概要
現代の自動車製造において、生産施設はインダストリー4.0へと急速に進化しており、リアルタイムの機械データと予測分析は、生産性を維持しダウンタイムを最小限に抑えるために不可欠です。数十台のCNCマシンとロボットシステムを運用する欧州の自動車部品メーカーは、工場の現場で直接、機器の状態と生産性能を監視するための拡張可能な方法を必要としていました。Premioのコンパクトな産業用エッジコンピューティングプラットフォームを導入することで、メーカーはリアルタイムの機械監視を可能にし、予知保全能力を向上させ、レガシー工場設備を最新の製造システムに統合しました。
課題
• エッジでのリアルタイム機械データ収集と分析のための処理能力の制限
• CNCマシン、ロボットシステム、PLC、産業用センサーを統合するための接続性の不足
• 機械データをMESおよびSCADAプラットフォームに確実に送信するための高速ネットワークの欠如
• 個々の機械制御盤内に展開するには、産業用PCが大きすぎ、高価すぎる
• レガシー工場設備を最新のIndustry 4.0監視インフラストラクチャに統合することの困難さ
ソリューション
• Premioのコンパクトな産業用3.5インチシングルボードコンピューター（CT-DAS01）
• 効率的なエッジデータ処理のためのIntel Atom x7835REおよびx7433REプロセッサー
• 機械接続のためのRS232 RS422 RS485およびCAN FDを含む産業用通信インターフェース
• 工場ネットワークおよびMES統合のためのデュアル2.5GbE LANポート
• ローカル機械データロギングと分析のためのM.2 NVMe ストレージサポート
メリット
• 工場全体でのリアルタイム機械監視
• 予知保全によるダウンタイムの削減
• 複数のマシンセルにわたる拡張可能な展開
企業概要
欧州の自動車製造サプライチェーン内で事業を展開するこの組織は、車両アセンブリに使用される高精度機械部品の製造を専門としています。高度なCNC加工とロボットアセンブリ技術は、その大量生産環境の基盤を形成しています。同社はスマート製造イニシアチブを拡大し続けており、生産のあらゆる段階でデジタル監視と予測分析を統合することに注力しています。
課題
機械データのエッジ処理の制限
現代の製造設備は、主軸速度、振動信号、温度測定値など、大量の運用データを生成します。しかし、従来の監視アプローチは、機械データの処理時に遅延が発生する集中型システムに依存していました。機械レベルでの十分なローカル処理がなければ、リアルタイムで異常を検出することは困難でした。
産業機器間の複雑な接続
生産現場には、CNCマシン、ロボットアーム、PLC制御ステーション、産業用センサーが混在していました。多くのシステムは、シリアルインターフェースや産業用フィールドバス技術など、異なる通信プロトコルに依存していました。これらのデバイスを統一された監視プラットフォームに統合するには、複数の産業用通信インターフェースをサポートできるコントローラーが必要でした。
MESプラットフォームへのデータ送信のボトルネック
機械データは、監視および分析のために製造実行システム（MES）およびSCADAプラットフォームに送信する必要がありました。既存のシステムには、増加する運用データを確実に処理するための十分なネットワーク帯域幅がありませんでした。この制限により、データの可視性が低下し、工場全体の監視システムの有効性が低下しました。
機械キャビネット内の展開の制約
機械制御盤内に監視システムを直接設置するには、コンパクトな設置面積のハードウェアが必要でした。従来の産業用PCは、すべてのマシンセルに展開するには大きすぎ、高価すぎました。その結果、多くの機械は専用の監視デバイスなしで稼働していました。
レガシー機器のIndustry 4.0インフラストラクチャへの統合
多くのCNCマシンやPLCシステムは、Industry 4.0イニシアチブが製造業で標準となるずっと前に設計されました。これらのレガシーマシンは、最新のデータプラットフォームやクラウドベースの分析に対するネイティブサポートがありませんでした。レガシー機器とデジタル工場システム間のギャップを埋めるには、古い産業用通信プロトコルをサポートできる柔軟なエッジコンピューティングプラットフォームが必要でした。
ソリューション
Premioの産業用エッジコンピューティングプラットフォーム
PremioのCT-DAS01 3.5インチSBC産業用マザーボード
工場の監視に関する課題に対応するため、メーカーは複数のマシンセルにわたるスマートエッジコントローラとしてPremioのCT-DAS01 3.5インチSBC産業用マザーボードを導入しました。
このボードのコンパクトな146 × 102 mmの設置面積により、既存のマシンエンクロージャを大幅に変更することなく、機械制御キャビネット内に直接設置でき、拡張可能な展開が可能になります。
機械レベルに設置されたシステムは、CNCマシン、PLC、ロボットシステム、産業用センサーから稼働データを収集し、既存の機器を最新の製造システムに接続するエッジゲートウェイとして機能します。
効率的なエッジデータ処理
Intel Atom x7835REおよびx7433REプロセッサ
CT-DAS01は、Intel Atom x7835REおよびx7433REプロセッサを使用して効率的なエッジ処理を提供し、リアルタイムの機械データ収集とローカル分析を可能にします。
ボードは最大32GBのDDR5 SO-DIMMメモリをサポートし、産業用アプリケーションが機械レベルで直接データ分析ワークロードを実行できるようにします。
機械のテレメトリをローカルで処理することで、メーカーは、データを集中型MESまたはSCADAプラットフォームに送信する前に、異常検出、サイクルタイム監視、機器の状態追跡などの機能を実行できます。
産業用通信統合
機械接続用の2x RS-232/422/485および2x CAN FDインターフェース
CT-DAS01は、2つのRS-232/422/485シリアルインターフェースと2つのCAN FDインターフェースを介して広範な産業用接続を提供し、さまざまな工場機器との統合を可能にします。
これらのインターフェースにより、エッジコントローラは既存のPLCシステム、産業用センサー、CNCマシンコントローラに接続できるだけでなく、最新のロボットシステムやモーション制御デバイスとの通信もサポートします。
この柔軟なI/O機能により、メーカーは既存の機械を交換することなく、古い生産設備をインダストリー4.0監視システムに統合できます。
高速工場ネットワーク接続
デュアル2.5GbE LANポート
このシステムは、デュアル2.5GbEイーサネットポートを備えており、機械データを工場自動化ネットワークやエンタープライズシステムに送信するための高帯域幅接続を可能にします。
1つのネットワークインターフェースを機械レベルの制御ネットワークに接続し、もう1つのインターフェースを製造実行システム（MES）またはエンタープライズITインフラストラクチャに接続できます。この構成により、運用技術（OT）とエンタープライズITネットワーク間のセグメンテーションを維持しつつ、信頼性の高いデータフローが確保されます。
ローカルデータログとストレージ
M.2 NVMeストレージのサポート
CT-DAS01は、NVMe SSDをサポートするM.2 M-keyスロットを介して高速ストレージをサポートし、ローカルデータロギングとエッジ分析を可能にします。
ボードには、NVMeストレージまたは4G/5GセルラーモジュールをサポートするM.2 B-keyスロットも含まれており、M.2 B-keyインターフェースでSATAが共有されています。
この柔軟なストレージと接続アーキテクチャにより、詳細な機械データ履歴をローカルに保存し、リモート工場展開用のオプションのワイヤレス接続をサポートできます。
工場環境向けの産業用グレード設計
CT-DAS01は、以下の機能を備え、要求の厳しい産業環境向けに設計されています。
・工場電力システムと互換性のある9～36V DC広範電源入力
・-40℃～85℃の動作温度
・TPM 2.0ハードウェアセキュリティサポート
・携帯電話接続用のデュアルNano SIMソケット
• トリプル独立ディスプレイ対応 （産業用視覚化システム向け）
これらの機能により、このボードは産業オートメーション環境で信頼性の高い動作をしながら、現代のセキュリティ、ネットワーキング、および視覚化の要件をサポートします。
利点
工場のリアルタイム可視化
CNCシステム、ロボットアーム、センサーからの機械データはリアルタイムで収集・処理されます。これにより、オペレーターは機械のパフォーマンスを即座に把握し、工場現場での迅速な意思決定が可能になります。
予知保全によるダウンタイムの削減
エッジ解析により、機器の故障につながる前に機械の異常な動作を検知します。保守チームは早期にアラートを受け取り、生産スケジュールを中断する前に問題に対処できます。
スケーラブルなスマートファクトリー展開
コンパクトなシングルボードコンピュータ設計により、生産ライン全体の個々の機械キャビネット内に設置できます。その結果、メーカーは大幅なインフラ変更なしに、何十台もの機械で監視範囲を拡大できます。
結論
製造業がインダストリー4.0環境へ移行するにつれて、リアルタイム機械監視と予知分析は、効率的な運用を維持するために不可欠となっています。工場現場全体にコンパクトなエッジコントローラーを導入することで、メーカーはレガシー機器を最新のデジタルインフラと統合することに成功しました。PremioのCT-DAS01は、次世代のスマートファクトリー運営をサポートする必要な産業用接続性、処理能力、および拡張性を提供しました。