OPC UAが作り出す世界と最新情報

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くにひとやたけ
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1 2017 年 12 月 15 日日本 OPC 協議会技術部会

2 バージョンリリース IEC ( インターナル ) Ed Ed /E 予定 Ed 審議予定 10 年以上に渡りマイナーバージョンの変更のみ既存のプロファイルやインターフェイスの削除や互換性を破壊する変更は行われていない 1.04 の背景 Industrie 4.0 の RAMI4.0 通信モデルへの採用 Industrie 4.0 のユースケース視点での評価結果による必要機能の追加

3 IT The Industrial Interoperability Standard TM Implemented 共創する Information Technology Secured 安全に Connected つなげる Operational Technology Communicated 伝える

4 IT Implemented 共創する Information Technology Secured 安全に Connected つなげる任意の相手にデータを転送できる Operational Technology Communicated 伝える

5 通信速度速遅 UA Binary UA Secure Conversation UA TCP UA Binary None None UA XML WS Secure Conversation SOAP 1.2 TCP/IP HTTPS HTTP 低高インターネット親和性

6 Mac Java Client Java Server Linux Windows 7.NET Client.NET Server Windows XP Embedded Linux C/C++ Client C/C++ Server VxWorks メインフレームサーバーサーバークラスタデスクトップ PC ポータブル機器様々な言語の UA API C/C++ JAVA Microsoft.NET 組込み機器コントローラ

7 OPC UA 1.04 New!!! 新トランスポートのサポート IT プラットフォームとの高い親和性 WebSocket Pub / Sub アーキテクチャへの対応トランスポート AMQP UADP 将来検討 : TSN MQTT エンコーディング UA Binary JSON Client/Server Services Browse Read / Write Method Calls Subscriptions Protocols UA Binary TCP HTTPS, SOAP WebSocket, AMQP Vendor Specific Extensions Companion Information Models Built-in Information Models OPC UA Meta Model Pub-Sub Model PubSubConfiguratio n Connections MessageWriters Protocols UADP AMQP More to evaluate (TSN, MQTT)

8 OPC UA 1.04 New!!! Client Client Client Client Client Multicast Message Oriented Middleware Subscription Subscription Publisher Message Writer Dataset Message Writer Dataset Message Writer Dataset OPC UA Server OPC UA Server OPC UA Server OPC UA Server Client / Server Publish / Subscriber (1:N) Publish / Subscriber (N:1)

9 IT Implemented 共創する Information Technology Secured 安全に Connected つなげる Operational Technology Communicated 伝える統一された規則に基づき情報が表現され相手 ( マシン ) に伝達できる

10 一般的な定義モデルを記述するための規則 ( モデル ) OPC UA ではモノコト ( 情報 ) を記述する規則意味構造振る舞いメッセージ関係 Variable Object Model Event N N Method () () Object-1 Object-2 Reference

11 物理モデル個別アプリ情報モデル標準アプリ構造振る舞いメッセージ参照 Before 従来の生産システム標準化 After OPC UA の世界 Operation Model Maintenance Model 論理空間物理空間

12 モデル定義基盤 (Meta Model) の確立基本デル構成要素 (Built-in Information Model) の定義拡張モデルの拡充協調領域 (Companion Information Model) 競争領域 (Vender Specific Extensions) Vendor Specific Extensions Companion Information Models PLCopen, ADI, FDI, FDT, BACnet, MDIS, ISA95, AutomationML, MTConnect, AutoID, VDW, IEC 61850/61400, ODVA/Sercos and more coming Built-in Information Models Base, DA, AC, HA, Prog, DI OPC UA Meta Model Basic rules for exposing information with OPC UA 企業独自の情報業種に特化した情報共通で利用する情報情報を表すための規則

13 新たなデータ型のサポートデータ型 SelectionListType KeyValuePair AudioData Decimal 説明 OPC UA 1.04 New!!! プロパティとして選択可能な値を定義できそこに指定されている値しか設定できない制約を与えるデータ型キーとその値のペアの集合を保持できるデータ型動画データを示すデータ型高精細な浮動小数を示すデータ型 Method ノードにオプションプロパティ DefaultInputValues を追加 Call サービスでの Method 起動に引数指定が省略可能 Server オブジェクトに LocalTime プロパティを追加 OPC UA サーバーが動作している場所のタイムゾーンを指定 OPC UA Part9 Alarm and Condition の仕様拡張 ISA18.2 アラーム管理規格をサポート

14 OPC UA 1.04 New!!! 簡略した定義省略をしない定義リソースの少ないプラットフォームにも UA サーバーを搭載可能に

15 IT Implemented 共創する Information Technology データの完全性が維持され且つ情報が保護される Secured 安全に Connected つなげる Operational Technology Communicated 伝える

509 V3 アクセス制御 - Access Level - Write Mask -

16 認証と認可アプリケーション認証利用環境の妥当性 - Application Instance Certificate ソフトウエア認証ソフトウエアの妥当性 - Software Certificate ユーザ認証利用者の妥当性ユーザ認可 - Username & Password - WS-Security Token - X.509 V3 アクセス制御 - Access Level - Write Mask - Executable 保全性と機密性メッセージ認証 FIC001.SV=50.00 Write: FIC001.SV=50.00 暗号化

17 Server オブジェクト ServerCapability コンポーネント Roles コンポーネント全ての UA ノードの共通属性 NodeId NodeClass BrowseName DisplayName ( 略 ) RolePermissions UserRolePermissions OPC UA 1.04 New!!! ロール情報の追加 ( オプション ) Role 毎の利用可能サービスの定義 Read/Write/Call Namespaces コンポーネント <Role> オブジェクトオブジェクト Role オブジェクトオブジェクトクライアントのロールを決定する条件を定義 - ユーザー : 接続しているクライアントユーザー - アプリケーション : 接続しているクライアントアプリ - エンドポイント : 接続時に指定されたUAサーバーエンドポイント <Namespace> Role Role コンポーネントオブジェクト Role オブジェクトオブジェクトネームスペース毎の属性を定義 ( 略 ) DefaultRolePermissions プロパティ ( オプション ) DefaultUserRolePermissions プロパティ ( オプション ) 朱書きが新規追加 <XXXX> は実際の BrowseName は固有の識別子を持つノードを指す

18 一部のサービスで Session 接続がなくても呼び出しが可能ユーザー認証処理が不要ヘッダ情報にアクセストークンを指定して認可シングルサインオンの実現 : IT アプリとの連携 Secure Channel では暗号化の指定が必須 OPC UA 1.04 New!!! アプリケーション層ユーザ認証ユーザ権限の付与コミュニケーション層アプリケーション認証メッセージの完全性メッセージの機密性 Session Secure Channel トランスポート層アプリケーション層ユーザ認証ユーザ権限の付与コミュニケーション層アプリケーション認証メッセージの完全性メッセージの機密性

19 OPC UA 1.04 New!!! 全てのノードに共通なオプション属性として AccessRestictions が追加全ての UA ノードの共通属性 NodeId NodeClass BrowseName DisplayName ( 略 ) AccessRestribtions Server オブジェクト Namespaces コンポーネント <Namespace> Role Role Role コンポーネント ( 略 ) オブジェクト DefaultAccessRestrictions プロパティ (opt) 接続時のセキュリティポリシーによりそのノードへのアクセス可否を制限 None(0) Sign(1) Sign&Encript(2) を示すビットテーブル値 Server オブジェクト下に DefaultAccessRestirctions というデフォルト定義情報を追加ユーザー認証情報に JWT(JSON Web Token) をサポート JSON にセキュア処理を施してアカウントトークン情報を表現する仕様

20 IT 特定の課題に着目し情報の収集把握分析指示ができる Implemented 共創する Information Technology Secured 安全に Connected つなげる Operational Technology Communicated 伝える

相互運用能力 Level 6 Composability 結合可能性 Level 4 Level 2 Interoperability 相互運用性 Integratability 統合性 1 st OPC Classic Syntactically Connected 2 nd OPC UA 3 rd

21 相互運用能力 Level 6 Composability 結合可能性 Level 4 Level 2 Interoperability 相互運用性 Integratability 統合性 1 st OPC Classic Syntactically Connected 2 nd OPC UA 3 rd Information Models Grammatically Connected Semantically Connected 出展 :The Levels of Conceptual Interoperability Model: Applying Systems Engineering Principles to M&S

22 日本 OPC 協議会 URL:

OPC Foundation

OPC Foundation UA が作り出す世界 2007 年 6 月 11 日日本協議会企画部会長唐木茂 ( 株式会社山武 ) 1 内容 UA 情報モデル中心に UA が作り出す世界 2 3 UA 開発動機 DCOM 旧アーキテクチャインターネット.NET 新しいコミュニケーションアーキテクチャ UA より良いインテグレーション (DA, HDA, AE) サービス指向アプリケーション領域の拡大 (MES, ERP)