iaCloudプロジェクト 発足の提案

産 業 オートメーションにおける クラウドサービスの 可 能 性 プロジェクト 発 足 について 2014 年 6 月 25 日 IAFフォーラム IAF 運 営 委 員 会 幹 事 @bridge consulting 橋 向 博 昭

プロジェクトの 背 景 と 目 的 背 景 オフィス 業 務 や 個 人 コミュニケーション 分 野 で クラウドサービス(Saas)が 多 く 提 供 されるようになった 企 業 の 情 報 システムをオンプレミス (on-premises) ではなく クラウドサービス で 提 供 されたプラットフォームやコンピューティング 環 境 を 利 用 する 事 例 が 急 増 している (Paas,Iaas) IA 分 野 においては クラウド 利 用 の 動 向 がほとんど 見 られず エンドユーザの 潜 在 的 ニーズが 満 たされていない 目 的 産 業 オートメーション(IA) 分 野 において 様 々なIA 関 連 の 設 備 機 器 システ ムが 保 持 する 情 報 を クラウドサービスで 利 用 できる 共 通 的 な 仕 組 みを 構 築 する IA 分 野 におけるクラウドサービスを 実 現 する 基 本 プロトコルとデータオブジェ クトフォーマットを 規 定 する 規 格 を 作 成 する 既 存 のオープンで 標 準 的 な 技 術 規 格 を 利 用 し 必 要 な 拡 張 と 特 化 を 行 う IAF ( Industrial Automation Forum ) 2

IAネットワークからの クラウドサービス 利 用 PCやタブレット 端 末 上 のWebブラウザやWebアプリからは ファイア ーウォールを 介 して インターネット 上 のWebサーバやクラウドサー ビスにアクセス 可 能 である 一 般 に WebブラウザやWebアプリで 利 用 されるHTTPクライアント 通 信 は ブラックリストにない 限 りファイアーウォールを 通 過 できる (Firewall Friendly) 業 務 系 の 情 報 システムのプラットフォームやインフラ 自 体 をクラウド サービス 化 するものから 個 人 向 けサービスやSNSまで 様 々なクラ ウドサービスが 既 に 供 給 されている しかし IA Systemに 関 連 したものとしては IA SystemのH/WやS/Wベンダの Webサイトにアクセスし 資 料 をダウンロードしたり サポートを 受 け たりするものはあるが IA 関 連 情 報 のクラウドサービスやSystem 間 の 情 報 連 携 サービスなどは まだほとんど 存 在 しない IAF ( Industrial Automation Forum ) 6

クラウドサービスの 分 類 Saas: クラウド 上 のアプリケーションサーバに 接 続 し ブラウザや 今 日 はこっちの 話 です タブレット 端 末 のHttpクライアントからその 機 能 を 利 用 する SaleForce (CRM), SAPクラウド(ERP) (ビジネスアプリケーション) Amazon Marketplace (EC) 既 存 のIA 関 連 機 器 システムとの 情 報 連 携 をクラウドで 行 うための 技 術 Google Apps(Gmail カレンダーなど), icloud (Office Suit) Facebook, Pinterest (SNS) Dropbox, Evernote (personal Assitance) Paas/Iaas: クラウド 上 のアプリケーション 実 行 環 境 (OS)や Databaseを サービスとして 利 用 する Amazon: EC2, S3, DynamoDB Google: Compute Engine, App Engine, Cloud SQL, Cloud Strage IBM: Cloud Management service, Oracle: Compute, Strage 基 盤 を 提 供 する IAF ( Industrial Automation Forum ) 8

動 的 でインタラクティブな Webページの 仕 組 み WEB1.0の 静 的 なWebページ <ユーザがリンクをクリック> Http リクエスト Get/Post www.host.com/dir/file?abc=1234&def=5678 レスポンス file.html ファイル Google Server ちょっとした 情 報 (Tips) JavaとJavascriptは 違 います Httpはステートレス セッション 管 理 には 工 夫 が 必 要 これからはhtml5が 標 準? WEBクライアント <ブラウザが html ファイルを 解 釈 し 画 面 表 示 > <ユーザがリンクをクリック> インターネット この 技 術 で 可 能 になったこと Google Map WEB2.0 以 降 のリッチなWebページ(Ajax) リッチで 双 方 one 向 way のユーザ 体 <ユーザがリンクをクリック> 験 (UX)がWebアプリでも 提 供 できるようになった Http リクエスト Get www.host.com/dir/file?abc=1234&def=5678 レスポンス file.html ファイル <ブラウザが html ファイルを 解 釈 し 画 面 表 示 > <Javascript を 実 行 > Httpリクエスト Get/Postメソッド url + パラメータ Httpレスポンス XMLファイル <Javascriptが 画 面 表 示 > サーバとWebクライアント 間 で XMLなどのデータ 交 換 が 可 能 となった この 二 つが Saasを 実 現 するために 必 要 だった <ユーザがリンクをクリック>

IA 分 野 でのWebサービスの 応 用 DCSやSCADAがWebサービスサーバ 機 能 を 搭 載 する? 現 在 DCS/SACDAはWebサーバ 機 能 はサポート 済 み 標 準 としてWebサービスをサポートする 価 値 は? リッチ 監 視 端 末 もすべてWebブラウザに 出 来 る でも クラウド 上 にDCS/SCADAを 置 くわけじゃないし DCS/SCADAや 産 業 用 操 作 表 示 器 コントローラや 現 場 機 器 を 取 りまとめるフィールドサーバに Webサービス のクライアント 機 能 を 搭 載 すると 製 造 現 場 の 様 々なデータを 収 集 解 析 保 管 するSaasが 提 供 できる

Saasを 実 現 するWebサービス 技 術 Webサービスとは Web 上 で 提 供 される 情 報 サービ スのことではない W3Cにおいては Webサービスとは さまざまなプラ ットフォーム 上 で 動 作 する 異 なるソフトウェア 同 士 が 相 互 運 用 するための 標 準 的 な 手 段 を 提 供 するものと 説 明 されている 技 術 的 には Http(s) プロトコルを 利 用 し Soap XML JSONなどの 構 造 化 されたドキュメントを 交 換 する ことで ネットワーク 上 でのサービスを 提 供 するための 一 連 の 手 段 IAF ( Industrial Automation Forum ) 12

提 案 するの 概 念 図 B 社 クラウド サービス 基 幹 系 システム F/Wフレンドリー インターネット 矢 印 の 向 は HTTPリクエストの 向 き センターサーバ イントラネット B 社 DCS 制 御 用 LAN フィールドバス A 社 SCADA PLC 用 LAN 表 示 器 PLC 用 LAN 制 御 用 LAN PC 制 御 用 LAN 工 作 機 械 モニタSW

の 技 術 的 基 盤 クラウド サービス 一 般 的 なWebページの 閲 覧 で 使 用 さ れているAjaxと 同 じ 仕 組 みを 利 用 ECサイト Googleマップなど ほとん どのインタラクティブなWebサイトで 使 っている 技 術 具 体 的 には フィール ドサーバがWebクライアントを 搭 載 し http(s) POSTあるいはPUTメソッドを 使 用 し 収 集 データをsoap-Xmlや JSONで クラウドセンタサーバへファ イアーウォールを 通 して 送 信 する イントラネット F/Wフレンドリー インターネット センターサーバ フィールドサーバ プロトコル 詳 細 のガ イドラインを 作 る // OPC-UA の 場 合 POST /store-data HTTP/1.1 Host: centerserver.host.com/ Content-Type: application/soap+xml; charset= utf-8 Content-Length: nnnn <soap-xmlデータ> PLC 用 LAN // REST-JSON の 場 合 POST /store-data HTTP/1.1 Host: centerserver.host.com/ Content-Type: application/json; charset= utf-8 Content-Length: nnnn <JSONデータ> このオブジェクト 形 式 のベースを 作 る

データ 連 携 のまとめ Webサービスのサーバ 機 能 ではなく クライアント 機 能 を 搭 載 したフィールドサーバやDSC/SCADA と それに 対 応 したクラウド 上 のデータ 収 集 / 蓄 積 サ ーバ プロトコルは OPC-UA(SOAP-XML)と REST-JSON 基 本 のAPIと 主 要 データオブジェクトの 構 造 を 定 義 PLCのリニアメモリイメージ(wordデータ 配 列 ) タグ ポイント 履 歴 データ イベントログ 設 備 稼 働 状 況 消 費 エネルギー ISA-95モデルに 基 づく 上 位 オブジェクト KPI

JSONデータオブジェクトの 例 例 えば 2 点 の 温 度 と 警 報 2 点 の 監 視 オブジェクトをJSONで 記 述 すると { objectid : IDstrings, // IDの 付 け 方 にルール? timestamp : 20140625134500.000000+0800, //ISO8601のテキスト 記 述 "dataobject" : { timestamp :, // Object 毎 に は 親 と 同 じ ゾーン1 温 度 : 83.6, // 数 値 の 型 はNumberのみ ゾーン2 温 度 : 76.4, // で 大 丈 夫 か アラームスレータス : { // Objectは 入 れ 子 にできる timestamp :, "アラーム1" : false, // データ 型 は TEXT, Number, アラーム2 : false // Boolean しかない } }, comments : このオブジェクトに 関 する 説 明 } 注 : 上 記 の // ような 評 価 対 象 とならないコメント 行 はJSONでは 許 されていない 理 解 しやすいように 挿 入 したもの IAF ( Industrial Automation Forum ) 17

OPC-UAデータオブジェクトの 例 {<?xml version='1.0'?> <env:envelope xmlns:env="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope" > <env:header> <t:transaction xmlns:t="http://thirdparty.example.org/transaction" env:encodingstyle="http://example.com/encoding" env:mustunderstand="true" >5</t:transaction> </env:header> <env:body> </env:body> </env:envelope> OPC-UAの 定 義 のxml 表 記 データをそのまま 利 用 IAF ( Industrial Automation Forum ) 18

プロジェクトのゴール Industrial Automation 分 野 におけるクラウドサービスの 標 準 的 なプロトコ ルを 定 義 する OPC-UAをそのまま 採 用 する 必 要 に 応 じて Httpメソッド URLやURLパラメータの 使 用 法 レスポンスなどUA-XML(Soap)のHttpバインディングの 詳 細 について 定 義 す る REST-JASONをベースとし Httpメソッド URLやURLパラメータの 使 用 法 レスポンス などの 詳 細 について 定 義 する Industrial Automation 分 野 におけるクラウドサービスの 標 準 的 なデータオ ブジェクトの 構 造 を 定 義 する データオブジェクトの 基 本 構 造 (ベースクラス)を 定 義 する IA 分 野 の 基 本 情 報 のデータオブジェクト 構 造 を 定 義 する (タグ ポイント A&E 履 歴 データなど) ユーザ 視 点 でのいくつかのユースケースを 想 定 し それぞれのケースで 必 要 なデ ータオブジェクトを 定 義 する IAS-95 ISO-22400(KPI)を 参 照 し より 抽 象 化 されたオブジェクトの 記 述 に 挑 戦 する 仕 様 を 実 装 する レファレンス 実 装 を 行 い オープンソースとし て 提 供 する IAF ( Industrial Automation Forum ) 19

プロジェクトの 参 照 規 格 プロトコル OPC-UA Soap, WSDL, WS-addressing, WS-security REST-JSON ECMA-404, RFC-4627 データオブジェクト 構 造 ISA-95 ISO-22400 OPC-UA IAF ( Industrial Automation Forum ) 23

プロジェクトの 運 営 と 構 成 TBD 年 内 に 基 本 仕 様 の 作 成 を 終 え 2015 年 の 秋 に 実 証 デモ 展 示 を 目 指 しリファレンス 実 装 を 行 う 早 急 にプロジェクトキックオフを 行 い 詳 細 を 決 定 必 要 に 応 じて 分 科 会 などを 設 置 し 並 列 的 に 作 業 を 開 始 したい ユーザニーズを 取 込 むために ユーザの 参 画 とヒア リングなどを 実 施 IAF ( Industrial Automation Forum ) 24

エンドユーザ PA,FAのエンドユーザ 中 小 企 業 関 連 団 体 プロジェクトメンバを 募 集 参 加 に 興 味 のある 方 は いずれかへメールください クラウドサービスのプロバイダー IA-cloudプロジェクト: consulting@hashimukai.com IAF 事 務 局 : machida@mstc.or.jp 独 自 のクラウドサービスや 類 似 のサービスの 事 業 展 開 を 実 施 しているベ ンダ 今 後 の 事 業 展 開 を 検 討 中 のベンダ IA 分 野 のSIer S/Wベンダ H/W ベンダ DCS/SCADAのベンダ PLC 温 度 調 節 器 表 示 器 ベンダ プロジェクト 参 加 条 件 : 原 則 として IAFの 正 会 員 ないしは ユーザの 情 報 会 員 であること ( 暫 定 ) IA 情 報 端 末 ベンダー IA 機 器 のフィールドサーバやゲートウエイの 開 発 供 給 ベンダ ios, Android 端 末 用 のPLCモニタアプリやSCADAアプリの 開 発 供 給 ベンダ IAF ( Industrial Automation Forum ) 25