Litmus Edge による統合名前空間アーキテクチャの採用
Dave McMorran、セールスエンジニアリング担当ディレクター、Litmus
製造業の世界では、デジタルトランスフォーメーションの導入が最も重要です。利用可能な多くの戦略の中で、Unified Namespace (UNS) は変革的なアプローチとして際立っています。UNSアーキテクチャを中核に据えたLitmus Edgeは、その実装を簡素化し、シームレスな移行を実現します。
この記事では、UNSの本質を掘り下げ、その起源をたどり、その利点を説明し、ビジネスに適用するための包括的な8ステップガイドを提示します。ビデオデモを含め、実用的なガイダンスを提供することを目指しています。
それでは、まず、統合名前空間とは正確には何かという基礎を理解することから始めましょう。
統合名前空間とは
UNSはビジネスの全てのレイヤーでデータを整理し、接続するための構造化されたアプローチを提供します。特に注目に値するのは、その価値観主導の性質が、その人気の高まりの背後にある強力な影響力であるからです。
スターバックス(食品・飲料)、Richemont (リシュモン、高級品)、Stada(スタダ、ライフサイエンス)など、いくつかの企業は、既にUNSアーキテクチャを使用して業務を改善しています。従いまして、もしお客様が自分のビジネスのためにUNSを検討されている場合、これらの企業同じく、この記事はご参考になるのではないかと思います。
UNSはテクノロジーと間違えられがちですが、イベント駆動型アーキテクチャ(Event Driven Architecture、EDA)の原則を具現化しています。EDAではアプリケーションは互いに直接接続されることなく、イベントを交換することで対話し、この対話はメッセンジャーのように機能するイベントブローカーと呼ばれる仲介者に依存しています。
イベントは遷移または変更を表します。イベント駆動型アーキテクチャのフレームワーク内では、顧客の要求、在庫の更新、センサーからの読み取りなど、企業内の全ての発生またはアクションがイベントとみなされます。
このセットアップにより、アプリケーションやデバイスは、注文時やセンサーが変更を登録したときなど、リアルタイムの更新をシームレスに共有できます。その主な利点の 1 つは、これらのシステムが通信相手に関する詳細な知識を必要としないことです。イベントブローカーはこれらの相互作用を管理します。
UNSは4つの重要な理由で際立っています。
- ビジネス内のすべてのデータと情報の信頼できる唯一の情報源(Single Source of Truth、SST)として機能します。
- ビジネス全体のデータを構造化し、継続的に更新します。
- データ接続された全てのスマートコンポーネントが通信する中央ハブとして機能します。
- デジタルの未来の基盤を築きます。
UNS の主な利点の 1 つは、ビジネス全体の概要をライブで提示できることです。リアルタイムイベントの即時性を捉えます。これは過去のイベントも企業が行う意思決定を促進するため、時系列データを補完するために必要なものです。
UNS を視覚化するには、ビジネスの全てのデータ レベルを表す中央フレームワークを想像してください。製造拠点全体などの幅広い領域をカバーし、個々の機械の状態などの細部までドリルダウンします。この統合された構造により、全てのソフトウェアシステムが効率的に通信し、誰もが最新の統一された情報を活用できます。これは、ビジネスの運営を俯瞰的に把握し、意思決定に明確さと一貫性を提供するようなものです。
それはUNSが何であるかを説明しています。しかし、そのアイデアはどこから来たのでしょうか?
統合名前空間の起源
Unified Namespace (UNS) の概念は、ますますよく知られるようになってきています。 ウォーカー・D・レイノルズ (Walker D. Reynolds) によって造語され、普及したそのルーツは2005年にさかのぼります。その時、ウォーカー氏は岩塩坑で Dynamic Data Exchange (DDE) を使用して最初の統合名前空間を構築しました。広大な鉱山の様々な場所にある様々な機器の状態を手動で確認する必要があることの非効率さに不満を感じていたウォーカー氏は、すべてのデータを 1 か所に一元化しようとしていました。
それ以来ウォーカーはキャリアを通じて、大手企業の様々なソリューションでUNSの概念を一貫して使用してきました。しかし、2013年になってようやく、世界最大のスタンドアロンSCADAシステムの構築など、エンタープライズクラスのソリューションに携わりました。このプロジェクトには新しい技術の開発が必要であり、2014年にMQTTが導入され、状況はさらに変化しました。
現在ウォーカーはUNSの適切な実装を提唱し、インダストリー4.0コミュニティにアーキテクチャの実装方法を教育することにほとんどの時間を費やしています。ウォーカー氏の活動の詳細については、こちらからインダストリー4.0のDiscordコミュニティに登録し、UNSの旅に何千人もの人々と一緒に参加してください。
さて、統合名前空間の起源について簡単に紹介しました。それでは、独自のUNSを設定するための実践的な方法に取り掛かりましょう。
統合名前空間 (UNS) の実装ガイドGuide to Implementing a Unified Namespace (UNS)
Unified Namespace (UNS) の実装に着手するには、技術的および組織的な考慮事項が必要です。この 8 ステップのガイドでは、デジタル目標の設定から関係者の期待への対応まで、構造化されたアプローチを提供します。このガイドがUNSの世界への準備と体系的な移行に役立つものであり、旅全体を通して明確さと成功を確実にすることを願っています。
ステップ1:デジタル戦略を定義する
UNSの旅に着手する前に、まだ着手していない場合は、次の質問を自問する必要があります。
- なぜデジタル企業になりたいのですか?
- 顧客にはどのようなメリットがありますか?
- なぜこれがあなたの会社にとって良いことなのでしょうか?
デジタル戦略に関するこれらの質問へは誰から聞かれてもすぐに答えられるものでなければなりません。そして何度も尋ねられるでしょう。強固な基盤と明確な目的はUNSの実施を成功させるために不可欠です。
ステップ 2: データ構造を決定する
次にUNS データの整理方法と構造化方法を決定する必要があります。ISA-95 などの標準規格を使用することも、組織のニーズに応じてカスタマイズすることもできます。実用性のために、ISA-95機器モデル(パート2)は、標準化された階層データ構造によるアプローチを提供し、互換性と容易な統合を保証します。
ただし、ISA-95 は有用な規格ですが、ビジネス固有の構造とニーズを反映するには、適応性が依然として重要です。これは実際の組織階層と要件の現実を反映している必要があります。
「デジタルインフラは、工場の現場で何をするかを反映させるものでなければならず、どのように行うべきかを強制するものではありません」 – Walker D. Reynolds氏、4.0 Solutions プレジデント兼ソリューションアーキテクト、Intellic Integrationの取締役会長
UNS で最も一般的に使用されるデータ構造は次のとおりです。
ステップ 3: 最小技術要件を定義する
構築を開始するときは、デジタルフレームワークを構築するための具体的なガイドラインを設定する必要があります。これらは、最小技術要件 (Minimum Technical Requirements、MTR) と呼ばれます。MTR はデジタル入門書のようなもので、社内の全ての関係者に提供する必要があります。これらのルールは、エンジニアとベンダーに提示して、全員が同じ認識を持つようにする必要があります。
それだけでなく、MTRの作成、デジタル戦略の設計、システムアーキテクチャの設計についてチームを教育する必要もあります。MTRは次の 4つの重要なポイントを強調する必要があります。
3.1 エッジ駆動型通知
ノードはユーザーが要求しなくても、変更を通知する必要があります。
3.2 効率的なデータ伝送のための例外報告 (Report By Exception、RBE)
ノードは変更が発生したときにのみデータを共有するため、ネットワーク帯域幅が節約され、データの効率的な使用が保証されます。
3.3 柔軟性と相互運用性のためのオープンアーキテクチャ
UNSのテクノロジーに自由にアクセスできるようにし、システムの互換性を確保します。
3.4 資源を効率的に利用するための軽量システム
選択するメッセージブローカーはフットプリントを小さくし、運用リソースの消費を最小限に抑える必要があります。
Litmus Edge を使用してUNSを実装する方法に関するこのデモはこれらの手順を大局的に把握するのに役立ちます。
デモ動画:Litmus Edgeを使用したUNSの実装方法
ステップ4:適切なメッセージ ブローカー技術を選択する
MTRを設定したら、UNS内のデータ交換を容易にするために適切なブローカーを選択することが不可欠です。これは、選択するブローカーがUNS実装の効率、拡張性、および最終的な成功に大きな影響を与えるためです。
以下の理由により、MQTTブローカーはUNSを実装するための最も一般的な選択肢として際立っています:
- 軽量性
- パブリッシュ/サブスクライブ (pub-sub) メッセージング・システム
- ノード間のデータ転送を効率的に管理する機能
- スケーラビリティ、低遅延、拡張展開のサポート
ただし、注意すべき点がいくつかあります。多くの人は、UNSをMQTTブローカーと直接同一視することが多く、このことによりUNS内のデータの場所の不確実性につながります。UNSはアーキテクチャであり、特定の技術に縛られていないことを忘れないでください。
MQTT ベースの UNSに関連するその他の課題には、(i)持続的なメタデータを格納し添付する場所、(ii)複数のトピックを1つのメッセージで公開できる「マルチパブリッシュ」メッセージタイプがないなどがあります。
プライベートベータに参加する
Litmusでは、これらの問題を認識しています。そのため、実際に産業ユースケース向けに構築された、史上初のエンタープライズグレードのMQTTブローカーのプライベートベータ版をリリースしました。これは市場で入手可能なMQTTソリューションの欠点に対処しながら、疑いの余地のない利点を維持しています。
UNS統合、堅牢なセキュリティ、マルチサイトオーケストレーションなどの機能を備えており、スケールアップ時のあらゆるニーズに確実に対応します。ここでサインアップすることでLitmusのMQTTを無料使用できます。これはさらに調査する価値があるはずです。
ステップ 5: 概念実証から開始し、主要なビジネス課題に対処する
さて、準備が整いました。小さなプロジェクトから始めるのが最善です。UNSのビジョンに情熱を注ぐ少人数のチーム(理想的には4〜5人、10〜12人以下)を参加させます。あなたのより広いビジネスのほとんどの人は、UNSの利点、あるいはそれが何であるかさえ知らない可能性があるため、ビジョンに参加するには結果を示す必要があります。
この目標を達成するには、制御された作業環境を維持し、干渉を制限し、理論的な戦いに巻き込まれないようにします。
チームを配置し、チームを保護したら、未解決の主要なビジネス上の問題を選択して、政治的資本を獲得します。これは、全ての利害関係者に価値を示すための最良の方法です。ソリューションによって実証された証拠により、組織の強力な信頼を迅速に獲得できます。概念実証の結果が確認できれば、UNSアーキテクチャをビジネス全体に実装するために必要なすべての証拠が得られます。
速さと結果が要です。それが私たちの優先事項です。Time to Value(価値実現までの時間)を重視していますので、できるだけ迅速にビジネス内の全ての人々を味方につけることができます。スピードと結果が重要です。
「Time to Valueは、当社の最大の優先事項の1つです。最初の1時間以内に工場フロアのすべての資産に接続されています。その日のうちにあなたはすでにそのデータを分析しています。1か月以内に、既にプラットフォームからKPIやROIが導き出されています」 Vatsal Shah、Litmus CEO (英語)
ステップ 6: チームの反応に対処し抵抗を管理する
技術的な側面を理解することは重要ですが、同様に人間の要素を考慮することも同じくらい重要です。過去の方法に固執する同僚、例えば直線的なポイントツーポイントの統合方法を好む同僚と向き合うことがあるかもしれません。これらの傾向を早期に認識することは、それらにうまく対処するのに役立つでしょう。
例えば、新しいアーキテクチャの導入が既存のIT部門の業績指標と衝突することから、IT部門からの抵抗に遭遇するかもしれません。しかし、この自然な反対意見にもかかわらず、進むべき道を進むことは極めて重要です。
同時に、変化や革新に対する抵抗を示す人々にも注意を払う必要があります。彼らが進捗を妨げないようにするために、効果的な戦略を練る必要があります。
ステップ7:外部の専門知識を慎重に活用する
新しいことを行う際、対処方法がわからない問題に直面することがあります。最初に外部のサポートを求める前に、自分のチームにこれらの問題に取り組む機会を与えてみてください。これにより、チームは自信を持ち、UNSに対する深い理解を得ることができ、学んだことを社内で保持し、チームにより大きな自主性と強さをもたらします。
製造業のトレンドは、工場の現場の民主化です。外部の支援を求める代わりに、現場の問題を解決します。これは、よりコスト効果が高く効率的です。
ただし、まだ外部の支援が必要な場合は、Litmusにお問い合わせいただき、当社の専門家がお手伝いいたします。UNSアーキテクチャがいかなる方法でも損なわれないように確認します。
ステップ8:スコープクリープに注意
おそらく最大の課題は「スコープクリープ」です。UNSアーキテクチャの価値が明らかになると、会社内の誰からもビジネスのあらゆる問題を即座に解決するように圧力がかかるでしょう。
(スコープクリープ: プロジェクトが計画されたスコープ（範囲）を超えて成長し、追加の要件や機能が進行中に無断で追加される現象を指します。スコープクリープは通常、プロジェクトの目標や予算、期間に対して潜在的なリスクを引き起こす可能性があります。)
必ず設定した短期の実行期間を守る必要があります。デジタルトランスフォーメーションは反復的なプロセスであり、提供している成果を守る必要があります。これはまた、プロジェクトの軌道を維持するために利害関係者の期待を管理することを意味します。
上記で説明した手順に従うことで、UNS実装の課題を乗り越え、成功した変革を実現できるでしょう。覚えておいてください：常に目標を強調し、小さく始め、反復的に拡大していくことが重要です。
まとめ
製造業者はIndustry 4.0の可能性を受けて競争し、統一ネームスペース（UNS）がゲームチェンジャーとして登場しています。これは断片化されたデータ、隔離されたオペレーション、および、時代遅れのレガシーシステムの課題に対処する優れた方法です。
これらの課題は技術的な負債の増加、データのギャップ、急増するコストにつながることがよくあります。今、UNSの潜在能力を活用するツールがますます必要とされており、情報のシームレスな流れと完全にデータ駆動の企業への移行を保証するものが求められています。
そこで、Litmus Edgeが登場し、産業データに合わせたプラットフォームが提供されています。高速データ収集と標準化の能力を活かして、Litmusはリアルタイム分析、即座に使用できるテンプレート、幅広い製造部門および拠点間の連携方法を提供し、ビジネスの全てのデータを実行可能な洞察に変えます。
目標はデジタルのみならず、価値の向上です。UNSを活用して、ビジネスの効率、持続可能性、競争力を高めるお手伝いができます。
*上図に含まれていない他のコンポーネントがあります
Litmusが他と異なる点は、その独自の「Time to Value(価値実現までの時間)」に焦点を当てていることです。デジタルトランスフォーメーションの細かい部分に迷子になるのではなく、Litmusはビジネスが統合からわずか1か月で明確なROIとKPIの改善を見ることを保証します。Industry 4.0がその潜在能力を展開する中で、Litmusのようなパートナーを持つことは、準備を整え、俊敏性を高め、常にゲームの進化に8歩先を行くことを意味します。
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