私は、産業用ネットワークは単にデータが通過する「パイプ」に過ぎないと考えていましたが、それは大きな間違いでした。現代の工場では、ネットワークが生産の真の心臓部となり、効率、品質、競争力を決定する要素となっています。何百人ものミュージシャンをリアルタイムで調整しなければならないオーケストラの指揮者（リッカルド・ムーティでしょうか）を思い浮かべてください。これが、今日の産業ネットワークが直面している課題です。
すべてのデバイス、センサー、アクチュエーター、コントローラーは、ミリメートル単位の精度で命令を受信して実行する必要があります。そしてなぜ？なぜなら、たった 1 ミリ秒の遅延が、欠陥のある製品や材料の無駄、あるいは最悪の場合には危険な状況につながる可能性があるからです。 Time-Sensitive Networking (TSN) や Deterministic Networking (DetNet) などのテクノロジーは、この状況に革命をもたらし、前例のないレベルの決定論をもたらしています。
近年、産業ネットワークの技術的状況は劇的に変化しました。従来の通信プロトコルは徐々にイーサネットベースのソリューションに取って代わられていますが、その特性はオフィスで使用されている従来のイーサネットとはまったく異なります。現代のスマート ファクトリーでは、予測可能で保証されたレイテンシで、膨大な量のデータをリアルタイムで処理できるネットワークが必要です。 これは単なる技術のアップグレードではなく、機械同士の通信方法を完全に変える真の革命です。
一方、産業環境における通信ニーズは、通常の IT 環境におけるニーズとは大きく異なります。ちなみに、冗長な言葉はほとんどありません。一般的なコンピュータ ネットワークは、主に最大の帯域幅を許可するように設計されており、遅延やパケット損失の調整など、時折発生する不都合を許容できます。しかし、産業オートメーションの分野では、このような状況は本当に壊滅的な結果をもたらす可能性があります。たとえば、ロボットが動いているコンベアベルトと同期する必要がある場合、数ミリ秒の遅延によって部品の欠陥が発生したり、機器が損傷したりする可能性があります。
産業ネットワークに最適な要素
前にも言いましたが、現代の産業ネットワークを特徴づける基本的な特徴は 決定論。しかし、それは正確には何を意味するのでしょうか?決定論的ネットワークは、メッセージが事前に定義された一定の時間内に、ジッターがほとんどまたはまったくなく配信されることを保証します。これは、ネットワーク トラフィックに応じてパケットの遅延が変動する可能性がある従来のイーサネット ネットワークの動作とはまったく対照的です。
これらすべてを解決するのが、Time-Sensitive Networking です。これは、確定的なデータ転送を保証するメカニズムを使用して、イーサネットのデストラップを拡張し、場合によっては改善する IEEE 802.1 標準のセットです。これにより、正確な時間同期、トラフィック スケジューリング、キュー管理が可能になり、重要なデータ用に特定の時間「スロット」を予約できるようになります。その後、イーサネット フレームのベースで QoS 優先度をエンコードすることにより、これらを他のトラフィックよりも優先して送信できます。
注目すべき興味深い点は、コンサートホール環境でオーディオ信号を同期して送信するために生まれたこの技術が、主にネットワークノード間の予測可能な通信時間と同期を確保できることから、産業用アプリケーションに普及しつつあることです。また、この方法では、これまで従来のイーサネット プロトコルの実装を厳しく制限していた決定論の問題が解決され、産業用ネットワークの開発と実装に新たな展望が開かれることも覚えておくことが重要です。
TSNを補完するのは 決定論的ネットワーク（DetNet） インターネット技術タスクフォース (IETF) によって開発されました。 TSN は主にデータリンク層で動作しますが、DetNet はこれらの概念をレイヤー 3 (ネットワーク層) まで拡張し、より大規模で複雑な IP ネットワーク間でも確定的な通信を可能にします。このアプローチにより、現代の産業環境に典型的な、より大規模で複雑なネットワーク構成でも決定論を維持することができます。
プライベート5G：ワイヤレス革命
TSN と DetNet が有線ネットワークを変革する一方で、もう 5 つのテクノロジーが産業用ワイヤレス ネットワークの世界に革命をもたらしています。それが「プライベート 5G」です。プライベート XNUMXG ネットワークは、外部事業者に依存することなく、第 XNUMX 世代のモバイル テクノロジーの利点を産業環境に直接もたらす革新的なソリューションです。
プライベート5Gネットワークは、非常に高速で、超低遅延（1～2ミリ秒まで）を提供します。 膨大な数のデバイスを同時に接続する機能も備えています。これらの機能により、自律走行車、協働ロボット、IoT センサーベースの予測保守システムなどの高度な産業用アプリケーションに最適です。
プライベート 5G テクノロジーは、産業用ワイヤレス通信における画期的な進歩を表しています。パブリック ネットワークとは異なり、プライベート 5G はインフラストラクチャを完全に制御し、セキュリティ、低遅延、高容量を保証します。
従来のワイヤレス テクノロジーに対するプライベート 5G の主な利点は、産業環境の特定のニーズに合わせてネットワークを構成できることです。たとえば、重要なアプリケーションにさらに多くのネットワーク リソースを割り当てることができ、集中的な使用シナリオでも最適なパフォーマンスを確保できます。さらに、データを独自のインフラストラクチャ内に保持することで、より高いレベルのセキュリティとプライバシーを実現できます。
のような企業 ボッシュ・レックスロス すでに5Gを生産ラインに統合し、移動ロボットと自動化システム間の連携を改善し、より柔軟で正確な操作を可能にしています。スウェーデンでは、 サンドビック 同社は鉱山内でプライベート5Gネットワークを使用して掘削と機械を管理しており、過酷な環境でもこの技術の驚くべき汎用性を実証しています。
安全：不可欠な柱
接続性が高まるにつれて、潜在的なサイバー脅威の攻撃対象領域も拡大します。産業ネットワークのセキュリティはもはやオプションではなく、絶対的な必要性です。特に、この状況でのサイバー攻撃は、経済的な影響だけでなく、物理的および環境的な影響も及ぼす可能性があることを考慮すると、その必要性はさらに高まります。
ネットワークのセグメンテーションは、産業環境を保護するための最も効果的な戦略の 1 つです。ネットワークを分離されたセグメントに分割することで、潜在的な脅威の拡散を制限し、各領域に特定のセキュリティ ポリシーを実装できます。このアプローチは、情報技術 (IT) ネットワークを従来は別々だった運用技術 (OT) ネットワークと統合する場合に特に重要です。
このシナリオでは、産業用ファイアウォールが重要な役割を果たし、異なるネットワーク セグメント間の障壁として機能します。従来のファイアウォールとは異なり、産業環境向けに特別に設計されたファイアウォールは、業界固有の通信プロトコルさえも理解してフィルタリングできるため、より的を絞った効果的な保護を提供できます。
Le 仮想プライベートネットワーク（VPN） 特に産業システムへのリモート アクセスの場合、セキュリティのもう 1 つの基本要素となります。 VPN では、データを暗号化し、ユーザーを認証することで、パブリック ネットワーク間でも安全な接続を確立できるため、インフラストラクチャのセキュリティを損なうことなくリモート メンテナンスと監視が可能になります。
多要素認証は、重要なシステムへのアクセスを許可する前に複数の形式の検証を要求することで、保護の層を追加します。これにより、侵害された資格情報が不正アクセスに使用されるリスクが大幅に軽減されます。
実装と管理：パートナーの選択
高度な産業用ネットワークの実装と管理には、特別なスキルと、ネットワーク テクノロジーと産業プロセスの両方に対する深い理解が必要です。このような状況では、技術パートナーの選択が重要な成功要因となります。
専門会社 moxa.distry.shop 信頼性とパフォーマンスに特に重点を置いて、産業環境向けに特別に設計されたハードウェアおよびソフトウェア ソリューションを提供します。提供可能な製品の範囲は、TSN 対応の産業用スイッチからプライベート 5G ネットワーク用のルーター、セキュリティ管理および監視システムまで多岐にわたります。
テクニカルサポートについてお話ししましょうか?産業用ネットワークは長時間のダウンタイムが許されない重要なインフラストラクチャであるため、緊急時には迅速かつ知識豊富なテクニカル サポートを利用できるかどうかが大きな違いを生みます。最高のサプライヤー 24時間7日のサポートと予防保守プログラムを提供しています 混乱を引き起こす前に潜在的な問題を特定し解決します。
もう一つの重要な要素は?社内スタッフの研修。産業用ネットワーク技術は急速に進化しており、エンジニアリング チームを最新の状態に保つことは、新しいソリューションの可能性を最大限に引き出し、既存のインフラストラクチャを効果的に管理するために不可欠です。
今後の課題と展望
大きな進歩があったにもかかわらず、高度な産業用ネットワークの実装には依然としていくつかの課題が残っていると言わざるを得ません。 TSN やプライベート 5G などの新しいテクノロジーをシステムに統合するには、慎重な計画と、多くの場合、生産を中断することなくシームレスな移行を可能にする段階的なアプローチが必要です。
標準化も重要な分野です。 TSN と DetNet はオープン スタンダードに基づいていますが、異なるメーカーのデバイス間の相互運用性を複雑にする可能性のある独自の解釈や実装が依然としていくつか存在します。 IEEE や IETF などの組織は標準の改善と明確化に積極的に取り組んでいますが、完全な互換性を実現するには時間がかかるでしょう。
特に中小企業にとっては、初期コストが導入の障壁となる可能性があります。ただし、初期投資だけでなく、効率性の向上、ダウンタイムの削減、これらのテクノロジーによって実現される新しいビジネス チャンスといった長期的な収益も考慮することが重要です。
将来的には、さまざまな産業用ネットワーク技術のさらなる融合が期待できます。たとえば、TSN とプライベート 5G を統合すると、有線ネットワークの確定性と無線接続の柔軟性を組み合わせたハイブリッド システムの新たな可能性が生まれます。さらに、人工知能は産業ネットワークの管理と最適化においてますます重要な役割を果たし、高度なデータ分析を通じて潜在的な問題を予測し、防止できるようになります。
産業ネットワーク：今何が起きているのか
産業ネットワークはもはや単なるサポート インフラストラクチャではなく、インダストリー 4.0 の時代において企業の成功または失敗を決定する戦略的要素です。 TSN、DetNet、プライベート 5G は、産業用接続環境を再定義する重要なテクノロジーであり、これまでにないレベルの決定論、速度、信頼性を提供します。
セキュリティは明らかに基本的な側面であり、ネットワーク設計の初期段階から統合する必要があり、後から追加することはできません。セグメンテーション、産業用ファイアウォール、VPN などのツールは、ますます巧妙化する脅威から重要なインフラストラクチャを保護するために不可欠です。
テクノロジー パートナーの選択とスタッフの継続的なトレーニングは、実装と長期管理の成功の重要な要素です。専門サプライヤーは、高度な製品だけでなく、現代の産業ネットワークの複雑な課題に対処するために必要なサポートと専門知識も提供します。
これから何が起こるのでしょうか?単純。これらの新しいテクノロジーを採用し、それを生産プロセスに効果的に統合する企業は、将来の課題に対処し、第 4 次産業革命がもたらす機会を捉える上で最適な立場に立つことになります。他の人は？ ご多幸をお祈りいたします。
