スマート工場実現に、スマートシティーのノウハウが生きる：スマート工場

スマート工場に向けた取り組みをPoCから先に進めるには、個別最適やサイロ化の状態から抜け出す全体最適の視点が必要だ。レノボ・エンタープライズ・ソリューションズとヴイエムウェアが、スマートシティーのノウハウを生かしたソリューションを提案している。

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　国内製造業における工場のスマート化が叫ばれて久しい。だが、その進展状況はどうかというとあまり順調とはいえない。大手製造業はさておき、中堅以下の製造業での停滞が目立つ。

レノボ・エンタープライズ・ソリューションズ ソリューション ストラテジック・アライアンス担当部長の米津直樹氏

　原因はどこにあるのか。レノボ・エンタープライズ・ソリューションズ ソリューション ストラテジック・アライアンス担当部長の米津直樹氏は「現場目線でITが導入されていないケースが散見されます」と語る。ベンダーに薦められたポイントソリューションを言われたまま導入してPoC（概念実証）までは進むのだが、そもそも工場側で課題の共通認識や優先付け、ゴールの設定などが十分にできておらず、ベンダー本位のソリューションが現場に受け入れられるはずもなく上すべりしてしまう。

　「工場内の既存のシステムはサイロ化した状態にあり、データもバラバラに管理されています」と問題を指摘するのは、ヴイエムウェア パートナー技術本部 パートナー第一SE部 リードパートナーソリューションアーキテクトの豊嶋依里氏だ。

　各システムがしっかり連携していれば、製品の検品過程で不良が見つかった際にそれがどのロットに属し、どのラインのどんな条件で加工されたのかをトレースし、不良が他の製品にも及んでいないかどうか確認できる。そこで問題点が明らかになれば、今後の改善にもつなげられる。

ヴイエムウェア パートナー技術本部 パートナー第一SE部 リードパートナーソリューションアーキテクトの豊嶋依里氏

　だが各システムがサイロ化していると複数の工程やライン間を横断した相関分析は困難であり、いつまでたってもスマート工場にはたどり着けない。新しいソリューションを導入したとしても、結局新たなサイロを増やしただけで終わってしまうのが関の山だ。

　工場内の根本的な問題を直視せず、スマート工場の表面的な機能にすぎないデータの「可視化」にとらわれて取り組むと、期待した効果を得ることなく失敗に終わってしまう。繰り返すが、明確な目標とひも付けられたKPI（重要業績評価指標）を設定せず、個別最適で運用しているシステムからデータを収集して可視化したとしても意味のある結果や洞察（気付き）を得られるはずはない。

　スマート工場を実現するには、こうした問題の原点から既存のシステムや新たに導入するシステムを見直し、「工場全体を最適化する」という目標に向かってロードマップを策定することが重要だ。

工場を一つの街として捉えたレノボのスマート工場向けソリューション

　全体最適を見据えたスマート工場を実現するには、具体的にどんな考え方に基づいてアプローチすればよいのだろうか。そこで有益な指針となるのがレノボの施策だ。PCやサーバなどのハードウェア製品を手掛け自らも製造業であるレノボは、北米拠点において工場を小さな街と捉えた取り組みを進めている。

　米津氏は「あるお客さまの製造拠点では1km四方以上の広大な敷地を有し、その中に幾つもの工場棟やオフィス棟の他、コンビニやドラッグストア、レストランなどの店舗も立ち並んでおり、働いている人たちの国籍も多種多様です。ポルトガル語やスペイン語、中国語などさまざま言語が飛び交っており、まさに小さな国際都市といった様相です。こうした工場の全体最適を実現するためには、スマートシティーの知見とノウハウを取り入れる必要があったのです」と述べる。

スマートシティーのノウハウを取り入れたスマート工場のイメージ［クリックで拡大］ 提供：レノボ・エンタープライズ・ソリューションズ

　この考え方の背景にあるのは、レノボが「5Gカタルーニャ」と呼ばれるコンソーシアムに参加してスペインのバルセロナで推進しているスマートシティープロジェクトの実績だ。

　通信の中心地として知られるバルセロナは、欧州の都市の中でも早くからデータ駆動型のテクノロジーによる市民生活の向上を目指している。同市はホログラフィックソリューションを用いた遠隔学習、人々が安全かつ高速に移動できる自律型の交通サービス、拡張現実で買い物を楽しめるショッピングモールなどを実現しようとしている。これらを支えているのがエッジテクノロジーと5Gテクノロジーだ。

　レノボはバルセロナ市議会や地元の大学と協力し、市内に点在する路上キャビネットに「ThinkEdge SE450」などのエッジサーバを配置。交通量に応じて信号を制御したり、カメラの映像を分析して事故の発生を検知・通報したりする交通管理のアプリケーションを構築した。各所の観光地では監視カメラに内蔵したマイクで近くにいる人々の会話を拾ってAIで分析し、その人たちが話している言語で案内するといったサービスの実証実験も行っている。「このスマートシティーのプロジェクトを通じて培ったノウハウを北米工場のスマート化に生かすとともに、その成果物を『Lenovo Smarter manufacturing ソリューション』として外販を進めています」（米津氏）。

　サプライチェーンに変革をもたらすソリューションもその一環だ。IoT（モノのインターネット）を活用したインバウンド物流アプローチにより、在庫を倉庫からジャストインタイムで調達して部品供給コストを削減する「スマート・ウェアハウス」。最適なパレタイゼーションで未使用量の無駄な輸送コストを削減する「スマートパッキング」。ロケーションやルートの最適化を含む物流トポロジー設計のプランニングを支援する「物流ネットワークの最適化」。異なるロジスティクスパートナーを最もコスト効率が良く、なおかつ機動的に統合して輸送手段をまたいだ出荷をプロアクティブに監視するためのインサイトを提供する「ロジスティクス・コラボレーション」など、北米工場で実績を重ねたシステムを用意しており、日本の製造業にも提案していく。

レノボが提案するサプライチェーンイノベーション［クリックで拡大］ 提供：レノボ・エンタープライズ・ソリューションズ

レノボとVMwareのエッジ連携

　周知の通り、レノボはx86ベースのエンタープライズサーバをはじめ、GPUを搭載したHPC（高性能コンピューティング）の分野でも卓越した実績を誇る業界のリーダーだ。こうしたハードウェア製品を中心に、レノボはスマート工場の構築に必須のソリューションを提供している。米津氏は「コンパクトな筐体でありながらエアフローを重視し、優れた冷却性能を発揮することでピーク性能を出し続けられ、なおかつ壊れにくい耐久性も持っていることで、レノボのサーバは工場現場の支持を獲得してきました」と強調する。

　このレノボのハードウェアと一体となってスマート工場に欠かせないエッジコンピューティングインフラ「VMware Edge Compute Stack（エッジコンピュートスタック）」を提供しているのがVMwareだ。

「Lenovo Smarter manufacturing ソリューション」ではVMwareのソリューションが重要な役割を果たしている［クリックで拡大］ 提供：レノボ・エンタープライズ・ソリューションズ

　豊嶋氏は「スマート工場では、工場の現場の機器より得られる膨大な生のデータや、既存のシステムのデータを集約し、現場で分析処理を行い、迅速に工場内の機器にフィードバックしていくことが必要となります。このため、さまざまなワークロードを実行可能で、高信頼でスケーラブルなプラットフォームが工場の現場に求められますが、これを体現するのがVMware Edge Compute Stackです。VMware Edge Compute Stackは、求められる可用性などの要件に応じて単一ノードから多数のノードまで容易にスケールが可能で、PLCやDCSといった低遅延が求められるリアルタイム性の高いワークロードの実行にも対応しています。また、GPUも利用しつつAI（人工知能）／ML（機械学習）を含むさまざまなスマート工場のアプリケーションをコンテナ化または仮想化して、装置やカメラといったエンドポイントと直結して工場内で運用できるようにします。さらに、VMware SD-WANをご利用頂くことでセキュアな通信を提供することもできますし、有線／無線で接続される工場のフロアにおいて、VMware Edge Compute Stackとの通信のトラフィックに対するテレメトリーを可視化させる機能も提供しています」と説明する。

　VMware Edge Compute Stackは既に工場での採用実績を多数持っている。欧州の製造業が制御機器メーカーと協業して多品種少量生産のための制御システムの仮想化プロジェクトを進めるなど、VMware Edge Compute Stackの採用が広がりつつある。「工場内のさまざまなシステムがサイロ化していると述べましたが、PLCや産業用PC、IoTゲートウェイなども同様です。これらの機器が製造ラインの各所にばらまかれて管理に苦労しているという話も耳にしますし、その機器の多くが特定の場所に固定化されているため、製造ラインの組み換えに柔軟に対応できないといったフレキシビリティーの欠如も問題視されています。サスティナビリティの問題から、それぞれの装置の電力使用量も問題になってきています。個別最適で配置されたこうしたシステムの課題をVMware Edge Compute Stackを用いた仮想化／コンテナ化で解決し、ひいては工場全体の最適化を実現します」（豊嶋氏）。

国内製造業の工場のスマート化プロジェクトで採用、2023年から本格稼働

　ここまで説明してきたように、エッジコンピューティングの分野でそれぞれ卓越したテクノロジーを提供しているレノボとヴイエムウェアの両社は、スマート工場を実現するソリューションのエコシステムを共同で提供する関係にある。国内製造業の工場のスマート化プロジェクトでレノボとヴイエムウェア、ユーザー企業が協業した導入事例もあり、2023年から本格稼働しているという。

　米津氏は「レノボは単なるハードウェアメーカーではなくコンサルティング部門もあり、お客さまの課題と目標に寄り添ってロードマップの策定からお手伝いしています。お客さまと一緒に日本の製造業の未来図を描き、スマート工場を実現するために必要なソリューションをトータルに提供するのがレノボの基本スタンスです」と語る。

　豊嶋氏も「VMwareも単に仮想化ハイパーバイザーだけを提供しているベンダーではなく、工場システムにおいてネットワークやゼロトラストに対応したセキュリティ、現場で利用可能なアプリケーションの開発基盤、アプリケーションに対する可用性の高い実行基盤といった幅広いソリューションを取りそろえてご提供が可能です。これらのアセットとナレッジを生かし、製造業のお客さまならびにその取り組みを支えるレノボのようなパートナーと協力して課題解決の幅広い選択肢を提供できます」と述べ、両社は日本の製造業におけるスマート工場の実現を強力なタッグで後押しする意気込みを新たにした。

レノボ・エンタープライズ・ソリューションズの米津直樹氏（左）とヴイエムウェアの豊嶋依里氏（右）［クリックで拡大］