工場ネットワーク構築のよくある課題と解決策、構築事例をご紹介

製造業をはじめ、工場が主要な稼働場所となる業種において、近年欠かせないのがネットワークの構築・管理です。「働き方改革」を背景として求められる生産性向上、業務効率化のためにも、工場のネットワーク整備は欠かせないものとなっています。一方で人手不足やエラー発生時の対応能力など、多くの課題があります。その課題を効率的に解決するには、どのような方法があるのでしょうか。今回は、工場ネットワークのトレンドとともに、よくある課題と解決策を紹介します。

工場ネットワークのトレンド

あらゆる業種がそうであるように、工場も「働き方改革」による業務効率化の波が押し寄せています。そのような中、工場ネットワークは業務効率化の一助となる重要な役割を担っています。

昨今、長期に稼働してきた工場はこれまでのネットワークを刷新し、最新IT技術を取り入れた新しい工場へと移り変わってきています。

「IoT化」「スマート工場」といったトレンドのキーワードに代表されるように、工場の工作機械や生産ラインなどにインターネットなどのネットワークを接続し、生産性向上や品質管理の向上を図っています。

工場のIoT化が進めば、遠隔からもそれぞれのモノの状況を認識、計測、制御することが可能になることから、大きな期待が高まっています。

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工場ネットワークのよくある課題

このように、新たに生まれ変わろうとしている工場を取り巻くネットワークには次のような課題があります。

●工場ラインの停止が頻繁に発生
工場にとって、ライン停止は絶対的に回避しなければならないことでありながら、ネットワーク化により効率化が進む中、かえってそのリスクが高まる恐れがあります。ネットワーク化したことで、ライン停止が頻繁に発生するようになり、原因もわからないというケースも少なくありません。ダウンタイムがより長引けば長引くほど、生産性が下がり、経営にも影響が生じます。

●サイバー攻撃への対策が不十分
工場のネットワーク化は業務効率化を促し、遠隔からの監視、運用をも可能にします。その一方で、ラインがランサムウエアに感染して停止するなど、制御システムを狙ったサイバー攻撃のリスクも高まっています。スマート工場に進化させていくにおいても、こうしたサイバー攻撃対策は急務となっています。

●過酷な環境下における故障
工場によっては、高温もしくは氷点下になる場所もあります。そのような過酷な環境下でも設備を正常に稼働させる必要があります。しかし、設備の老朽化や機器の信頼性が原因で正常に稼働しなかったり、故障したりするケースもあります。

工場ネットワークの課題解決策

これらの工場ネットワークの課題に対しては、次のような解決策が考えられます。

●「工場ラインの停止が頻繁に発生」の解決策
ネットワークの導入にあたり、より安定したネットワークを選ぶことは必須といえます。また、異常・故障発生をリアルタイムに検出するとともに、管理者へ通知し、ライン停止のダウンタイムを最小限にとどめるためには、IoTによる見える化や制御も解決策の一つです。

●「サイバー攻撃への対策が不十分」の解決策
工場のネットワークにおけるセキュリティ対策として、ネットワークを分割して不正な通信を未然に防ぐ方法や、ネットワーク間にファイアウォールを施し、不正な通信を制限する方法があります。また、中継サーバーを置いて安全性を確保する方法、IDSと呼ばれる侵入検知システムを導入して不正な通信を検知する方法もあります。

●「過酷な環境下における故障」の解決策
過酷な環境下でも、安定したネットワークを構築することが重要な解決策になります。
また、長期にわたり故障せず稼働した実績のある、信頼性の高いネットワーク機器を選ぶことも重要です。

スマートファクトリーを支えるネットワークセキュリティ

工場のネットワークを整備する上で注目したいのがスマートファクトリーです。スマートファクトリーとは、工場内の設備をIoT化するデジタル技術のことです。ありとあらゆる活動をデータで可視化し、工場全体をスマート化することで生産効率の改善、設備の保全、省人化などさまざまなメリットをもたらすものです。DX（デジタルトランスフォーメーション）の流れもあり、製造業ではスマートファクトリーの導入が進んできています。

スマートファクトリーでは製造機械や製品に取り付けられたセンサーからリアルタイムでデータを収集し、そのデータを分析することができます。これにより、製造プロセスの最適化や、予兆保全が可能になり、生産数の増加や突然の機械故障による生産の停滞が減少します。
また、スマートファクトリーでは、機械が自動で作業を行うことも珍しくありません。製造効率の飛躍的な向上や、人間にとって危険な作業をロボットが代行することで、作業環境の安全性も大きく改善されています。
エネルギー管理においても、使用エネルギーを可視化することで無駄なエネルギー使用の削減ができ、コスト削減はもちろん、環境への負荷を減らすことにも寄与しています。

このように、スマートファクトリーは製造業の効率化、安全性向上、環境負荷の軽減に至るさまざまなメリットがあります。しかし、スマートファクトリーは工場のさまざまな設備をネットワークで接続する必要があり、適切なセキュリティ対策を取らなければ、脅威へのリスクを増やすことになってしまいます。そのため、工場のスマートファクトリー化には利便性とセキュリティ強化を踏まえた全体設計が行えるネットワーク専門会社への相談が重要です。

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まとめ

工場は、現在、ネットワーク化はもちろん、IoT化などIT技術進化の過渡期にあります。そのような中、機器の稼働や生産ライン停止をいかに防ぎ、業務効率化や生産性向上を実現していくかが重要になっています。そのためには、より信頼性の高い工場ネットワークの構築が欠かせません。

2020/1/31 HCNET コラム担当
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