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Industrial Edge と Azure IoT オペレーション

Azureクラウド用の統合データプレーン

オープンでエッジファーストのアーキテクチャで、製造現場のデータをMicrosoft Azureecosystem に取り込みます。Siemens Industrial Edge は、工場側の接続、データの調和とコンテキスト化、ローカル・インテリジェンスを処理します。

概要

Azure IoT Operations は、複数のエッジデバイスやその他のデータソースにわたって情報を集約します。Azure のデータと AI サービスにより、その情報を高度な分析や AI のユースケースという形で、企業全体で利用できるようになります。

Siemens Industrial Edge とMicrosoft Azureは一緒になって、統合された製造データプレーンを構築するためのスケーラブルなエッジ・トゥ・クラウド・インフラストラクチャを提供します。この基盤は、リアルタイムの生産分析、予知保全、予測品質、視覚的品質検査、クローズドループのエージェントおよびフィジカルAIアプリケーションなど、エッジとクラウドにわたるハイブリッドユースケースをサポートします。

濃い青色の背景の4つのエンドポイントアイコンに垂直に接続された3つの積み重ねられたAzureサービスシンボル。

Siemens Industrial Edge は、コンピューティングと接続性を製造現場に直接持ち込み、そこで異種のマシンやコントローラーに接続し、産業用接続とリアルタイム処理のためのローカルアプリを実行し、シーメンスのエッジ管理レイヤーを通じて一元管理します。それと並行して、Azure ARC対応のKubernetesにデプロイされたAzure IoT Operationsは、工場レベルの標準化されたデータおよび運用レイヤーを提供します。これにより、サイトからAzureサービスに産業データを一貫して安全にモデル化し、ルーティングできます。このエッジとクラウドの組み合わせにより、製造業者は遅延の影響を受けやすいワークロードをエッジで維持しながら、産業資産から Azure IoT Operations への継続的なデータフローが可能になり、IT/OT 統合の摩擦が軽減されます。その結果、センサーから意思決定までの明確でスケーラブルな道が開かれ、オープンスタンダードに基づいて構築され、マルチサイト展開の準備が整いました。

Siemens Industrial Edge からMicrosoft Azureへ

  1. ベンダーにとらわれない現場の機器を、事前設定されたコネクタでIndustrial Edge に接続します。
  2. ARC対応のKubernetesでのAzure IoTオペレーションを通じて、工場とクラウドをつなげましょう
  3. Microsoft Fabric、Fabric RTI、Power BIを使用して、データを管理し、AIのユースケースを強化し、リアルタイム分析を実行してください。
  4. ファブリックIQ、ファウンドリーIQ、ワークIQのナレッジレイヤーで産業コンテキストを追加してください。
  5. Azure MLとMicrosoft ファウンドリーを使用してAIモデルのトレーニングとデプロイを行います
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詳細なアーキテクチャ

濃い青色の背景に、接続されたサービスブロック、矢印、Azureスタイルのアイコンが付いた階層化されたワークフロー図。
詳細なアーキテクチャ

    分野レベル：OTの基盤としてのSiemens Industrial Edge

    製造現場では、Siemens Industrial Edge は、EtherNet/IP、Modbus TCP、OPC UAなどのプロトコルや、産業設備の大部分をカバーする他の複数のプロトコルを使用して、PLC、ドライブ、ロボット、その他の自動化装置に直接接続します。事前設定されたOTコネクタとITコネクタのライブラリがあれば、これまでデジタル化プロジェクトを遅らせていた統合作業のほとんどが不要になります。

    ローカルアプリは、視覚化用のWinCC Unified、制御と実行可能なデジタルツイン用のVirtual PLCとLiveTwin、デバイス上の機械学習用のAI Inference Server、運用KPI用のEEnergy Manager やPerformance Insightなどのツールなど、同じSiemens Industrial Edge デバイス上のコネクタと並行して実行されます。MQTTベースのデータバスは、これらのアプリを緩く結合させ、拡張しやすくします。Industrial Information Hub（IIH）スイートは、データの調和、前処理、コンテキスト化を行い、製造現場のデータをエッジ、工場データセンター、クラウドのスマートアプリケーションで使用できるようにします。

    その後、IIHは、Azure IoT Operations、Azure IoT Hub（クラウドに直接）、Azure Event Grid（クラウドに直接接続）、エンタープライズMQTTブローカー、およびクラウドベースの予知保全ソリューションであるSenseyeなどのAzure上で実行されるクラウドアプリケーションなど、複数のノースバウンドターゲットに接続できます。SenseyeはAIを使って機械の故障を予測し、企業がダウンタイムを減らすのを助けています。Insights Hub は、産業データを収集、保存、分析するためのスケーラブルなIIoTプラットフォームです。センスアイとInsights Hub はどちらもAzureマーケットプレイスで購入できます。

    ファクトリーレベル:アダプティブファクトリーの重要な要素としての Azure IoT オペレーション

    工場レベルでは、Azure ARC対応のKubernetes上で稼働しているAzure IoT Operationsが、OTとITをつなぎ、一貫性のあるリアルタイムのデータ基盤を提供する標準化された産業用データプレーンを確立します。

    組み込みのコネクター（OPC UA、MQTT、RESTなど）を介して分散エッジ環境からデータを取り込み、資産モデリングとスキーマ定義を適用し、生の信号を構造化されたコンテキスト化されたデータに変換します。

    統合されたMQTTブローカーはコアメッセージングのバックボーンとして機能し、システム全体で双方向通信と統一された名前空間パターンを可能にします。データフローは、データがどのように処理され、ルーティングされ、Microsoft Fabricに配信されるかを定義します。

    Akriベースのコネクタ、スキーマレジストリ、およびアセットレジストリを備えたKubernetes上に構築されたAzure IoT Operationsは、バッファリングが組み込まれたモジュール式でスケーラブルなアーキテクチャを提供し、中断中もデータの継続性を確保します。

    これにより、データが機械から企業システムにシームレスに流れ、AI、分析、継続的な最適化を促進する、クローズドループの適応型運用を可能にする統合データバックボーンが構築されます。

    ITとエンタープライズレベル：AzureのデータとAIスタック

    データが Azure に到達すると、階層化された一連のサービスがそれをビジネス価値に変えます。

    • Microsoft Fabric、Fabric リアルタイムインテリジェンス、Power BIによるデータ管理とリアルタイム分析
    • Fabric IQ、Foundry IQ、Work IQを備えたコンテクストインテリジェンスとナレッジレイヤーは、未加工の信号に産業的な意味をもたらします
    • Azure Machine LearningとMicrosoft FoundryによるAItraining とデータエンジニアリング（エッジへのモデルデプロイを含む）
    • Azure IoT Hub と Event Grid との接続とメッセージングにより、安全な双方向通信を実現
    • Senseye Predictive Maintenance、Insights Hub、Mendix、RapidMiner AIクラウド、グラフスタジオなどのクラウドベースの産業用ワークロード。

    スタック全体にわたるスケーラブルでプロダクショングレードのインフラストラクチャ管理

    Siemens Industrial Edge・マネジメント・アプリケーションは、アプリのデプロイ、更新のプッシュ、デバイスの状態の監視、およびすべてのサイトにわたるAIモデルの管理のための統一された運用レイヤーを提供します。AzureのネイティブなガバナンスとIDツールと組み合わせることで、ITチームとOTチームは、どちらかの側がドメインの管理を放棄することを余儀なくされることなく、共通の運用モデルを得ることができます。Azure Arc は、クラウドから工場までのITインフラ管理を一元管理します。

    価値と福利厚生

    側面が青緑色で、濃い青色の背景に暗い幾何学的なクラスターシンボルがある白い丸みを帯びた正方形のプラットフォーム。

    産業環境の現実に合わせて構築されています

    Siemens Industrial Edge は、あらゆるベンダーの機器に接続できるため、コストのかかる交換や再設計を必要とせずに、ブラウンフィールド環境でも機能する本番環境ですぐに機能するアーキテクチャを実現できます。

    側面が青緑色で、濃い青色の背景に暗い右上矢印の記号が付いた白い丸みを帯びた正方形のプラットフォーム。

    接続が確立されても停止しない操作

    重要なアプリケーション（制御ロジック、視覚化、バッファリング）はローカルで実行されます。クラウドやネットワークに障害が発生しても、生産は継続し、オペレーターは制御できます。

    白い丸みを帯びた正方形のプラットフォームで、側面が青緑色で、濃い青色の背景に円形のボタンシンボルを押している黒い手があります。

    マシンからエンタープライズまでの単一のセマンティックモデル

    Azure IoT OperationsとFabric IQ /Foundry IQ /Work IQレイヤーは、スタック全体で一貫したデータ言語を確立し、製造現場での信号の意味が分析システムでも意思決定システムでも同じであることを保証します。

    白い丸みを帯びた正方形のプラットフォームで、側面は青緑色で、濃い青色の背景に黒の「Ai」の文字が付いています。

    洞察から行動に移すAI

    Azure MLとMicrosoft FoundryでトレーニングされたモデルはSiemens Industrial Edge に直接デプロイされるため、ソース側でリアルタイムの推論が可能になり、分析と運用の間のループが遮断されます。

    白い丸みを帯びた正方形のプラットフォームで、側面が青緑色で、濃い青色の背景に複数の方向を指す暗い矢印があります。

    1つのラインからグローバルシステムへ-設計上

    このアーキテクチャは、単一のマシンからグローバルフリートまで拡張可能で、製造現場全体の産業運営プラットフォームとしてのSiemens インダストリアルエッジと、サイト全体のデータおよびアプリケーションレイヤーとしてのAzure IoT Operationsを組み合わせています。

    コンポーネント

    濃い青色の背景に右上に傾いた四角が付いた白いバーコードのようなシンボル。

    Siemens Industrial Edge（フィールドレベル）

    OTとITコネクター、ローカルアプリを実行するSiemens Industrial Edge デバイス-WinCCユニファイド、バーチャルPLC、LiveTwin、Mendix on Edge、Energy Manager、Performance Insight、さらにAI推論サーバーとIndustrial Information Hub。

    濃い青色の背景の中央に白いAzure「A」のロゴ。

    Azure IoT オペレーション (工場レベル)

    工場データレイヤーを提供し、OPC UA、MQTT、REST経由で製造現場のデータを正規化し、ルーティングします。データフロー、MQTTブローカー、コネクタ、耐障害性のためのバッファリング、Azure分析とAIとのスケーラブルな統合が含まれます。

    濃い青色の背景の中央に白いAzure「A」のロゴ。

    Azureクラウドサービス（ITレベルとエンタープライズレベル）

    データと分析にはMicrosoft ファブリック、ファブリックRTI、Power BI、コンテキスト化にはファブリックIQ、ファウンドリIQ、ワークIQ、AIにはAzure MLとMicrosoft ファウンドリー、接続にはAzure IoT Hubとイベントグリッド。