統一ネームスペース(UNS)

UNS(Unified Namespace)とは?

Tier0は、実用的な産業データアーキテクチャとして統一ネームスペース(UNS)を実装します。MQTTベースのパブリッシュ/サブスクライブ(pub/sub)上に構築され、機器、システム、アプリケーションを1つの構造化されたネームスペース内に接続します。データはセマンティックな文脈に沿って整理され、さまざまなユースケースで再利用可能になり、その上で構築されるアプリケーションによって継続的に拡張されます。

ポイントツーポイント連携を増やす代わりに、Tier0はリアルタイムデータ、アプリケーション、ワークフロー、分析のための、共有された単一のオペレーショナルレイヤーを構築します。

ポイントツーポイント連携を増やす代わりに、Tier0はリアルタイムデータ、アプリケーション、ワークフロー、分析のための、共有された単一のオペレーショナルレイヤーを構築します。

コンセプト

統一ネームスペース(UNS)とは

Tier0におけるその意義

統一ネームスペース(UNS)は、産業データを1つの共有スペースに整理・統合する手法として語られることが一般的です。しかし、Tier0における定義は、それよりもさらに具体的です。

MQTTベースのパブリッシュ/サブスクライブ型通信を基盤に、リアルタイムで構造化されたオペレーショナル・ネームスペース(UNS)を構築します。多様な発信元からのデータを単一の共有システムに集約した上で、単にデータ元のシステム別ではなく、実際の業務プロセスに即して整理・統合します。

つまり、統一ネームスペース(UNS)は単なるメッセージのストリームではありません。産業オペレーションのモデルそのものです。単一の統合された構造の中で、拠点、エリア、ライン、設備、プロセス、原材料、オーダー、状態、イベント、その他ビジネスに関連するあらゆるオブジェクトを表現できます。

これにより、データは単なる統合を超えて実用的なものになります。プラットフォームに共通の運用言語が提供されることで、アプリケーション、ワークフロー、ダッシュボード、分析のすべてを共通の基盤上で構築できるようになります。

単なる接続されたデータではありません。文脈を持ち、即座に活用でき、再利用可能なデータです。

単なる接続されたデータではありません。文脈を持ち、即座に活用でき、再利用可能なデータです。

ネームスペースと構成

ネームスペースと構成

// 統一ネームスペース(UNS) — Tier0

// 統一ネームスペース(UNS) — Tier0

namespace {

namespace {

拠点: "東京第一工場"

拠点: "東京第一工場"

エリア: "第3組立ライン"

エリア: "第3組立ライン"

設備: "CNC-07"

設備: "CNC-07"

データ {

データ {

温度: 87.4 // °C

温度: 87.4 // °C

サイクルタイム: 42 // 秒

サイクルタイム: 42 // 秒

ステータス: "実行中"

ステータス: "実行中"

注文ID (order_id): "ORD-2024-0871"

注文ID (order_id): "ORD-2024-0871"

}

}

MQTT経由で配信 · 構造化データ · リアルタイム

MQTT経由で配信 · 構造化データ · リアルタイム

}

}

プロトコル

なぜ MQTT が重要なのか

Tier0は、統一ネームスペース(UNS)アーキテクチャのリアルタイムバックボーンとしてMQTTを採用しています。MQTTは軽量かつイベント駆動型であり、パブリッシュ/サブスクライブ方式の通信を標準でサポートしているため、産業環境に最適です。

軽量

軽量

極限まで抑えたリソース負荷

限られたリソース環境にも最適化

極限まで抑えたリソース負荷

限られたリソース環境にも最適化

イベント駆動型

イベント駆動型

データはポーリング周期ではなく、変化した瞬間に転送されます

データはポーリング周期ではなく、変化した瞬間に転送されます

Pub/Sub ネイティブ

Pub/Sub ネイティブ

設計段階からプロデューサーとコンシューマーを完全に分離

設計段階からプロデューサーとコンシューマーを完全に分離

リアルタイム

リアルタイム

全ネームスペースにわたる継続的なアップデート

全ネームスペースにわたる継続的なアップデート

生産者は更新情報を発生時に即座に配信(パブリッシュ)でき、消費者は元のソースに直接依存することなく必要なデータを受信(サブスクライブ)できます。産業データは常に変動しているため、この仕組みが不可欠です。マシンの状態の変化、プロセス値の継続的な更新、そしてイベントの発生が、リアルタイムに展開されます。

Tier0において、MQTTはネームスペースのリアルタイムな更新を維持するための基盤技術です。これにより、産業システム、エンタープライズアプリケーション、そしてTier0ネイティブアプリは、不安定な個別開発のインターフェースを介することなく、1つの共通化されたアーキテクチャを通じてシームレスにデータを相互連携できます。

ピアツーピア

ピアツーピア

統一ネームスペース(UNS)

統一ネームスペース(UNS)

工場

工場

ライン

ライン

デバイス

デバイス

26.8

26.8

メトリクス

メトリクス

一度の開発で

一度の開発で

変更を送信します:

すべての購読者宛て

変更を送信します:

すべての購読者宛て

倉庫管理システム(WMS)

倉庫管理システム(WMS)

設備資産管理 (EAM)

設備資産管理 (EAM)

エネルギー管理システム

エネルギー管理システム

モバイルデバイス管理(MDM)

モバイルデバイス管理(MDM)

SCADA

SCADA

LIMS(ラボ情報管理システム)

LIMS(ラボ情報管理システム)

エッジ

エッジ

ERP(基幹基幹業務システム)

ERP(基幹基幹業務システム)

パブサブ

パブサブ

アーキテクチャ

パブリッシュ/サブスクライブ型がアーキテクチャを変革する理由

従来の統合手法では、システムを個別に接続するのが一般的です。1つのソースから1つのターゲットへデータを送信し、次のターゲットのためにインターフェースを追加し、さらにその次へ、という手順を繰り返します。その結果、時間の経過とともにシステム構造は複雑化し、メンテナンスや拡張が極めて困難になります。

Tier0は、この課題をパブリッシュ/サブスクライブ方式(出版/購読型)で解決します。各データ利用者がすべてのデータ生成者に直接接続する代わりに、データ生成者が共有ネームスペースにデータをパブリッシュし、データ利用者はそのネームスペースから必要なデータをサブスクライブします。これにより、データ生成者と利用者の密結合を解消します。

PLCは、どのダッシュボード、ワークフロー、アプリ、または分析ツールが自らのデータを使用するかを認識する必要はありません。ただネームスペースにパブリッシュするだけです。そして、ワークフローエンジン、ダッシュボード、ノートブック、またはアプリケーションは、それぞれ独立してそのデータをサブスクライブ(購読)できます。

この移行は極めて重要です。これにより、インターフェース間の密結合が抑えられ、拡張が容易になります。さらに、アーキテクチャを都度再構築することなく、多数の下流コンシューマーが同一のリアルタイムデータを活用できるようになります。

一度のパブリッシュで、多様な連携を実現。

一度のパブリッシュで、多様な連携を実現。

構成

なぜネームスペースが重要なのか

メッセージングを超えた価値

MQTTだけでは不十分です。メッセージバスによってデータの移動は可能ですが、データの移動と構造化は異なります。メッセージが孤立したまま、不規則に命名され、特定の作成チームにしか理解できない状態では、データの再利用は依然として困難です。

Tier0は、操業コンテキストに基づいてメッセージを構造化されたネームスペースに整理することで、この課題を解決します。「MESからのデータ」や「ERPからのデータ」といった捉え方ではなく、拠点、エリア、ライン、設備、プロセス、原材料、オーダー、ステータス、イベントといった操業エンティティを中心にデータを構造化します。

その構造こそが、単なるメッセージの流れを信頼性の高い産業データ基盤へと進化させるものです。マシンの状態は、単なる一つのメッセージにとどまりません。それは、特定のサイトにおける、特定のラインの、特定の仕様マシンの現在の状態を意味するようになります。また、ワークフローのイベントも、単なるアプリケーションのログではなくなります。プロセス、オーダー、あるいはアセットの操業履歴の一部となるのです。

これは、データを直感的に理解可能にし、ガバナンスを効かせ、再利用可能にするレイヤーです。

01

01

生メッセージ

生メッセージ

非構造化データストリーム

非構造化データストリーム

02

02

構造化ネームスペース

構造化ネームスペース

稼働階層

稼働階層

[統一ネームスペース(UNS)]

[統一ネームスペース(UNS)]

工場

工場

ライン

ライン

デバイス

デバイス

ファイル

ファイル

236.8

236.8

再利用

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多くの産業用プロジェクトにおいて、「再利用」は理論上は魅力的に響いても、実際には機能していないのが現状です。新たなユースケースを実装するたびに、開発チームはいまだにインターフェースの再構築、データの再マッピング、そしてコンテキストの再解釈を繰り返しています。

Tier0の再利用(リユース)へのアプローチは、従来とは一線を画します。データが一度共有ネームスペースに公開されれば、下流の複数のユースケースが同一の構造から活用するため、再利用が自然に発生します。この再利用は個別手動で行うものではありません。アーキテクチャそのものによって自律的に実現されるものです。

Tier0に送信されたマシンステータスは、以下の宛先で受信可能です。

リアルタイム・ダッシュボード

アラートのワークフロー

現場オペレーター向けアプリケーション

分析ノートブック

レポート機能

後続システム

これこそが、供給(デリバリー)の経済性を変革する要素です。一度ネームスペースを構築すれば、一から統合し直すことなく、既存の運用コンセンサスをベースにして新しいアプリケーションやワークフローを構築できるようになります。

統一ネームスペース(UNS)の価値は、単なる接続性だけではありません。再利用可能なコンテキストにあります。

統一ネームスペース(UNS)の価値は、単なる接続性だけではありません。再利用可能なコンテキストにあります。

発行元

発行元

CNC-07 / センサー

CNC-07 / センサー

温度・状態・サイクルタイム

温度・状態・サイクルタイム

↓ 1回のアクションで公開

↓ 1回のアクションで公開

統一ネームスペース(UNS)

統一ネームスペース(UNS)

現場/ライン3/CNC-07/#

現場/ライン3/CNC-07/#

↓ サブスクライブ(Nクライアント)

↓ サブスクライブ(Nクライアント)

ダッシュボード

リアルタイム

ダッシュボード

リアルタイム

OEE

分析

OEE

分析

アラート

ワークフロー

アラート

ワークフロー

AIモデル

予測

AIモデル

予測

デジタル

ツイン

デジタル

ツイン

データ

レイク

データ

レイク

各コンシューマーが個別にサブスクライブするため、追加の統合は不要です

各コンシューマーが個別にサブスクライブするため、追加の統合は不要です

一度のパブリッシュで、何度も再利用

一度のパブリッシュで、何度も再利用

データモデル

ネームスペース内でモデル化できること

Tier0のマシンデータ(テレメトリ)に留まらず、産業オペレーション全体を反映するように構築されています。

物理レイヤー、プロセスレイヤー、そしてビジネスレイヤーを1つの統合された構造としてモデル化できます。

拠点・エリア

拠点・エリア

工場、作業場、ビル、および生産ゾーン。

工場、作業場、ビル、および生産ゾーン。

ライン・設備

ライン・設備

生産ライン、ユニット、機械、アセット、およびデバイスレベルの信号。

生産ライン、ユニット、機械、アセット、およびデバイスレベルの信号。

プロセスと運用

プロセスと運用

プロセス工程、操業手順、実行ステータス、およびワークフロー論理。

プロセス工程、操業手順、実行ステータス、およびワークフロー論理。

原材料・製品

原材料・製品

原材料、SKU、製品、ロット、自社倉庫に関する対象物。

原材料、SKU、製品、ロット、自社倉庫に関する対象物。

注文とバッチ

注文とバッチ

製造指示、作業指示、バッチ、および実績記録。

製造指示、作業指示、バッチ、および実績記録。

ステータスとアラーム

ステータスとアラーム

稼働ステータス、異常状態、フォールト、警告、および異常イベント。

稼働ステータス、異常状態、フォールト、警告、および異常イベント。

測定値とKPI

測定値とKPI

リアルタイムデータ、プロセス指標、品質指標、およびパフォーマンス指標。

リアルタイムデータ、プロセス指標、品質指標、およびパフォーマンス指標。

イベントおよびワークフローの履歴

イベントおよびワークフローの履歴

アプリケーションで発生するイベント、承認、フォーム送信、ステータスの変更。

アプリケーションで発生するイベント、承認、フォーム送信、ステータスの変更。

これこそが、Tier0のUNSが単なるOTデータの移動手段にとどまらない理由です。

ソフトウェアが実際に活用できる形式で、産業用オペレーションを表現できるように構築されています。

フィードバックループ

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多くのアーキテクチャでは、アプリケーションを単なるエンドポイントとして扱います。データを読み込み、表示し、場合によってはローカルに保存するだけで処理は完結します。しかし、Tier0は異なります。

Tier0上で構築されたアプリケーションからは、稼働データを同一のネームスペースに書き戻すことも可能です。これには、ワークフロー、ユーザー操作、承認、フォーム送信、タスク更新、検査結果、プロセスイベント、その他業務プロセスから生じるあらゆる実績データが含まれます。

Unified Namespaceは、上位の産業システム向けデータ読み取りレイヤーにとどまりません。下位の運用ソフトウェア向けの書き込みレイヤーでもあります。つまり、アプリケーションが新たなサイロ化を招くことなく、同一の共有システムへと情報を還元できる構造を実現します。

データソースからのデータ配信

Tier0が構造化します

アプリケーションへの導入実績

アプリケーションが新しいデータを再パブリッシュします

ネームスペースの価値がさらに高まります

アプリケーションの追加に合わせて拡張できる、共有ネームスペース。

アプリケーションの追加に合わせて拡張できる、

共有ネームスペース。

データモデル

プラットフォーム全体で実現すること

プラットフォーム全体で
実現できること

Tier0は、MQTTベースのパブリッシュ/サブスクライブ方式と構造化された「オペレーショナル・ネームスペース(ONS)」を組み合わせているため、単一のデータ基盤からプラットフォーム全体の多種多様なユースケースへの対応が可能です。

産業向けアプリケーション

産業向けアプリケーション

切断された個別連携ではなく、稼働中のオペレーショナルコンテキストを基盤としたアプリケーション構築を実現します。

切断された個別連携ではなく、稼働中のオペレーショナルコンテキストを基盤としたアプリケーション構築を実現します。

システム間連携の可視化

システム間連携の可視化

機械、プロセス、ビジネスのデータを、分断されたシステム間ではなく、単一のオペレーショナル構造に統合して可視化できます。

機械、プロセス、ビジネスのデータを、分断されたシステム間ではなく、単一のオペレーショナル構造に統合して可視化できます。

再利用可能な分析機能

その都度データを抽出してマッピングし直す必要がなくなり、一貫性のあるデータモデルに基づいて分析を実施できます。

ワークフローの統合制御

ワークフローの統合制御

同一の共有ネームスペース内では、運用イベントやアプリケーションのアクションをトリガーとして、各種プロセスを実行できます。

同一の共有ネームスペース内では、運用イベントやアプリケーションのアクションをトリガーとして、各種プロセスを実行できます。

複数拠点への展開

複数拠点への展開

一度構築したモデリング手法は、ライン、工場、拠点ごとに再設計することなく、そのまま横展開が可能です。

一度構築したモデリング手法は、ライン、工場、拠点ごとに再設計することなく、そのまま横展開が可能です。

再利用可能な分析機能

その都度データを抽出してマッピングし直す必要がなくなり、一貫性のあるデータモデルに基づいて分析を実施できます。

ここから、システム構成(アーキテクチャ)の真の価値が発揮され始めます。

ユースケースを追加するたびに、既存の資産を有効に活用できます。

比較

単なる接続性にとどまらない価値を

Tier0は、単なるシステム間のデータ転送に留まりません。従来の統合ツールは転送処理に優れており、システム間を接続してメッセージを移動させ、プロトコルの橋渡しを行います。しかし、転送機能だけでは、再利用可能な運用モデルを構築することはできません。

Tier0は、統一ネームスペース(UNS)とMQTTベースのパブリッシュ/サブスクライブ命令を組み合わせることで、より広範な課題を解決します。これにより、プラットフォーム全体が直接活用できる、共通の産業用コンテキストを構築します。

従来の統合手法

従来の統合手法

システム間連携

システム間連携

個別のインターフェースに依存するロジック

個別のインターフェースに依存するロジック

ユースケースが増えるたびに、開発・導入の手間が重なります

ユースケースが増えるたびに、開発・導入の手間が重なります

再利用には制限があります

再利用には制限があります

複雑さは時間の経過とともに増大します

複雑さは時間の経過とともに増大します

Tier0 統一ネームスペース(UNS)

Tier0 統一ネームスペース(UNS)

1つの共有構造への統合

1つの共有構造への統合

MQTTベースのPub/Subを採用

MQTTベースのPub/Subを採用

運用コンテキストに紐付けられたロジック

運用コンテキストに紐付けられたロジック

データは複数のユースケースで再利用可能です

データは複数のユースケースで再利用可能です

統合された共通の基盤上で、新しいアプリケーションやワークフローの構築が可能

新しいアプリケーションやワークフローも、同様の基盤の上に構築されます。

時間の経過とともに、システムの拡張はより容易になります。

時間の経過とともに、システムの拡張はより容易になります。

その違いは、単なるデータの移動方法ではありません。長期的な再利用のために、データがどのように整理されているかにあるのです。

今後の流れ

産業用デジタライゼーションの継続的な推進を支える、単一のシステム基盤アーキテクチャ

新しい要件が発生するたびに連携機能を再構築する必要はありません。Tier0の導入により、同一の産業コンテキストを長期にわたって再利用・拡張することが可能になります。

今後の流れ

産業用デジタライゼーションの継続的な推進を支える、単一のシステム基盤アーキテクチャ

新しい要件が発生するたびに連携機能を再構築する必要はありません。Tier0の導入により、同一の産業コンテキストを長期にわたって再利用・拡張することが可能になります。