OPC UAとは何ですか？

OPCとは、Open Platform Communicationsの頭文字をとったものです。長年にわたり数多くの相互運用性仕様が発表されてきましたが、その最新版であるOPC UA（Open Platform Communications Unified Architecture）は、これらすべての機能を単一のサービス指向アーキテクチャに統合しています。同時に、プラットフォーム非依存性、診断、ディスカバリ、複雑な情報モデルのレンダリング、セキュリティ、信頼性など、必要不可欠な新機能が追加されている。また、工場や企業の情報システムからのデータや情報の伝送と解釈に必要なすべてを提供します。OPC UAは、2011年10月にIEC規格IEC 62541としてリリースされました。

なぜOPC UAが重要なのか？

OPC UAは、産業オートメーションにプラグアンドプレイ接続をもたらします。OPC UA導入以前は、アプリケーション・ベンダーは、オートメーション・システムに統合する必要のあるサードパーティのデバイスやアプリケーションごとに、カスタム・ソフトウェアを開発する必要がありました。OPC UA導入以降は、ハードウェアやソフトウェアのプラットフォームに依存しない、製品間のオープンな接続性を提供します。OPC UAは、リアルタイムデータ、履歴データ、アラーム＆イベントを共有するための標準的な方法を定義し、システム実装のための統合とトータルライフサイクルコストを削減します。

OPC UAの利点は？

• オブジェクト定義ライブラリは、生のデータではなく、コンテキスト化された情報を提供するため、複数のベンダーやデバイス/アプリケーション間での真の相互運用性を「out of BOX」実現します。
• 標準化された情報により、効率的な資産パフォーマンス管理が可能に。
• オープンなエコシステムにより、ベンダーロックインを回避。
• ベンダーは、オープンな機能を利用して、追加機能や品質によって差別化が使用可能。
• エンド・ツー・エンドのセキュリティ・モデルにより、複数の通信ネットワークで使用可能。
• 仕様書、サンプルコードなどはすべてオープンで自由に入手可能。ランタイムのロイヤリティは不要です。リソースや認証ラボにアクセスするためにOPC Foundationの会員である必要はありません。最新のIPRポリシーにより、OPCファウンデーションのメンバーだけでなく、OPC UAを採用する全てのユーザーが保護されます。
• 機器とITアプリケーションおよびサービスのためにコンパニオン仕様を開発することができ、OTとITの両システムが共通の方法で相互作用できる単一のアーキテクチャを提供します。

OPC UAは、DDS、AMQP、MQTTといった他のプロトコルとどのように違うのでしょうか？

最初に理解しておくべきことは、OPC UAは単なるプロトコルではないということです。DDS、AMQP、MQTTなどのプロトコルは、アプリケーション、デバイス、システム間のデータ転送に関係しています。これらのプロトコルは、異なるレベルの本質的なセキュリティでこれを実現しますが、転送されるデータのコンテキストを暗黙のうちに提供することはありません。その代わり、データの内容を定義するのはユーザー次第であり、このため、転送されたデータが受信側のシステムで解釈できる保証はありません。

OPC UAでは、データや情報タイプだけでなく、共通のオブジェクト定義ライブラリを使用してデータを生成したデバイスやアプリケーションの定義も含めることで、この問題に対処しています（OPC UAでは、これらを「コンパニオン仕様」と呼んでいます）。このため、OPC UAアーキテクチャを実装するシステムは、同じコンパニオン仕様をサポートするあらゆるデバイスにネイティブに接続し、そのデータを解釈できることが保証されています。

この共通オブジェクト・ライブラリに加え、OPC UAはエンド・ツー・エンドの観点からセキュリティにも対応しています。そのため、MQTTのようなクライアント・サーバー型プロトコルやパブ・サブ型プロトコルの両方を含む複数の転送プロトコルで使用することができ、トランスポート層とは独立してデータとユーザーのセキュリティを維持することができます。

OPC UAはどのようにインダストリー4.0を推進するのか？

インダストリー4.0を完全に実現するためには、セキュリティ、相互運用性、リアルタイム運用、ITとOTの統合など、いくつかの重要な課題に対処する必要があります。OPC UAは、単一の統一されたアーキテクチャモデルの中で、これらの各要件に対応する機能を提供します

• セキュリティ

OPC UAはエンド・ツー・エンドのセキュリティを提供し、デバイス内のハードウェアの信頼ルートから始まり、トランスポート、アプリケーション、ユーザーのセキュリティレベルを通じて拡張されます。システム内の全てのデバイスは認証され、全ての通信は署名され暗号化されます。

OPC UAと他の業界標準との比較は？コスト／収益面は？

OPC UAは、仕様書、サンプルコードなどはすべてオープンで自由に利用できます。ランタイムのロイヤリティは不要です。リソースや認証ラボにアクセスするためにOPC Foundationの会員である必要はありません。最新の知的財産権ポリシーは、OPCファウンデーションのメンバーだけでなく、OPC UAを採用する全てのユーザーを保護します。

OPC UA には複数のレベルが有り、他の技術よりも学習曲線が急であるように見えます。実際には、仕様が包括的であるため、使いにくいケースはほとんどありません。

他の技術では、エンド・ツー・エンドで、安全で、弾力性があり、相互運用性があり、オープンなシステムを構築するために必要な関連技術の学習曲線を考慮しなければなりません。これらの並列的な学習曲線をすべて考慮すれば、OPC UAは同様の機能を提供する他のシステムよりも実装が複雑であったり高価であったりすることはないことがわかります。実際、機能はすでに仕様に統合されているため、OPC UAベースのシステムを実装するために必要な全体的な労力は、他のアプローチに比べてかなり少なくて済みます。

OPC UA の主なアプリケーションは何ですか?

OPC は、PLC などのスマート デバイスと SCADA などの監視システムの間の OT 層に起源を持ちます。 この分野ではOPC UAが依然として大きな役割を担っていますが、オブジェクトベースのアーキテクチャであるため、真のホットスポットはSOAベースのITシステムとのインターフェイスにあります。

OPC UAは、アセット・タイプ別にデータをグループ化し定義する能力と、これらのアセット・モデルに対して提供されるデータセットの豊富さにより、大きなメリットをもたらします。

同時にOPC UAは、ピアツーピアの配置で工場現場のシステムが相互に通信する能力を大幅に向上させています。これにより、機械間の生産プロセスの受け渡しに関連する遅延を排除することで、生産ラインの効率を大幅に向上させることができます。また、そうでなければ互換性のないフィールドバスやプロトコル・モデルを持つ機械同士が直接相互作用することも可能になります。

OPC UAはどの程度普及していますか？

OPC財団の会員企業は450社を超えます。OPC財団の会員でなくとも、OPC技術の開発者あるいはユーザーである企業はさらに数百社に上ります。ユーザーは、OT、IT、学術、研究などのバックグラウンドを持ち、小規模な独立系ソフトウェア企業から大規模な多国籍オートメーション企業まで多岐にわたります。コラボレーション・グループは、リソースや知識を共有し、OPC UAアーキテクチャとその関連仕様を促進するために存在しています。

OPC UAはどのようにして遠隔設備管理を可能にし、簡素化するのか？

まず、リモート管理をターゲットとするシステムの理想的なニーズを分析することから始めましょう。始めに、許可されたアクターだけが相互作用でき、その間を流れるデータを見ることができるよう、セキュアでなければなりません。次に、時折通信が途絶えるような通信トポロジーを含め、さまざまな通信トポロジーに対応できる汎用性が必要です。そして、単一ベンダーの単一タイプのデバイスだけでなく、複数ベンダーの複数タイプのデバイスに対応する必要があります。また、流れているデータを文脈化する簡単な方法を提供する必要があり、人間の介入による解釈を必要とするのではなく、機械が読み取り可能なものである必要があります。最後に、ITとOTの両方の背景を持つ複数のシステムと相互作用する必要があります。もちろん、複数のソースからの技術ソリューションを組み合わせて統合することで、これらすべての要素に対応することは可能ですが、OPC UAは、一般に採用されている単一のオープンな規格の中で、これらすべてを提供します。単純にOPC UAをベースとしたシステム・アーキテクチャを決定することで、これらの要素すべてが「箱から出してすぐに」利用できるようになり、ユーザーはインフラ構築の仕組みよりも、アプリケーションと付加価値に集中することができます。