを指し、GPIOは汎用I/Oを意味します。これらのポートは、共通のインターフェースを持たない電気デバイスまたはセンサーに使用されます。これらは、オンまたはオフとして表される2つの可能な値を持つ2つのデジタル信号を使用します。これにより、これらのポートは、オン/オフ信号が頻繁に送受信される産業環境でのスイッチ接点の感知に最適です。
5. LANポート
LANポートは、LANポートあたり最大10GbEのデータ転送速度を可能にします。これらのポートは、モデム、ルーター、スイッチ、およびネットワーク上の他のコンピューターからの必要なデータ伝送を提供するために、ネットワークインフラストラクチャからのデータのアップリンクとダウンリンクを提供するため、産業用コンピューターでよく使用されます。RJ45 LANポートは、PoE（802.3at）で構成することもできます。
6. M12コネクタ
産業用PCは、防塵・防水性に優れたロック可能なM12コネクタを装備できるため、よく使用されます。これらのコネクタは、コンピューター機器が塵埃や水にさらされる可能性のある堅牢な環境向けに設計されました。このような環境で使用された場合、消費者グレードのコネクタは短期間で故障する可能性があります。M12コネクタは、鉄道、食品加工、飲料製造などの車両および輸送用途のような環境で、その信頼性と耐久性から最も求められているコネクタの1つです。このコネクタの主な特徴は、所定の位置にロックでき、侵入保護等級があることです。
7. 電力効率
産業用コンピューティングハードウェアは、エネルギーコストを節約できるため求められています。当社のコンピューターシステムは、工場設備を制御して、可能な限り少ないエネルギーを使用して最適に動作させることができるため、エネルギーの無駄が少なくなり、エネルギーコストを削減できます。また、多くの産業用PCは分散型で不安定な電力のシナリオで導入されることが多いため、エンジニアはバッテリー電力から確実に動作できる電力効率の高いシステムを構築することに力を入れています。
産業用コンピューターの重要性
産業用コンピューターは、一部の産業にとって不可欠です。以下で、それらの産業のそれぞれについて詳しく説明します。
1. 製造業と産業用オートメーション
産業用グレードのコンピューターは、製造工場、特に組み立てプロセスを自動化したいと考えている工場に最適です。このような環境では、産業用PCは、製品検査、データロギング、および製造生産性向上のためのデータ分析のためのモーションコントロールシステムを管理するために使用できます。
例えば、自動車産業は、自動車製造に関わるさまざまなプロセスを自動化するために使用される産業用エッジコンピューターから劇的に恩恵を受けています。産業用エッジPCにより、自動車製造工場は、そのような工場の日常業務を監視し、資産を追跡し、製造工場全体に設置された多数のセンサーが提供するデータを分析できます。
産業用PCは、その信頼性とさまざまな極端な環境で動作できる能力のために、産業用オートメーションに最適です。また、狭いコンパクトなスペースでのさまざまな取り付けオプションは、オートメーションインフラストラクチャがプログラマブルロジックコントローラーまたはPLCに統合するのに役立ちます。
2. キオスク端末
キオスク端末は私たちの周りのいたるところにあります。空港にいてもスーパーマーケットにいても、インタラクティブなキオスク端末を見つける可能性が高いでしょう。キオスク端末は、コンパクトなサイズで、電力を供給するのに十分な強力さを備えているため、小型の産業用ファンレスPCによって電力を供給されることがよくあります。キオスク端末コンピューターの堅牢なファンレス設計により、屋内および屋外の極端な高温または低温環境に配備できます。
多くのキオスク端末にわたるもう1つの明確な要件は、USB 2.0および3.0などの高速ポートを介して電力を供給されるスマートIoTセンサーと周辺機器が豊富にあることです。産業用ファンレスPCは、非常に柔軟性があり、セルフサービス自動化のためにキオスク端末に統合された多くのIoTセンサーに電力を供給できます。
また、より多くの市場が、人員削減と全体的な顧客満足度向上のためにセルフサービスキオスクを採用し始めています。
3. 自動検査、度量衡、および試験装置
産業用コンピューターは、デジタル測定機器を使用してすべての測定が正確であり、製品とコンポーネントが所定の仕様に従って製造されていることを確認する品質管理作業を実行できるため、製造業者にとって不可欠です。
従来、製品は多数の製品から少数のサンプルを選択して検査されていましたが、今日では、すべての製品が欠陥や異常がないか検査されるように、より多くの産業用コンピューティングハードウェアが統合されています。
さらに、マシンビジョンとの組み合わせにより、産業用コンピューターは、より迅速かつ高い精度とインテリジェンスで製品とコンポーネントをスキャンできます。エッジコンピューティングのこれらすべての利点は、より迅速で、工場から出荷される欠陥製品やコンポーネントの数を減らす効果的な製造プロセスを生み出します。
4. セキュリティと監視
産業用PCは、セキュリティおよび監視システムにおいても不可欠な役割を果たします。たとえば、公共交通機関システムの場合、常に移動する車両にそのようなシステムが配置されることが多いため、頻繁な衝撃や振動に耐えることができる産業用PCを持つことは非常に重要です。カメラシステムに関しては、産業用コンピューティングシステムも不可欠です。ビデオ映像を記録するIPカメラへの安定した接続を提供する複数のPoEポートをサポートできるため、乗客の安全性が向上します。究極的には、産業用システムは、通常屋外である厳しい環境に耐えるのに十分な堅牢性を備えているため、セキュリティと監視に不可欠です。
5. モバイル医療アプリケーション
当社の産業用コンピュータは、病院内外で使用される医療カートにしばしば導入されます。医療カートは、救急隊員が患者を病院に搬送する前に情報を収集するために使用されることがよくあります。このようなシステムは、さまざまな環境、衝撃、振動にさらされることが多いため、導入される環境に関係なく確実に動作できる堅牢性を備えている必要があります。
6. 軍事アプリケーション
軍事においては、産業用コンピュータは不可欠です。これは、軍が地上管制や艦船などのさまざまな過酷な環境で確実に機能する信頼性の高い産業用システムを必要とするためです。産業用コンピュータは、軍の要件を満たす長い動作寿命を持つため、軍事アプリケーションに最適です。また、産業用PCは、埃や水が多量の過酷な環境で確実に機能するように堅牢化およびカスタマイズできるため、軍事作戦に効果的です。
産業用パネルPCとは？
産業用コンピュータの重要性について説明しましたので、次に産業用パネルPCについて簡単に見ていきましょう。産業用パネルコンピュータは産業用コンピュータに分類され、基本的に画面、プロセッサ、ハードドライブ、マザーボード、電源がすべて同じエンクロージャーに収められているオールインワンの産業用グレードのコンピュータシステムです。
パネルPCは設置面積が小さく、食品・飲料加工、自動車、運輸業界でよく使用されています。パネルコンピュータシステムは、堅牢な環境向けに高度に最適化されており、水、ほこり、破片、油、振動、衝撃に耐えることができます。
産業用コンピュータはどこで購入できますか？
プレミオは、米国で30年以上にわたり高品質な産業用PCの設計と製造を行っています。当社のすべてのシステムは、産業用グレードのコンポーネントを使用して製造されています。
お客様の要件に合わせてカスタマイズできる、さまざまな堅牢な産業用コンピューティングソリューションを取り揃えています。当社が提供する各産業用PCファミリは、目的のために構築され、高性能コンピューティングを提供しながら確実に動作するように検証されています。
PremioのファンレスミニPCは、エントリーレベルの産業用オートメーションに最適で、消費電力が少なくても優れたパフォーマンスを提供します。システムは最小限でありながら、必要なすべての必須I/Oポートを維持しています。
追加のポートが必要な場合、当社のシステムにはユニバーサル拡張スロットが装備されており、ドーターボード拡張モジュールを介して追加のポートを追加するために使用できます。
Premioの堅牢な産業用ファンレスコンピュータは、非常に高温/低温、ほこりや破片が多い、または頻繁な衝撃や振動にさらされる過酷な環境に導入できる、より堅牢な産業用コンピューティングソリューションを提供します。
また、車両への導入向けに特別に設計された車載コンピュータシリーズも提供しています。この産業用コンピュータシリーズは、CANBusなどのプロトコルと統合でき、さまざまな輸送アプリケーションで動作することができます。
さらに、これらの特殊な車載コンピュータシステムには、12または24 VDCの車両のDCバッテリーとコンピュータがどのように相互作用するかを制御できる電源イグニッション管理機能があります。
当社のマシンビジョンコンピュータは、PCIe/PCI拡張スロットとデジタルI/O機能をサポートしており、高品質の画像とコンピュータビジョンセンサーデバイスとの正確な相互作用を保証します。
最後に、Premioの防水産業用コンピュータはIP65/67定格であり、堅牢なM12コネクタを装備できるため、水やほこりのあるアプリケーションに最適です。
産業用コンピュータまたは産業用PCに関する一般的なご質問やコメントがございましたら、お気軽にお電話ください。したがって、産業用PCを購入したい場合は、Premioであなたのワークロードに合ったオプションが見つかるでしょう。
