4.0

OPC Unified Architecture
Industrie 4.0および モノのインターネット 対 応 の 相 互 運 用 性
IoT
Industrie
4.0
M2M

2
OPC Foundationへようこそ。
垂 直 と 水 平 方 向 に 展 開 するコミュニケーション
の 国 際 標 準 として、OPC UAはシステム 同 士 が
接 続 されたスマートな 世 界 の 情 報 相 互 連 携
をもたらします。
OPC Foundation
理 事 ・ 執 行 役 員
Thomas J. Burke
OPC Unified Architecture (OPC UA) は、メーカーお
よびプラットフォームから 独 立 した 安 全 で 信 頼 性 の 高 い
産 業 用 通 信 のデータ 交 換 標 準 です。これにより、 様 々な
メーカーの 製 品 間 やオペレーティングシステムに 跨 って
データ 交 換 が 可 能 になります。OPC UA 標 準 は、 異 機 種
で 構 成 されるシステムで 安 全 な 情 報 交 換 を 可 能 にする
ために、メーカー、ユーザー、 研 究 機 関 、コンソーシアムの
緊 密 な 協 力 の 下 で 開 発 された 仕 様 に 基 づいています。
産 業 界 で 広 く 使 われるOPCは、モノのインターネット
(IoT)といった 他 の 市 場 でも 主 流 になりつつありま
す。2007 年 にサービス 指 向 アーキテクチャ(SOA)が 産
業 オートメーションシステムに 導 入 されたのを 受 け、OPC
UAは 一 貫 性 のあるデータモデルを 用 いて、Webサービ
スと 一 体 化 したセキュリティのメリットを 組 み 合 わせ、 拡
張 性 のあるプラットフォームに 依 存 しないソリューションを
提 供 し 始 めました。
OPC UAはIEC 規 格 なので、 他 の 組 織 との 協 力 にも 適 し
ています。
OPC Foundationは、 世 界 的 NPOとして、ユーザー、メー
カー、 研 究 者 と 協 力 し、OPC 規 格 のさらなる 開 発 をコーデ
ィネートしています。 活 動 内 容 には 以 下 が 含 まれます。
• 仕 様 の 開 発 とメンテナンス
• 実 装 の 認 証 および 適 合 性 テスト
• 他 の 標 準 化 組 織 との 協 力
本 書 では、IoT、M2M (マシン・ツー・マシン)、Industrie
4.0の 要 求 事 項 を 概 説 し、OPC UAに 基 づくソリューショ
ン、 技 術 的 詳 細 、 実 装 について 説 明 します。
研 究 機 関 、 産 業 界 、 協 会 の 間 で 幅 広 く 評 価 を 集 めてい
ることは、OPC UAがデータ/ 情 報 交 換 規 格 の 主 要 要
素 である 証 でしょう。
OPC Foundation 理 事 ・ 執 行 役 員
Thomas J. Burke
thomas.burke@opcfoundation.org
www.opcfoundation.org

3
目 次
2 OPC UA: IoTに 向 けた 産 業 用 相 互 運 用 性
7 Industrie 4.0の 要 求 事 項 - OPC UAによる 解 決 策
マーケットリーダーからのコメント
8 ITおよび 産 業 界
10 産 業 界 のサプライヤーおよびユーザー
12 組 織 、 研 究 機 関
14 OPC UAの 概 要
16 OPC UA 技 術 の 詳 細
シーメンスAG Karl-Heinz Deiretsbacher、
ABB Dr. Wolfgang Mahnke
23 ドイツ 情 報 セキュリティ 庁 によるセキュリティ 診 断
OPC FOUNDATIONについて
25 組 織
26 仕 様 、 情 報 、イベント
28 テストラボ - 認 証
29 OPC UA: 製 品 への 統 合
コラボレーションの 紹 介
31 AutomationML
32 MDIS( 海 底 石 油 ガス)
33 AIM-D – RFIDおよびその 他 のAutoIDシステム
34 PLCopen – コントローラにおける
OPC UAクライアントとサーバー
35 MES-DACH – MESデータプロファイル
OPC UAによる 解 決 策 の 紹 介
36 拡 張 性 :
OPC UAのセンサーへの 適 用
AREVA GmbH Alexandre Felt
37 拡 張 性 :
チップレベルのOPC UA
Fraunhofer-Anwendungszentrum Industrial
Automation (IOSB-INA)(レムゴー) Jasperneite 教 授
38 スマート 計 測 :
メーターからIT 勘 定 系 システムに 至 るまでの 消 費 情 報
Elster GmbH Carsten Lorenz
39 水 平 :
OPC UAがM2MとIoTを 可 能 にする
フォークトラントJoint Water and Wastewater
Authority Silvio Merz
40 再 生 可 能 エネルギー:
OPC UAによる 海 上 風 力 発 電 所 の 監 視
Adwen GmbH Eike Grünhagen
41 垂 直 :
生 産 からSAPに 至 るまでのOPC UA
Elster GmbH Roland Essmann
42 クラウド:
IoTからクラウドまで 対 応 するOPC UA
マイクロソフト Clemens Vasters
43 人 間 と 機 械 の 相 互 作 用 :
OPC UAのブラウザへの 適 用
ドレスデン 工 科 大 学 PD Dr.-Ing. Annerose Braune

4
OPC UA:IoTに 向 けた 産 業 用 相 互 運 用 性
デジタル 化 は、 重 要 で 非 常 に 魅 力 的 な 成 長 市 場 です。
その 目 標 は、 設 計 から 生 産 、そしてメンテナンスに 至 る 価
値 全 体 に 渡 って、IT 技 術 と 製 品 、システム、ソリューショ
ン、サービスとの 統 合 を 促 進 することにあります。さらに、
製 品 やシステムのデジタル 化 、ソフトウェアソリューション
の 新 規 開 発 や 改 良 、 新 しいデジタルサービスといった 新
しいビジネスチャンスも 登 場 するでしょう。
IoTは、これまで 接 続 されていなかった、 今 後 IPベースの
ネットワークに 接 続 されようとしている 一 連 の 技 術 を 定 義
します。これらの 技 術 はデジタル 成 長 の 最 も 重 要 な 原 動
力 です。 標 準 化 の 中 心 は、いわゆる「マシン・ツー・マシン」
(M2M) 通 信 です。 多 くの 企 業 やOPC Foundationの
ような 協 会 が、OPC UAと 共 に、 長 年 これらの 標 準 化 に
取 り 組 んでいます。
機 械 相 互 作 用
一 般 にM2Mは、2 台 の 機 械 の 通 信 、またはインテリジェン
ト 装 置 と 中 央 コンピューター 間 のデータ 転 送 を 定 義 しま
す。 通 信 媒 体 は 有 線 または 無 線 モデムです。 例 えば、 現
代 的 な 自 動 販 売 機 では、 携 帯 電 話 ネットワークと 各 機 に
セットされたSIMカードを 使 って 通 信 が 行 われていました。
そして、 専 用 コンピューターが ポイント・ツー・ポイント 接 続
を 介 して 、セン サ ー の デ ータ( 例 : 残 量 レ ベ ル )や そ の 他 の
アラームメッセージを 機 械 の 所 有 者 に 直 接 通 知 しまし
た。この 結 果 として 生 まれたビジネスモデルには、 主 に 物
流 、メンテナンス、 特 殊 な 状 態 監 視 、 予 防 メンテナンスが
あります。 例 えば 産 業 環 境 では、 飛 行 機 のタービンを 空
港 に 送 り、 常 時 監 視 して、 適 宜 交 換 部 品 を 送 ることで、メ
ンテナンス 時 間 を 短 縮 します。
インタ ー ネット
基 本 的 にモノのインターネットには、リモートデバイスのア
クセスも 必 要 です。そのためM2MがIoTの 構 成 要 素 とな
りますが、これはインテリジェント 機 器 間 のデータ 交 換 に
留 まりません。 単 純 なセンサーや 動 作 デバイスからのデ
ータも、まずローカルで 集 約 処 理 されてから、ゲートウェイ
(スマートフォン)を 介 してクラウドの 中 央 システムに 送 ら
れます。IoTでは、 非 常 に 複 雑 なインテリジェントシステム
のネットワークが 現 れてきています。 産 業 用 ソリューション
でも 同 じような 展 開 が 見 受 けられます。 機 械 とフィールド
デバイスはネットワークに 接 続 されてデータを 送 るだけで
はありません。 計 算 能 力 が 向 上 したため、 他 のデバイスか
ら の デ ー タも 処 理 し 、まとめられ るように なって い ま す 。 他
のフィールドデバイスと 情 報 をやり 取 りし、ユーザーに 新
しい 価 値 を 生 み 出 すことができます。 最 終 的 には、 機 械
が 油 圧 や 温 度 のデータを 提 供 するだけでなく、 自 主 的 に
メンテナンス 計 画 やメンテナンス 履 歴 に 関 する 情 報 を 技
術 者 に 提 供 することができるようになるでしょう。

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通 信
IoT 内 のモノやサービスの 通 信 要 求 事 項 は、 現 在 確 立 さ
れている 構 造 とは 大 きく 異 なります。デバイス 間 の 通 信
は 直 接 的 にはほとんど 発 生 しません。センサーとデバイス
の 情 報 がパブリッシュされ、コンシューマはこの 情 報 を 受
け 取 るように なります( パ ブリッシュ / サブ スクライブ )。
一 般 にこれらのモノとシステムは、クラウドベースのビッグ
データアプリケーションを 用 い、IPネットワークを 介 して 相
互 に 通 信 します。これらのインテリジェントデバイスと、 事
業 者 が 顧 客 に 提 供 するサービスを 持 つシステムの 組 合
わせにより、 顧 客 価 値 が 創 出 されます。
OPC UA 相 互 運 用 性
IoTのビジョンは、 中 央 コンポーネントのコミュニケーショ
ンが、 複 雑 な 要 求 を 満 たす 国 際 通 信 標 準 に 基 けば 達 成
できるでしょう。 制 御 コマンドを 動 作 デバイスに 送 信 可 能
な 双 方 向 通 信 を 処 理 するには、 低 リソースの 一 対 多 通
信 パラダイムに 対 応 するパブリッシュ/サブスクライブモ
デルに 加 え、セキュアな 接 続 指 向 のクライアント/サーバ
ー 通 信 モデルが 必 要 です。さらに、データの 最 適 な 利 用
を 保 証 するため、データとその 目 的 を 記 述 したメタ 情 報 の
データモデルが 必 要 です。 異 なる 階 層 ではその 情 報 を 集
約 した 形 式 で 利 用 するためにさらに 追 加 のメタ 情 報 が 必
要 になるので、これらの 階 層 の 情 報 が 単 一 の 規 格 を 使
用 することが 極 めて 重 要 です。 全 ての 層 に 渡 る 拡 張 性 と
統 合 可 能 性 だけでなく、プラットフォームとベンダーから
の 独 立 型 も 求 められます。OPC UAは、リモートデバイス
アクセスのためにすべての 垂 直 層 のあらゆる 要 求 事 項
に 対 応 する 完 全 なソリューションを 提 供 します。
IoT
Industrie
4.0
M2M
M2M、IoT、Industrie 4.0の 共 通 項 、リモートデバイスアクセス(OPC UA)

6
OPC UA - 第 4 次 産 業 革 命 ( 進 化 )のパイオニア
課 題
近 代 工 業 国 が 競 争 力 を 維 持 するには、 製 品 サイクルが
かつてないほど 短 縮 する 中 で、エネルギーとリソースをよ
り 効 率 的 に 利 用 することで 効 率 をアップする、また、 高 度
に 革 新 的 なサイクルでより 複 雑 な 製 品 をより 迅 速 に 生
産 することで 製 品 化 の 時 間 を 短 縮 する、さらに、 大 量 生
産 の 個 別 化 により 柔 軟 性 を 高 める、という 課 題 に 対 応 す
る 必 要 があります。
ビジョン
第 4 次 産 業 革 命 (Industrie 4.0)は、 産 業 オートメーショ
ンにおいて 普 及 が 進 む 先 進 的 情 報 通 信 技 術 (ICT)に
よって 推 進 されています。 分 散 型 インテリジェントシステ
ムでは、 物 理 的 な 実 システムと 仮 想 のデジタルデータが
融 合 し、サイバーフィジカルシステム(CPS)を 構 築 しま
す。これらのCPSはネットワークでつながれ、「スマート」オ
ブジェクトを 形 成 し、これらが 組 み 合 わされて「スマートフ
ァクトリー」になります。 処 理 能 力 と 通 信 能 力 が 向 上 する
中 、 生 産 ユニットは 自 ら 計 画 を 立 てることができ、 自 己 完
結 するようになります。 必 要 な 情 報 をすべて 持 ち、 持 たず
とも 独 自 に 取 得 できます。システムはネットワークで 結 ば
れ、 自 律 的 で、 自 身 の 再 構 成 と 最 適 化 を 行 い、 技 術 者 の
介 入 や 手 動 インストールなしで 拡 張 (プラグ・アンド・プロ
デュース) 可 能 です。 生 産 された 製 品 内 で 生 産 、 製 品 寿
命 、 価 値 生 成 の 連 続 した 期 間 を 通 じて 仮 想 イメージが 利
用 され、 常 に 実 製 品 の 現 在 の 状 態 を 示 します。このような
「 スマート 」 製 品 は 、モノのインターネットで 互 い にネット
ワークで 結 ばれ、 学 習 した 挙 動 パターンを 用 いて 内 外 の
イベントに 応 答 します 。
要 求
Industrie 4.0のビジョンは 要 求 が 極 めて 多 様 であるた
め、 実 装 を 成 功 させるにはかなりの 努 力 が 必 要 です。 複
雑 さを 緩 和 するために、 包 括 的 モジュール 化 、 広 範 囲 に
わたる 標 準 化 、 一 貫 したデジタル 化 が 求 められます。これ
らの 要 求 は 新 しいものではありません。 革 命 的 ではありま
せんが、 結 果 として 開 発 が 続 いています。
この 進 化 はかなり 以 前 に 始 まった 長 期 的 なプロセスで
す。 以 下 にまとめた 要 求 事 項 の 多 くには、 既 にソリューシ
ョンが 存 在 しています。これらはIndustrie 4.0の 基 礎 で
す。
Industrie 4.0の 実 装 の 課 題
( 複 数 回 答 可 能 )
Securing the future of German manufacturing industry
Recommendations for
implementing the strategic
initiative INDUSTRIE 4.0
Final report of the Industrie 4.0 Working Group
標 準 化
プロセス/ 作 業 組 織
入 手 可 能 な 製 品
新 しいビジネスモデル
セ キ ュリティ、ノウ ハ ウ の 保 護
スキルを 持 つ 作 業 員 の 確 保
98
85
78
70
129
147
BITKOM、VDMA、ZVEI
の 会 員 のアンケート 調 査
の 結 果 、Industrie 4.0の
実 装 の 最 大 の 課 題 は 標
準 化 と 考 えられていること
がわかりました。
April 2013
研 究
64
トレーニング、 専 門 能 力 の 開 発
法 的 枠 組 み
30
42
0 20 40 60 80 100 120 140 160
回 答 数
出 典 :Forschungsunion, acatech 2013 出 典 :「Recommendations for implementing the strategic initiative Industrie 4.0」(Industrie 4.0 戦 略 構 想 実 装 への 提 言 )Forschungsunion, acatech 2013

7
Industrie 4.0の 要 求 事 項 - OPC UAによる 解 決 策
Industrie 4.0の 要 求 事 項
OPC UAソリューション
メーカー、 産 業 分 野 、オペレーティング
システム、プログラミング 言 語 に 依 存 し
ない 通 信 技 術
最 小 センサー、 組 み 込 みデバイ
ス、PLCコントローラ、PC、スマートフォ
ン、メインフレーム、クラウドアプリケー
ションなど、 統 合 ネットワーキング に 対
する 拡 張 性 。 全 ての 階 層 に 渡 る 水 平 /
垂 直 方 向 の 通 信 。
OPC Foundationは、ベンダーから 独 立 したNPOです。OPC UA 技 術 の 使 用 やOPC UA 製 品 の 開 発 をする
のに 会 員 であることを 求 められません。OPCはオートメーションに 広 く 使 用 されていますが、 技 術 的 には 他 分 野
にも 利 用 できる 中 立 な 仕 様 です。OPC UAはすべてのオペレーティングシステムで 動 作 し、オペレーティングシ
ステムのないチップ 層 の 実 装 もあります。OPC UAは、すべての 言 語 で 実 装 可 能 で、 現 在 、ANSI C/C++,
.NET, Java 通 信 スタックが 利 用 可 能 です。
OPC UAは、 最 小 で15KBのRAM(Fraunhofer Lemgo)から 幅 広 いCPUアーキテクチャ(Intel、ARM、PPC
など)を 備 えるシングルコアおよびマルチコアのハードウェアまで 拡 張 可 能 です。OPC UAは、RFIDリーダー、
プロトコル 変 換 器 などの 組 み 込 みフィールドデバイスや、 実 質 的 にすべてのコントローラ、SCADA/HMI 製
品 、MES/ERPシステムに 使 用 されます。すでにAmazon やMicrosoft Azureクラウドでのプロジェクトが 実
現 されています。
セキュアな 転 送 とアプリケーション 及
びユーザレベルの 認 証
OPC UAは、アプリケーションの 認 証 にX.509 認 証 、ケルベロス 認 証 、またはユーザー/パスワードを 使 用 し
ます。スタックには、 署 名 付 き 暗 号 化 転 送 、および 監 査 機 能 付 きのデータポイントレベルのアクセス 権 限 の
コンセプトが 用 意 されています。
SOA、および 実 データ、ヒストリカルデ
ータ、コマンド、イベント(イベント/コー
ルバック)の 交 換 のため、TCP/IPなど
の 確 立 された 規 格 を 用 いたデータ 転
送
OPC UAは、データ 転 送 に 依 存 しません。 現 在 、2 種 類 のプロトコルバインディングが 用 意 されています。ひ
とつは、 高 速 通 信 を 必 要 とするアプリケーション 用 に 最 適 化 されたTCPベースのバイナリプロトコル、もうひ
とつは、バイナリ 形 式 またはXML 形 式 の 符 号 化 メッセージを 用 いるHTTP/HTTPS Webサービスです。さら
に 、パブリッシュ / サブ スクライブ 通 信 モ デ ルを 取 り 入 れることが できます 。これらの スタックは 、す べ て の デ ー
タの 一 貫 したデータ 転 送 を 保 証 します。
OPC UAでは、リアルタイムデータのほかに、ヒストリカルデータとその 集 計 処 理 が 標 準 化 されています。
さらに、 複 雑 な 引 数 を 用 いたメソッド 呼 び 出 しだけでなく、アラームやイベント 通 知 も 可 能 です。
実 製 品 と 生 産 方 法 を 表 す 仮 想 オブジ
ェクトのモデリングのための、あらゆる
複 雑 度 の 情 報 の 関 連 付 け
OPC UAは、メタデータやオブジェクト 記 述 を 含 むオブジェクト 指 向 のアドレス 空 間 ( 階 層 型 かつフルメッシュ
型 ネットワーク) 向 けに、 完 全 ネットワーク 化 のコンセプトを 提 供 します。インスタンス、そのタイプ、および 継 承
により 拡 張 可 能 なタイプモデルを 互 いに 参 照 することで、オブジェクト 構 造 を 生 成 することができます。サー
バーは 自 分 のインスタンスとタイプシステムを 持 っているので、クライアントは、その 情 報 を 検 索 し、 未 知 のタイ
プでも、 必 要 な 情 報 を 取 得 することができます。これは、デバイスを 事 前 構 成 しないプラグ・アンド・プロデュー
ス 機 能 の 基 本 要 求 事 項 です。
アクセスデータおよび 提 供 機 能 (サー OPC UAは、ネットワーク 内 のOPC UA 対 応 機 器 とその 機 能 を 識 別 ・ 通 知 するために、 異 なる「ディスカバリ」
ビス)への 計 画 的 でないプラグ・アンド・ 機 構 を 定 義 しています。OPC UA 対 応 機 器 は、ローカル( 同 じホスト 上 )、サブネット、グローバル(エンタープラ
プロデュースなアドホック 通 信 により、 イズ 内 )に 配 置 することができます。ネットワークに 接 続 している 機 器 を 識 別 し、アドレス 指 定 するために、サブ
「スマート」ネットワークのコンポーネン ネットを 横 断 した 集 約 とインテリジェントな 構 成 が 不 要 の 手 順 ( 例 :Zeroconf)が 使 用 されます。
ト 編 成 / 組 み 合 わせを 自 立 的 (および
自 律 的 )に 構 成
エンジニアリングおよび 情 報 モデル 拡
張 への 統 合
定 義 済 み 規 格 との 適 合 性 検 証
OPC Foundationは、 他 組 織 とのコラボレーション(PLCopen、BACnet、FDI、AIMなど)をすでに 成 功 さ
せ、 現 在 、MES-DACH、ISA95、MDIS( 石 油 ガス 産 業 )などと 協 力 活 動 を 拡 大 中 です。 新 たに
AutomationMLとの 協 力 計 画 として、エンジニアリングツール 間 の 相 互 運 用 性 の 最 適 化 を 目 指 しています。
OPC UAは、すでにIEC 規 格 (IEC 62541)となっており、 適 合 性 試 験 ・ 認 証 用 のツールとテストラボも 用 意
しています。 追 加 的 な 試 験 ( 例 :Plugfest)でも 品 質 向 上 と 互 換 性 の 確 認 を 行 っています。 拡 張 / 修 正 ( 準
拠 規 格 、 情 報 モデル)には 拡 張 試 験 が 必 要 です。さらに、データセキュリティと 機 能 安 全 性 に 関 する 様 々な
検 証 も 外 部 試 験 ・ 認 証 機 関 によって 行 われています。

8
ITおよび 産 業 界 のリーダーのコメント
» IoTの 世 界 で 接 続 された 製 品 、デバイス、センサーから
のデータを 糧 に 洞 察 、 生 産 性 、 新 しいビジネスモデルが
益 々 発 展 する 中 、OPC UAは、 製 造 業 全 体 に 新 しいチ
ャンスを 開 く 重 要 な 役 割 を 果 たしています。
マイクロソフトは、オープン 性 とコラボレーションへの 取 り
組 みに 即 して、 急 速 な 変 化 を 遂 げつつあるOT/IT 情 勢
の 中 で、OPC UAとその 進 化 のサポートに 全 力 を 尽 くし
ています 。«
Microsoft Corporation WWW 製 造 リソース 部 門 担 当 CTO
Rohit Bhargava
» デジタル 界 の 製 造 業 は、 個 別 化 した 顧 客 の 要 求 に 高
度 に 対 応 し、 柔 軟 な 製 造 プロセスを 可 能 にし、 生 産 作 業
員 に 十 分 な 権 限 を 与 えるため、 高 度 に 接 続 されたインテ
リジェントなアプローチを 必 要 としています。
これを 実 現 するため、SAPはOPC UAのような 規 格 を 採
用 ・ 支 援 することで、 工 場 現 場 においてシンプルで 拡 張
可 能 な 安 全 性 の 高 い 情 報 交 換 を 確 保 しています。«
SAP AG 製 造 担 当 チーフプロダクトオーナー、OPC 役 員
Veronika Schmid-Lutz
IT 業 界 のOPC UA
» オラクルは 長 年 に 渡 り、 市 場 とビジネスの 成 長 を 支 援
するセキュアで 拡 張 可 能 なプラットフォーム 独 立 型 ソリュ
ーションを 開 発 するためには、 強 力 なデータ 通 信 規 格 が
重 要 であることを 認 識 してきました。
Oracle JavaとOPC UAは、セキュアで 拡 張 可 能 なプラ
ットフォーム 独 立 型 の 方 法 でシステム 統 合 を 目 指 す 開 発
者 にとって、 強 力 なコンビと 考 えています。
組 み 込 みシステムからクラウドまで、Oracle Javaプラット
フォームは 共 通 の 統 一 されたプログラミング 環 境 を 提 供
します。これをOPC UAの 情 報 モデルと 組 み 合 わせたと
き、 強 力 な 柔 軟 性 、 容 易 な 統 合 、 堅 牢 なセキュリティがも
たらされます 。«
オラクル グローバルJavaビジネスユニットVP
Scott Armour
» 機 械 、 製 品 、そのコンポーネントとデジタルサービスを
Industrie 4.0とモノのインターネット(IoT)の 文 脈 通 りに
ネットワーク 化 するには、 将 来 的 なプロトコルと 規 格 が 非
常 に 求 められます。これらは 価 値 連 鎖 とネットワークへの
動 的 統 合 を 可 能 にする「プラグ・アンド・プレイ」のシナリ
オに 対 応 しなければなりません。そのため、コンポーネント
には 機 能 と 特 性 の 記 述 を 自 ら 提 供 する 能 力 が 必 要 とな
ります。
OPC UAは、 現 在 すでに 規 格 として、セキュアなデータ
交 換 と 機 能 記 述 が 可 能 な 仕 様 を 提 供 しています。
OPC UAはすでに 本 質 的 な 能 力 を 備 えおり、Industrie
4.0のシナリオを 前 進 させるために、その 能 力 を 容 易 に 強
化 することができます。
プラットフォーム 独 立 型 は、HPのオープンスタックのアプ
ローチとも 一 致 しています 。«
ヒューレットパッカードGmbH Industrie 4.0 担 当 マネージャー
Johannes Diemer

9
» インダストリアルIoTの 重 要 なアイデアのひとつに、デ
ータ 分 析 とアクションを 通 信 する 産 業 用 システムをつな
いで 性 能 と 効 率 を 向 上 させる、という 考 えがありま
す。IIoTの 実 装 には、 組 織 の 産 業 用 システムの 設 計 ・ 拡
大 方 法 に 発 想 の 転 換 が 必 要 です。
そのため、 標 準 のセキュア 通 信 プロトコルを 通 じて、 既 存
のデバイスやサードパーティ 製 のオートメーション 機 器 を
統 合 することが 最 も 重 要 です。OPC UAは、 工 場 フロア
にある 異 種 処 理 要 素 とITデバイスの 間 に 相 互 運 用 性 を
もたらすため、 広 く 採 用 されるセキュアな 業 界 標 準 を 提
供 することで、この 課 題 に 立 ち 向 かっています。NIは、 組
み 込 みデバイスのポートフォリオにOPC UAを 採 用
し、IIoTの 進 化 過 程 におけるサイバー・フィジカル・システ
ム(CPS)の 相 互 接 続 性 の 推 進 に 役 立 てています。«
» ABBは、ほとんどの 自 社 製 品 向 けに 最 高 水 準 の
OPC Classicインターフェースを 提 供 し、OPC Classic
をデータ 統 合 に 使 用 しています。OPC UAは、データ 交
換 を 可 能 にするだけでなく、 情 報 モデリング 機 能 とプラッ
トフォーム 独 立 型 のセキュア 通 信 を 提 供 しているので、
我 々は 高 い 潜 在 能 力 があると 考 え、 全 面 的 に 取 り 組 ん
でいます。
弊 社 のお 客 様 には、OPC UAの 能 力 を 活 用 することで、
システム 構 築 作 業 の 低 減 、および 新 しいアプリケーショ
ンシナリオというメリットをお 届 けできるでしょう。«
ABB 制 御 技 術 担 当 グローバルテクノロジーマネージャー
Thoralf Schulz
ナショナルインスツルメンツ 組 み 込 みシステム 製 品 マーケティング 担 当
ディレクター
James Smith
産 業 界 のOPC UA
» OPC DAは、 最 も 良 く 使 われかつ 成 功 したオートメーシ
ョンシステムの 標 準 インターフェースです。 横 河 電 機 は、
創 設 当 初 からOPC Foundationに 参 加 し、OPCインタ
ーフェースの 開 発 に 大 きく 貢 献 して 参 りました。
現 在 は、 将 来 有 望 なOPC UAに 全 面 的 に 取 り 組 み、こ
れまで 以 上 にその 開 発 に 貢 献 いたします。«
横 河 電 機
日 本 OPC 協 議 会 理 事
小 西 信 彰
» OPC UAは、インダストリアル・インターネットの 実 現 に
欠 かせないM2MおよびM2H(マシン・ツー・ヒューマン)
通 信 向 けに、 技 術 的 かつ 意 味 的 な 相 互 運 用 性 の 共 通
通 信 層 を 提 供 する 予 定 です。
産 業 界 として 相 互 運 用 性 規 格 を 共 に 確 立 すること
で、GEなどの 企 業 に 拡 張 可 能 で 信 頼 性 の 高 いプラット
フォームを 提 供 し、インダストリアル・インターネットの 構 築
と、お 客 様 への 価 値 と 能 力 の 拡 大 を 実 現 します。«
General Electric グローバル・リサーチ・テクノロジー・ディレクター
Danielle Merfeld

10
産 業 界 のサプライヤーおよびユーザーのコメント
» OPC UAにより、 将 来 性 を 証 明 されたメーカー 独 立 型
の 通 信 規 格 が 産 業 界 にもたらされます。 拡 張 性 を 備 え
ているので、システム、 機 械 、プロセスの 水 平 ・ 垂 直 ネット
ワーキングが 可 能 です。
ボッシュ・レックスロスでは、この 国 際 的 に 認 められたオー
プン 標 準 を 主 要 技 術 として 一 貫 して 採 用 し、 自 社 製 品
向 けの 幅 広 いサービスと 情 報 モデルを 提 供 しています。
継 続 的 に 機 能 性 を 開 発 し、Industrie 4.0の 最 適 実 装
に 向 け、レックスロスの 製 品 が 顧 客 のオートメーション 環
境 に 最 適 に 統 合 されるようにしています。«
» OPC UAには、ベンダーを 越 えてIndustrie 4.0と 必
要 なインターネットベ ース の サ ービスを 速 や か に 実 装 でき
る 潜 在 能 力 があります。このオープン 標 準 の 採 用 は、ベ
ンダーとユーザーにとってチャンスです。 独 自 のソリューシ
ョンは 適 切 な 価 値 を 生 み 出 さないでしょう。«
ティッセンクルップAG テクノロジー・イノベーション・ 持 続 可 能 性 部 長
Reinhold Achatz( 工 学 博 士 )
ボッシュ・レックスロスAG オートメーションシステム・エンジニアリング 担
当 ヴァイス・プレジデント
Thomas Bürger 博 士
オートメーションのパイオニア
» Industrie 4.0はオートメーション 界 とIT・インターネット
界 をつなぎ、その 相 乗 効 果 を 活 用 可 能 にします。
ネットワーキングとはコミュニケーションであり、コミュニケ
ーションには 言 語 と 関 連 機 能 、サービスが 必 要 で
す。OPC UAは、 世 界 が 認 める、 非 常 に 強 力 で 順 応 性
の 高 い 基 本 規 格 です。«
Beckhoff Automation GmbH 社 長
Hans Beckhoff
» シーメンスは、グローバルなテクノロジー 大 手 で、オート
メーションシステム 分 野 の 世 界 的 マーケットリーダーで
す。 産 業 界 全 部 門 のデジタル 化 を 見 据 え、その 実 現 に
積 極 的 な 役 割 を 果 たしています。OPC Foundationの
創 設 メンバーとして、オートメーションの 発 展 、および 様 々
なシステム 提 供 者 の 技 術 の 相 互 運 用 性 の 最 適 化 を 推
進 すべく、 意 欲 的 に 取 り 組 んでいます。
そして、この 取 り 組 みはすでに 実 を 結 びつつありま
す。OPC 規 格 は、SinemaServerネットワーク 管 理 ソリュ
ーション、SimaticHMI(ヒューマン・マシン・インターフェ
ース)、Simocodeプロモータ 管 理 システムなど、シーメン
スの 多 くのイノベーションに 採 用 されています。OPC
UAの 実 装 は、 特 にIndustrie4.0に 適 切 な 主 要 要 素 と
考 えています。そのため、 我 々は 当 初 から 常 にこの 分 野
に 非 常 に 積 極 的 に 取 り 組 み、 最 初 に 製 品 認 証 を 受 けた
企 業 の ひとつとなっています 。«
シーメンスAG、OPC 役 員
Thomas Hahn

11
» シュナイダーエレクトリックは、インダストリアルIOTの
到 来 を「 革 命 」ではなく、「 進 化 」と 捉 えています。
スマートな 接 続 製 品 とシステムがより 大 きなSoS(システ
ム・オブ・システムズ)の 一 部 として 動 作 する 世 界 では、デ
ータ 移 動 時 の 一 貫 性 が 重 要 です。さらに 重 要 なのがデ
ータを 文 脈 に 置 き 換 えることです。
OPC UAでは、まさにそれを 実 行 するシステムを 効 率 的
かつ 効 果 的 に 実 現 することができ、 顧 客 企 業 が
Industrie 4.0の 潜 在 能 力 をフルに 実 現 できるよう 支 援
することが できます 。«
シュナイダーエレクトリック 戦 略 ・パートナーシップ 担 当 VP
John Conway
産 業 界 のグローバルプレイヤー
» 未 来 の 生 産 では、プラグ・アンド・プロデュースに 対 応
可 能 なインテリジェント・コンポーネントの 通 信 および 接 続
を 行 うために、OPC UAのような 標 準 化 されたインターフ
ェースが 欠 かせません。それにより、モジュラー 式 の 拡 張
可 能 な 生 産 施 設 をMESやERPのような 上 位 システムに
容 易 に 接 続 できるようになるでしょう。
2014 年 のOPC Day Europeでは、 弊 社 の 生 産 におけ
るOPC UAのテスト 実 装 をすでにご 紹 介 しました。また、
革 新 的 伝 送 システムMulti-Carrier-Systemとオートメー
ション・プラットフォームCPXは、どちらもIndustrie 4.0
HOST 環 境 への 統 合 に 対 応 するため、OPC UAを 採 用
しています 。«
FESTO 企 業 研 究 技 術 リーダー
Peter Post 教 授
» OPC UAは、オートメーションシステム 内 のコミュニケ
ーションに 関 してIndustrie 4.0に 必 要 な 機 能 性 の 実
装 、および 定 義 済 みオブジェクトとその 情 報 を 介 した
Industrie 4.0コンポーネント 間 の 相 互 運 用 性 の 実 装 に
最 適 であることを 証 明 しています。 異 なるオートメーション
ソリューションの 提 供 者 による 国 際 的 な 支 援 により、プロ
トコルはすでにセンサーレベルから 製 造 実 行 システム
(MES)、 企 業 資 源 計 画 (ERP)システムまで、 多 数 の
機 器 に 採 用 されています。 受 け 入 れと 未 来 志 向 の 技 術
基 盤 により、 国 際 的 に 進 化 する 規 格 の 開 発 がもたらされ
ます。OPC UAはこの 基 盤 をもたらします。«
Phoenix Contact マネージング・ディレクター
Roland Bent

12
協 会 ・ 組 織 のコメント
» OPC UAは、 真 にオープンな 先 進 的 通 信 規 格 への 不
可 欠 なステップです。これがなければ、Industrie 4.0やイ
ンダストリアルIOTも 実 現 不 可 能 です。 規 格 と 機 能 を 組
み 合 わせ、 機 械 、 制 御 プラットフォーム、 管 理 システム 間
の 永 続 的 なギャップを 克 服 するという、OPC UAの 構 想
はOMACの 最 重 要 構 想 と 一 致 しています。«
OMAC & PMMI
(B&R Industrial Automation Corp)
John Kowal
役 員
» コミュニケーションは、 単 にデータを 伝 えるのではなく、
情 報 を 伝 えることです。そして、その 情 報 に 容 易 にかつセ
キュアにアクセスする 手 段 です。PLCopenとOPC
Foundationの 協 力 はこれがすべてです。OPC UAの 技
術 は、 産 業 用 制 御 の 新 しいコミュニケーション 時 代 の 基
盤 となる、ネットワーク 独 立 型 で 透 過 的 通 信 を 行 う 可 能
性 を 生 み 出 します 。«
PLCopen マネージング・ディレクター
Eelco van der Wal
協 力 団 体
» 産 業 用 システムは 複 雑 化 の 一 途 をたどっています。
設 計 とアプリケーションの 中 でこの 複 雑 さを 管 理 するに
は、モジュール 化 、そして 結 果 として 生 じる 構 造 化 を 可 能
にするメソッドと 技 術 が 必 要 です。OPCの 技 術 とそれを
代 表 するOPC UAは、この 分 野 に 完 全 に 適 用 可 能 なこ
とを 証 明 しています。 適 用 も 広 がっており、Industrie
4.0のアプローチで 意 図 される 設 計 とアプリケーションの
融 合 への 入 口 と 言 えるでしょう。«
Otto-v.-Guericke 大 学 マクテブルク 機 械 工 学 オートメーションML e.
V 学 部 役 員
Arndt Lüder 教 授 ( 工 学 博 士 habil.)
» IOTやIndustrie 4.0といった 未 来 コンセプトの 実 装 に
は、 製 造 ・ 物 流 におけるモノの 移 動 の 追 跡 に 関 する 信 頼
性 の 高 いデータが 必 要 です。そのようなデータシステムを
実 現 するためには、 物 体 の 自 動 識 別 、 環 境 データを 記 録
するセンサー、リアルタイム 位 置 情 報 システムの 設 置 を
進 める 必 要 があります。
OPC UAは、こうしたシステムを 企 業 の 既 存 のIT 環 境 に
統 合 するための 適 切 なアーキテクチャを 提 供 します。
OPC AIMコンパニオン 仕 様 は、これらの 作 業 を 大 幅 に
促 進 します 。«
AIM-D ドイツ・オーストリア・スイス マネージング・ディレクター
Wolf-Rüdiger Hansen

研 究 ・ 教 育 機 関 のコメント
13
» BACnetとOPC UAは、インダストリアルオートメーショ
ンとビルディング 用 オートメーション 間 の 統 合 の 新 しいチ
ャンスの 模 索 においてすでに 協 力 しています。BACnet
によってエネルギーデータを 情 報 レベルで 定 義 し、OPC
UAを 介 して 便 利 に、そして 相 互 運 用 的 に 企 業 に 提 供 す
ることができます。センサーからIT 課 金 システムまで、 最
適 な 標 準 化 です。«
» OPC UAは、MDIS 情 報 モデルにセキュアで 信 頼 性
が 高 く、 相 互 運 用 性 を 備 えたプラットフォーム 独 立 型 の
基 盤 を 提 供 します。 通 信 接 続 の 簡 易 化 とデータ 品 質 の
向 上 により、 石 油 ガス 関 連 企 業 に 本 物 の 付 加 価 値 を 提
供 します 。«
MDIS Network OPCコンサルタント、DS Interoperability
Paul Hunkar
BACnet Interest Group Europe 委 員 会 メンバー
Frank Schubert
R&Dおよび 科 学 界 のリーダー
» Industrie 4.0のパラダイムは、モジュラー 式 プラグ・ア
ンド・プレイが 可 能 な 生 産 ラインを 編 成 可 能 にするため
に、 多 様 なレベルの 標 準 を 必 要 とします。
OPC UAは、プラントのコンポーネント 間 でベンダー 独 立
型 のセキュア 通 信 の 確 立 を 支 援 する 重 要 な 標 準 です。
産 業 界 主 導 の 標 準 化 プロセスなので、OPC UAの 産
業 界 ユーザーの 間 でオートメーション 階 層 のすべてのレ
ベ ル に 渡 るプ ラットフォームとして 高 く 評 価 されています 。
さらに、OPC UAの 情 報 モデルは、 情 報 の 相 互 運 用 性
実 現 の 基 本 も 示 しています。«
DFKI Kaiserslautern
Scientific
Innovative Factory Systems(IFS)ディレクター
Detlef Zühlke 教 授
» Industrie 4.0のアイデアを 実 現 するための 主 要 な 要
素 は、オープンな 標 準 化 された 通 信 プラットフォームです。
社 内 全 体 で 様 々なレベルの 通 信 が 必 要 なシナリオを 実
装 するには、これが 唯 一 の 道 です。OPC UAは、プラット
フォームと 言 語 に 依 存 しない 技 術 を 通 じて、 適 切 かつ 有
望 な 基 盤 を 提 供 します。Institute of Automation and
Information Systems (AIS)では、すでに 数 年 間 OPC
UAを 使 用 しています。オープンなアーキテクチャと、 幅 広
いソフトウェアとハードウェアのサポートは、 特 に 研 究 環
境 で 非 常 に 重 要 なメリットとなっています。
その 一 例 として、PCプラットフォームのリアルタイム 機 能
のない 高 レベルエージェントと、PLCのリアルタイム 機 能
を 持 つ 低 レベルエージェント 間 の 通 信 があります。これに
より、 計 算 時 間 と 速 度 の 最 適 な 分 散 化 が 可 能 になりまし
た 。«
ミュンヘン 工 科 大 学 (TUM)
オートメーション 情 報 システム 研 究 所 長
Birgit Vogel-Heuser 教 授 ( 工 学 博 士 )

14 OPC UAの 概 要
OPC UAの 概 要 – セキュアで 信 頼 性 の 高 いプラット
フォーム 独 立 の 情 報 交 換
セキュアで 信 頼 性 の 高 いプラットフォーム 独 立 の 情
報 交 換
OPC UAは、センサーや 現 場 レベルからコントロールシス
テムや 生 産 計 画 システムへ、セキュアで 信 頼 性 の 高 い
ベンダー 非 依 存 の 生 データおよび 事 前 処 理 情 報 を 伝 送
するために、OPC Foundationが 生 み 出 した 最 新 技 術
です 。
OPC UAでは、 権 限 を 持 つ 人 が 許 可 されたすべての 用
途 のために、あらゆる 種 類 の 情 報 をいつでもどこでも 入
手 することができます。
プラットフォームおよびベンダー 独 立
OPC UAは、アプリケーションを 作 成 または 提 供 するベ
ンダーやシステムサプライヤーから 独 立 しています。 通 信
はソフトウェアのプログラミングに 使 用 されたプログラミン
グ 言 語 や、アプリケーションが 動 作 するオペレーティング
システムからも 独 立 して 行 われます。 専 有 技 術 や 個 別 の
ベンダーに 一 切 依 存 せず、 拘 束 を 受 けないオープン 標 準
です。
サービス 指 向 アーキテクチャ
OPC UAは 汎 用 サービスを 定 義 し、それを 実 行 する 際 に、
「サービスプロバイダーがリクエストを 受 け 取 り、 処 理 し、
結 果 を 応 答 に 添 えて 返 送 する」というサービス 指 向 アー
キテクチャ(SOA)の 設 計 パラダイムに 従 います。
WSDLでサービスを 記 述 する 従 来 のWebサービスでは、
サービスプロバイダ 間 で 相 違 が 起 こる 可 能 性 がありまし
たが、OPC UAでは、 汎 用 的 なサービスが 事 前 に 定 義 さ
れております。サービスが 標 準 化 されているため、WSDL
は 必 要 ありません。その 結 果 、 呼 び 出 し 元 が 特 別 サービ
スの 構 造 や 挙 動 に 関 する 特 殊 知 識 を 持 たなくても、 互
換 性 と 相 互 運 用 性 が 得 られます。
OPC UAは、 異 なる 機 能 に 対 し 様 々なサービスセットを
定 義 しています( 読 み 込 み/ 書 き 込 み/シグナル/ 実 行 、ナ
ビゲーション/ 検 索 、 接 続 /セッション/セキュリティ)。
OPC UA 情 報 モデルからは 柔 軟 性 が 生 まれます。 基 本
モデルに 基 づいて、どんな 複 雑 なオブジェクト 指 向 の 拡
張 でも、プロセスの 相 互 運 用 性 を 損 なうことなく 行 うこと
ができます。
インターネットとファイヤーウォールを 介 した 標 準 化
された 通 信
OPC UAは、 以 前 のOPC 業 界 標 準 を、プラットフォーム
独 立 、 拡 張 性 、 高 可 用 性 、インターネット 能 力 といった 複
数 の 重 要 な 機 能 で 拡 張 しています。OPC UAは、もはや
マイクロソフトのDCOM 技 術 をベースとせず、サービス
指 向 アーキテクチャ(SOA)に 基 づいて 再 考 されました。
そのためOPC UAは 適 用 が 非 常 に 容 易 です。
現 在 、OPC UAはすでにマイクロソフト、UNIXなどのオ
ペレーティングシステムから 独 立 して、エンタープライズレ
ベルからオートメーションコンポーネントの 組 み 込 みシス
テムまでを 直 接 つないでいます。OPC UAは、IANA 登
録 ポート4840を 介 してデータ 交 換 するために、TCPベー
スの 最 適 化 されたバイナリプロトコルを 使 用 します。
WebサービスとHTTPもオプションでサポートされていま
す。 既 存 の 通 信 コンセプトを 壊 すことなく、マルチキャスト
やメッセージキューイングのような 追 加 的 プロトコルバイ
ンディングを 容 易 に 統 合 することができます。 統 合 暗 号
機 構 により、インターネットを 介 したセキュア 通 信 を 確 保 し
ています。
不 正 アクセスに 対 する 保 護
OPC UAの 技 術 は、 不 正 アクセス、 妨 害 行 為 、 処 理 デー
タの 変 更 、 操 作 ミスから 保 護 する 実 証 済 みのセキュリテ
ィコンセプトを 採 用 しています。OPC UAのセキュリティ
コンセプトには、ユーザーとアプリケーションの 認 証 、メッ
セージの 署 名 、 送 信 データの 暗 号 化 が 含 まれま
す。OPC UAのセキュリティは、SSL、TLS、AESなど、イ
ンターネットのセキュア 通 信 にも 使 用 されている 広 く 認 め
られた 規 格 に 基 づいています。 安 全 機 構 は 規 格 の 一 部
を 構 成 し、ベンダーの 義 務 となっています。ユーザーは、
用 途 に 応 じて 様 々なセキュリティ 機 能 を 組 み 合 わせるこ
とができるため、 固 有 のアプリケーションに 関 連 した 拡 張
可 能 なセキュリティがもたらされます。

15
統 一 されたOPC UAオブジェクト
アトリビュート
サ ービスセット
(Data Access、HistoricalData
Access)
OPC UAオブジェクト
変 数
_ _ _ _ _
_ _ _ _ _
_ _ _ _ _
メソッド
_____( )
_____( )
_____( )
メソッド
サ ービスセット
(Programs)
イベント
N
N
N
サブスクリプション
サ ービスセット
(Alarms &Conditions)
アクセス 可 能 性 と 信 頼 性
OPC UAは、 信 頼 性 の 高 い 通 信 機 構 、 設 定 可 能 なタイ
ムアウト、エラー 自 動 検 出 機 能 を 備 えた、 堅 牢 なアーキテ
クチャを 定 義 しています。
エラー 排 除 機 構 は、データ 損 失 なしで、OPC UAクライ
アントとOPC UAサーバー 間 の 通 信 接 続 を 自 動 的 に 回
復 させます。OPC UAは、クライアントとサーバーの 両 方
のアプリケーションに 統 合 可 能 な 冗 長 機 能 を 提 供 し、 最
大 限 の 信 頼 性 を 備 えた 高 可 用 性 システムの 実 装 を 可 能
にします。
統 一 による 簡 易 化
OPC UAは、は、 統 合 されたアドレス 空 間 と、プロセスデ
ータ、アラームデータ、ヒストリカルデータを、 機 能 の 呼 び
出 しと 一 緒 に 表 現 できる 情 報 モデルを 定 義 します。
OPC UAは、OPC Classicの 全 機 能 を 組 み 合 わせて、
統 一 されたオブジェクト 指 向 のコンポーネントで 複 雑 な 手
順 とシステムの 記 述 を 可 能 にしています。 基 本 ルールの
みをサポートする 情 報 コンシューマーは、サーバーの 複 雑
な 構 造 の 相 互 関 係 に 対 する 知 識 がなくても、データを 処
理 することができます。
応 用 分 野
OPC UA 技 術 の 普 遍 的 な 応 用 性 は、 全 く 新 しい 垂 直 統
合 コンセプトの 実 装 を 可 能 にします。OPC UAコンポー
ネントを 連 結 することで、 生 産 レベルからERPシステムま
で 情 報 を 安 全 かつ 確 実 に 伝 送 します。フィールドデバイ
スレベルの 組 み 込 みOPC UAサーバーと、エンタープラ
イズレベルのERPシステムに 統 合 されたOPC UAクラ
イアントが 互 いに 直 接 接 続 されます。
各 OPC UAコンポーネントを 地 理 的 に 分 散 させ、ファイ
ヤーウォールで 互 いに 分 離 することができます。OPC
UAは、 他 の 標 準 化 組 織 がそれぞれの 情 報 モデルに
OPC UAサービスを 伝 送 機 構 として 使 用 できるようにし
ています。
OPC Foundationは、 現 在 すでに
PLCopen、AIM、BACnet、ISA、FDIなど、 様 々な 産 業
界 の 多 くの 異 なるグループと 協 力 しています。 追 加 仕 様
では、 情 報 モデルの 共 通 の 定 義 がまとめられています。

16
OPC UA 技 術 の 詳 細
OPC UA 技 術 の 詳 細
シーメンスAG テクノロジー&
イノベーション
OPC UA 技 術 諮 問 委 員 会
ディレクター
Karl-Heinz Deiretsbacher
ABB Automation GmbH
ソフトウェア・アーキテクチャR&D
フィールドバス
Wolfgang Mahnke 博 士
Industrie 4.0の 通 信 は、 純 粋 なデータだけでなく、 情 報
の 交 換 に 基 づきます。これらのタスクはOPC Unified
Architectureの 不 可 欠 な 側 面 となっています。
OPC UAは、 包 括 的 な 記 述 言 語 と 情 報 モデルに 必 要 な 通
信 サービスを 含 んでいるため、 普 遍 的 な 使 用 が 可 能 です。
はじめに
オートメーションのトレンドは、 標 準 化 における 通 信 データ
情 報 の 統 合 に 向 かっています。
ISA 88(およびIEC 61512、バッチ 処 理 )、ISA 95(お
よびIEC 62264、MES 層 )、CIM(Common
Information Model)とIEC 61970(エネルギー 管 理 )
および IEC 61968( 配 電 )といった 規 格 は、それぞれ 取
り 組 む 領 域 のデータの 情 報 を 定 義 しています。これはデ
ータ 転 送 仕 様 から 独 立 して 始 まります。
OPC UA(IEC 62541としても 発 行 済 み)は、どのよう
な 複 雑 度 の 情 報 モデルの 交 換 も、インスタンスとタイプ
(メタデータ)の 両 方 とも 可 能 にします。そして、 上 記 に
述 べた 規 格 を 補 完 し、 情 報 レベルでの 相 互 運 用 性 を 可
能 にします。
設 計 目 標
OPC UAは、 生 産 のPLCからエンタープライズサーバー
まで、 幅 広 いシステムに 対 応 するように 設 計 されました。
これらのシステムは、 規 模 、 性 能 、プラットフォーム、 機 能
の 多 様 性 を 特 徴 とします。これらの 目 標 を 満 たすた
め、OPC UAには 以 下 の 基 本 機 能 が 指 定 されていま
す。
• トランスポート – OPC UAアプリケーション 間 のデー
タ 交 換 機 構 に 対 応 。
異 なる 要 求 事 項 に 対 応 する 様 々なトランスポート・プロ
トコル( 速 度 とスループットへの 最 適 化 = UA TCP
とUAバイナリ、ファイアーウォール 親 和 性 = HTTP
+ SOAP)。
• メタモデル – OPC UAで 情 報 モデルを 発 行 するため
のルールと 基 本 コンポーネントを 指 定 。
様 々な 基 本 ノードと 基 本 タイプも 含 む。
• サービス – 情 報 を 提 供 するサーバーと 情 報 を 使 用 す
るクライアント 間 のインターフェースを 構 成 。
情 報 モデルは 階 層 化 アプローチに 従 っています。
各 高 次 タイプは 特 定 の 基 本 ルールに 基 づいています。
この 方 法 では、クライアントが 基 本 ルールのみを 認 識 し、
それしか 実 装 していなくても、 複 雑 な 情 報 モデルを 処 理
することができます。
クライアントは 深 い 関 係 性 を 理 解 していなくても、アドレ
ス 空 間 をナビゲートし、データ 変 数 の 読 み 取 りや 書 き 込
みを 行 うことができます。
ベンダー 固 有 拡 張
バイナリ ハイブリッド Webサービス
コラボレーションモデル
UAバイナリ
UA XML
基 本 サービス
トランスポート
DA AC HA Prg
メタモデル
UA Secure
Conversation
UA TCP
HTTPS
TCP / IP
WS Secure
Conversation
SOAP
HTTP
4840
443 443 80
OPC UA 階 層 モデル
OPC UAトランスポート・プロファイル

17
統 合 アドレス 空 間 モデル
オブジェクトモデルは、 生 産 データ、アラーム、イベント、
履 歴 データをひとつのOPC UAサーバーに 統 合 可 能 に
します。これにより、 例 えば、 温 度 測 定 機 器 を 温 度 値 、ア
ラーム・パラメーター、 対 応 するアラーム 限 度 と 共 にオブ
ジェクトとして 示 すことができます 。
OPC UAは 異 なるアドレス 空 間 とサービスを 統 合 および
標 準 化 し、OPC UAアプリケーションはひとつのインター
フェースだけでナビゲーションできるようになります。
OPC UAのアドレス 空 間 は、 階 層 的 に 構 成 され、クライ
アントとサーバーの 相 互 運 用 性 を 促 進 します。 最 上 位 レ
ベルはサーバー 用 に 標 準 化 されます。アドレス 空 間 のす
べてのノードには 階 層 経 由 で 到 達 することができます。ノ
ード 間 に 相 互 参 照 を 付 けられ、アドレス 空 間 が 結 束 した
ノード の ネットワークを 形 成 します 。
OPC UAのアドレス 空 間 には、インスタンス(インスタン
ス 空 間 )だけでなく、インスタンスタイプ(タイプ 空 間 )も 含
まれています。
一 貫 性 のあるアドレス 空 間

18
OPC UA 技 術 の 詳 細
統 合 サービス
OPC UAは、 名 前 空 間 、 読 み 取 り/ 書 き 込 み 変 数 、デー
タ 変 更 とイベントをサブスクライブするために 必 要 なサー
ビスを 定 義 しています。
OPC UAサービスは、「サービスセット」と 呼 ばれる 論 理
グループで 編 成 されています。サービスリクエストとレス
ポ ン ス は 、ク ライア ントとサ ー バ ー 間 の メッセ ージ 交 換 に
よって 送 信 されます。
OPC UAメッセージは、TCP/IPに 基 づくOPC 固 有 のバ
イナリプロトコルを 介 して、またはWebサービスとして 交 換
されます。 通 常 、アプリケーションは、システムオペレータ
ーが 最 適 なオプションを 選 択 できるように、 両 方 のプロト
コルタイプを 提 供 するでしょう。
OPC UAは 合 計 9 個 の 基 本 サービスセットを 提 供 してい
ます。 各 セットについて、 以 下 に 短 く 説 明 します。プロファ
イルにより、サーバーがサポートしているすべてのサービ
スのサブセットを 指 定 することができます。プロファイルに
ついては 本 書 では 記 載 されていません。
• SecureChannelサービスセット
このサービスセットには、 交 換 されたメッセージの 機 密
性 と 完 全 性 ( 整 合 性 )が 保 証 されるように、サーバーの
セキュリティ 設 定 を 決 定 し、 通 信 チャネルを 確 立 するた
めのサービスが 含 まれています。これらのサービス
は、OPC UAのアプリケーションには 直 接 実 装 されて
いませんが、 使 用 されている 通 信 スタックによって 提 供
されます。
• Sessionサービスセット
こ の サ ービスセットは 、 特 定 ユ ー ザ の た め に 、ア プリケ
ーション 層 の 接 続 (セッション)を 確 立 するために 使 用
するサービスを 定 義 します。
• Viewサービスセット
クライアントがブラウジングによりノードを 発 見 できるよ
うにします。クライアントはブラウジングにより 階 層 を 上
下 にナビゲートしたり、ノード 間 の 参 照 を 追 跡 すること
ができます。これにより、クライアントはアドレス 空 間 の
構 造 を 調 べられるようになります。
• Attributeサービスセット
アトリビュート 値 の 読 み 取 りおよび 書 き 込 みに 使 用 さ
れます。アトリビュートは、OPC UAによって 定 義 された
ノードのプリミティブな 特 性 です 。
• Methodサービスセット
オブジェクトの 関 数 呼 び 出 しを 表 示 します。 呼 び 出 さ
れ、 完 了 後 に 戻 ります。Methodサービスセットは、メソ
ッドを 呼 び 出 す 方 法 を 定 義 します。
• MonitoredItemサービスセット
このサービスは、アドレス 空 間 のどのアトリビュート( 値 )
の 変 化 がクライアントにより 監 視 されるべきか、もしく
は 、クライアントがどのイベントに 興 味 を 持 つかを 決 定
するために 使 われます。
• Subscriptionサービスセット
このサービスセットは、MonitoredItemsのメッセージ
の 作 成 、 変 更 、 削 除 に 使 用 されます。
• Queryサービスセット
こ の サ ービ ス セット は 、ク ライア ント が 特 定 の フィル タ ー
基 準 に 基 づいて、アドレス 空 間 からノードを 選 択 できる
ようにします。
• NodeManagementサービスセット
サーバーの 設 定 用 インターフェースを 提 供 します。
クライアントがアドレス 空 間 のノードを 追 加 、 変 更 、 削
除 できるようになります。

19
プラットフォーム 独 立 型
「Classic OPC」はDCOM 技 術 をベースとしていたた
め、どうしてもWindowsプラットフォームとサポート 言 語 と
のつながりがありましたが、OPC UAは 任 意 のプログラ
ム 言 語 を 使 用 する 任 意 のプラットフォームのアプリケーシ
ョン 用 に 設 計 されています。
サービスはモデルから 独 立
• 一 番 下 のレベルには、アドレス 空 間 モデル、 異 なるオ
ブジェクトと 変 数 の 構 造 、アラームなどの 抽 象 的 OPC
U Aモデルとサービスがあります。
性 能
OPC UAサービスは 様 々な 技 術 にマッピングすることがで
きます。 現 在 、 基 本 的 にUA-TCPと HTTPSの2 種 類 の
マッピングがあります。 最 先 端 のイーサネット 技 術 に 加 え
UA-TCPを 使 用 すると、 高 性 能 が 確 保 されます。
サービスのインターフェイス 仕 様 自 体 も 高 いデータスルー
プットに 対 応 する 設 計 です。 例 えば、1 回 の 読 み 取 りサー
ビスの 呼 び 出 しで、 数 千 件 の 値 にアクセスすることがで
きます。サブスクリプションサービスにより、 値 が 変 更 さ
れ、 設 定 しきい 値 を 超 えたときに 通 知 を 行 うことができま
す。
OPC UAの 情 報 モデル
OPC UAメタモデル
重 要 :OPC UAモデルはクライアントがサーバー 上
の 情 報 にアクセスする 方 法 を 記 述 しています。
この 情 報 をサーバーに 編 成 する 方 法 は 指 定 さ
れていませ ん 。 例 えば 、 下 位 デ バイスや デ ータ
ベースでの 保 管 が 可 能 です。
• 次 のレベル(サービスバインディング)は、サービスを 特
定 のプロトコルにどのようにマッピングするかを 指 定 す
る 際 に 使 用 されます。 現 在 、TCP(UA-TCP)と
HTTP(OPC UA Webサービス) 用 のマッピングが 用
意 されています。 将 来 、 新 しい 技 術 が 確 立 された
ら、OPC UAモデルとサービスを 変 更 することなく、さら
にマッピングを 指 定 できるようになります。マッピングは
標 準 化 された 基 本 プロトコルに 完 全 に 基 づいており、
これらはすでにすべての 既 知 のプラットフォームに 存
在 しています。
• 次 のレベルは、 専 用 プラットフォームと 言 語 のための 具
現 化 です。OPC Foundationは、Java、.NET、ANSI
C/C++の3 種 類 の 具 現 化 を 提 供 しています。
言 語 の 他 に、 利 用 するプラットフォームの 選 択 が 行 え
ます。
OPC UAオブジェクトモデルは、1 組 の 標 準 化 されたノー
ドタイプを 定 義 しており、これを 使 ってアドレス 空 間 のオ
ブジェクトを 表 すことが できます 。こ の モ デ ル は 、バリアブ ル
(データ/プロパティ)、メソッド、イベント、 他 のオブジェク
ト に 対 す るリファレン ス に より 、オブジェクトを 表 します 。
ノードのプロパティはOPC UAが 定 義 したアトリビュート
によって 記 述 されています。アトリビュートはデータ 値 を 持
つサーバーの 唯 一 の 要 素 です。アトリビュートのデータタ
イプには、 単 純 型 と 複 合 型 があります。
OPC UAにより、 任 意 のオブジェクトとバリアブルタイプ、
およびそれらの 関 係 をモデル 化 することができます。アド
レス 空 間 でサーバーが 情 報 を 示 し、クライアントが
(ナビゲーション 中 に)それを 取 得 できます。タイプ 定 義
は 標 準 化 することも、ベンダー 固 有 にすることもできま
す。 各 タイプはその 定 義 を 担 当 した 組 織 によって 識 別 さ
れます。

20
OPC UA 技 術 の 詳 細
汎 用 OPC UA 情 報 モデル
一 般 的 な 有 効 情 報 ( 例 えば、アラームやオートメーション
データ)のモデルは、すでにOPC UAによって 定 義 され
ています。 一 般 定 義 をさらに 特 化 したその 他 の 情 報 モデ
ルはここから 派 生 します。そのため、 一 般 モデルに 対 して
プログラムされたクライアントは、ある 程 度 特 化 したモデ
ルも 処 理 することができます。
1. データアクセス(DA)
データアクセス、 略 してDAは、リアルタイムデータ(すなわ
ち、 基 本 的 な 産 業 用 または 業 務 用 プロセスデータの 現
在 の 状 態 と 挙 動 を 表 すデータ)のモデリングを 記 述 しま
す。これにはアナログ・ディスクリート 変 数 、 工 学 単 位 、 品
質 コードの 定 義 が 含 まれます。データの 出 所 は、センサ
ー、コントローラ、ポジションエンコーダーなどです。これら
をデバイスのI/Oに 直 接 接 続 することも、リモートデバイ
スの 直 列 接 続 とフィールドバスで 接 続 することも 可 能 で
す。
2. アラーム&コンディション(AC)
この 情 報 モデルは、 状 態 (ダイアログ、アラーム)の 処 理
方 法 を 定 義 します。 状 態 の 変 化 は、イベントを 起 こしま
す。クライアントはこうしたイベントを 登 録 し、 利 用 可 能 な
関 連 値 の 中 から、イベントレポート( 例 えば、メッセージテ
キスト、ACK 挙 動 )に 含 めて 受 け 取 りたいものを 選 択 す
ることができます。
3. ヒストリアクセス(HA)
H A により、バリアブ ルとイベント のヒストリカ ル デ ータに ア
クセスできます。これらのデータの 読 み 取 り、 書 き 込 み、
変 更 が 可 能 です。データはデータベース、アーカイブ、そ
の 他 のストレージシステムに 配 置 することができます。 幅
広 い 集 計 処 理 機 能 により、サーバーで 前 処 理 を 行 うこと
ができます。
4. プログラム
「プログラム」は、バッチ 処 理 の 演 算 や 操 作 のような 複
雑 なタスクを 表 します。
各 プログラムはステートマシンで 示 されます。 状 態 遷 移
は 、ク ライア ント に 対 し てメッセ ージを 起 こしま す 。
ボイラーのU Aモデリング 例

21
テクノロジー 固 有 の 情 報 モデル
制 御 /オートメーションを 扱 う 標 準 化 委 員 会 は、テクノロ
ジー 固 有 の 情 報 モデルを 作 成 しています。
例 えば、IEC61804 (EDDL)、ISA SP 103(フィールド
デバイスツール)、ISA-S88、ISA-S95、IEC-TC57-
CIMなどがあります。これらは、 特 定 の 知 識 分 野 の 単 位 、
関 係 、ワークフローの 記 述 を 標 準 化 しているため、 重 要
な 仕 様 です。OPC Foundationは、 新 しい 規 格 をゼロか
ら 開 発 するため、 他 の 組 織 と 意 欲 的 に 協 力 してきました。
これらの 組 織 の 情 報 モデルをOPC UA(コンパニオン
規 格 )にマッピングするルールは、 共 同 作 業 部 会 で 規 定
されています。
既 存 の、または 現 在 作 成 中 のコンパニオン 規 格
は 以 下 の 通 りです。
• OPC UA for Devices (IEC 62541-100)
• OPC UA for Analyser Devices
• OPC UA for Field Device Integration
• OPC UA for Programmable
Controllersbased on IEC61131-3
• OPC UA for Enterprise and Control
Systems based on ISA 95
• OPC UA for Machine Tool Connectivity
(MTConnect)
• OPC UA for AutoID (AIM)
• OPC UA for BACnet
(Building Automation)
Industrie 4.0の 見 通 し
OPC UAは、Industrie 4.0の 情 報 レベルの 相 互 運
用 性 に 関 する 要 求 事 項 を 満 たす、 成 熟 した 規 格 で
す。OPC UAは、 包 括 的 な 情 報 モデル(What)を 公
開 し、 個 別 に 開 発 されたアプリケーション 間 で 複 雑 な
デ ータを 交 換 す るた め に 、プ ロトコ ル とサ ービ ス
(How)を 提 供 します。
すでに 様 々な 重 要 な 情 報 モデルが 存 在 しています
が、まだアクションが 必 要 です。
• 例 えば、 温 度 センサーや 値 制 御 ユニットはどのよう
に 自 己 識 別 するか。
• どのオブジェクト、メソッド、 変 数 、イベントが 設 定 、
初 期 化 、 診 断 、ランタイムのインターフェースを 定 義
するか。

22
OPC UA technology in detail
セキュリティモデル
概 要
セキュリティはOPC UAの 基 本 要 求 事 項 で、アーキテク
チャに 統 合 されています。そのメカニズムは、(W3Cのセ
キュアチャネルのコンセプトに 相 当 )は、 脅 威 の 詳 細 な
分 析 に 基 づいています。
OPC UAのセキュリティは、クライアントとサーバーの 認
証 、 交 換 されたメッセージの 整 合 性 と 機 密 性 、 機 能 プロ
ファイルの 検 証 可 能 性 に 対 応 します。
OPC UAのセキュリティは、ほとんどのWeb 対 応 プラット
フォームが 提 供 しているセキュリティ 基 盤 を 補 完 します。
ベースとするアーキテクチャは 下 図 の 通 りです。ユーザー
セキュリティ、アプリケーションセキュリティ、トランスポート
セキュリティの3つのレベルがあります。
OPC UAのユーザーレベルのセキュリティ 機 構 は、セッシ
ョン 設 定 時 に 実 行 されます。クライアントは、ユーザーを
識 別 する 暗 号 化 セキュリティトークンをサーバーに 送 信 し
ます 。サ ー バ ーはトークン に 基 づ い て ユ ーザーを 認 証 し 、
次 にサーバーのオブジェクトへのアクセスを 認 可 します。
OPC UAの 仕 様 は、アクセス 制 御 リストのような 認 可 機
構 を 定 義 しません。
これらはアプリケーション 固 有 またはシステム 固 有 です。
OPC UAのアプリケーションレベルのセキュリティは、セ
ッション 設 定 の 一 部 であり、デジタル 署 名 証 明 書 の 交 換
を 含 みます。インスタンス 証 明 書 は、 実 際 のインストール
を 証 明 します。ソフトウェア 証 明 書 は、クライアントとサー
バーのソフトウェア、および 実 装 されたOPC UAのプロフ
ァイルを 証 明 します。これらは 特 定 の 情 報 モデルのサポ
ートなど、サーバーの 機 能 を 記 述 します。
トランスポートレベルのセキュリティは、メッセージの 署 名
により 整 合 性 を 提 供 し、メッセージの 暗 号 化 により 機 密
性 を 提 供 するために 使 用 されます。これにより、 交 換 され
た 情 報 の 開 示 を 防 ぎ、メッセージが 改 ざんされていないこ
とを 保 証 します。
OPC UAのセキュリティ 機 構 は、OPC UAスタックの 一
部 として 実 現 されています。つまり、セキュリティ 機 構 は
OPC Foundationが 提 供 するソフトウェアパッケージに
含 ま れ て おり 、ク ライア ントとサ ー バ ー が すぐ に 使 用 できる
ようになっています。
拡 張 可 能 なセキュリティ
セキュリティ 機 構 は、かなりの 費 用 がかかり、 性 能 にも 影
響 を 与 えます。そのため、セキュリティは 実 際 に 必 要 な 状
況 に 限 って 適 用 すべきです。この 決 定 は、 開 発 者 や 製
品 マネージャーではなく、システムオペレーター(システム
管 理 者 )が 行 うべきです。
拡 張 可 能 なセキュリティコンセプト

23
OPC UAのセキュリティ 機 構 は 拡 張 可 能 です。OPC
UAのサーバーは、いわゆるエンドポイントを 提 供 し、 様 々
なセキュリティレベルを 示 します。
セキュリティのないエンドポイントもあります(
「NoSecurity」プロファイル)。システム 管 理 者 は 特 定
のエンドポイント( 例 えば、NoSecurityプロファイルを 持
つエンドポイント)を 無 効 にすることができます。 動 作
中 、OPC UAクライアントのオペレーターは、コネクション
確 立 時 に、 各 アクションに 適 したエンドポイントを 選 択 す
ることができます。
OPC UAクライアントは、 常 にセキュリティのあるエンドポ
イントを 選 んで 、 機 密 デ ータに アクセスできます 。
セキュアチャネル
セキュアチャネルは、セキュリティモードとセキュリティポリ
シーの 指 定 に 使 用 されます。セキュリティモードは、メッセ
ージの 暗 号 化 の 方 法 を 記 述 します。
OPC UAの 定 義 では、「None」、「Sign」
「SignAndEncrypt」の3つのオプションが 用 意 されて
います。
SecurityPolicyは、メッセージ 暗 号 化 のアルゴリズムを
定 義 します。
設 定 のため、クライアントはサーバーインスタンス 証 明 書
の 公 開 鍵 を 必 要 とします。 次 に、クライアントは、 自 分 のイ
ンスタンス 証 明 を 送 ります。それを 基 に、サーバは、クライ
アントを 信 用 するか 否 かを 決 定 します。
ドイツ 情 報 セキュリティ 庁 によるセキュリティ 診 断
ドイツ 情 報 セキュリティ 庁 (BSI)
C12 部 長
Holger Junker
OPC UAは、 産 業 用 施 設 やその 他 多 くのインテリジェン
トな 接 続 された 世 界 のシナリオにとって、 最 も 重 要 な 現
代 の 規 格 のひとつです。OPC UAはIndustrie 4.0への
中 心 基 盤 と 見 なされています。OPC UAによって、セン
サーからERPシステムまで、オートメーション 階 層 の 様 々
な 層 間 の 統 合 が 可 能 になります。セキュアなスマートファ
クトリーに 必 要 な 暗 号 機 構 の 割 り 当 てに 採 用 できる、 世
界 的 に 認 められた 初 めての 産 業 用 統 一 プロトコルです。
OPC UAへの 信 頼 をさらに 高 めるため、BSIは 現 在 、 包
括 的 かつ 独 立 的 なセキュリティ 診 断 を 実 施 しています。
最 初 のステップとして、OPC UA 仕 様 を 徹 底 的 に 分 析
する 予 定 です。 次 に、 厳 選 された 参 考 実 装 に 対 して、セ
キュリティ 関 連 のテストを 行 います 。
目 標 は、OPC UAの 詳 細 かつ 有 意 義 な 分 析 を 発 行 し、
必 要 な 改 善 点 がある 場 合 は 提 案 を 行 い、 機 器 生 産 者 、
インテグレーター、メーカーに 推 奨 を 行 うことです。OPC
Foundationは、BSIのセキュリティ 診 断 の 取 り 組 みを 支
援 しています。2015 年 末 に 向 け、 結 果 についてOPC
Foundationと 最 初 の 話 し 合 いを 持 つ 予 定 です。 次 に、
基 本 結 果 と 推 奨 事 項 を 正 式 発 表 します。
暗 黙 的 セキュリティ 機 能 と Industrie 4.0の 課 題 に 対 応 する 潜 在 能 力 を 備 えた 通 信 技 術 は、 現 在 、 私 の 知 る 限 り
OPC UAだけだと 思 います。
Holger Junker, BSI

24
OPC UA 技 術 の 詳 細
通 信 メソッドの 拡 張
現 在 、OPC UAワーキンググループは、 追 加 の 通 信 方 法
をOPC UA 規 格 に 統 合 しています。 彼 らは、クライアント・
サーバアーキテクチャを、サーバ(パブリッシャ)が 任 意 のク
ライアント(サブスクライバ)にデータを 発 行 できるパブリッ
シュ/サブスクライバモデルで 拡 張 します。
この 拡 張 を 通 じて、M2M(マシン・ツー・マシン)および
IoT(モノのインターネット)などのアプリケーション 分 野 で
OPC UAの 有 用 性 が 証 明 されるでしょう。
異 なるシナリオをサポートするため、
2 種 類 の 方 法 を 用 意
1. パブリッシャ/サブスクライバが 高 速 ローカル 通 信 媒
体 上 に 存 在 する 場 合
この 方 法 はローカルネットワークを 対 象 とします。デー
タが 送 信 (パブリッシュ)されると、 任 意 の 数 のサブス
クライバがUDPセキュアマルチキャストを 使 用 して 受
信 します。これは、 中 継 のない 極 めて 効 率 的 なデータ
配 信 を 可 能 とします。
2. パブリッシャ/サブスクライバがグローバルネットワーク
(クラウド)でメッセージを 交 換 する 場 合
このモデルは、OPC UAアプリケーションが 異 なるネ
ットワークに 存 在 する 場 合 、またはデータ 発 行 先 のク
ライアントが「クラウド」、およびリレー、ブローカー、イ
ベントハブがデータ 転 送 を 可 能 にするネットワークトポ
ロジーに 存 在 する 場 合 の 接 続 性 をサポートしていま
す。 任 意 の 数 のサーバーとクライアントを 接 続 するこ
とができます。
どちらの 追 加 も、 拡 張 性 が 設 計 に 組 み 込 まれているOPC
UAの 多 層 アーキテクチャにシームレスに 統 合 されます。
既 存 のクライアント/サーバ 通 信 方 式 のように、OPC
UAのパブリッシュ/サブスクライブ 方 式 は、 定 評 のあるプロ
トコルを 利 用 する 予 定 です。 例 えば、セキュアマルチキャス
トの 場 合 は、UDP(User Datagram Protocol)と
TSN(Time Sensitive Networking)が 対 象 となります。
グロー バ ル ネットワーク の パブリッシュ/ サブ スクライブ の
場 合 は、ワーキンググループはAMQPが 対 象 となります。
また、どちらの 追 加 も、アプリケーションの 情 報 モデルでは
なく、デ ータ のトラン ス ポ ート に の み 適 用 されます 。つ まり 、
アプリケーションと 情 報 を 変 更 する 必 要 はありません。
オプション:クラウドでの 発 行 / 購 読
オプション:セキュアマルチキャスト

OPC FOUNDATION
25
OPC Foundation – 組 織
北 米 33%
欧 州 48%
OPC Organization
の 会 員
日 本 6%
中 国 5%
その 他 8%
OPC Foundationは、450を 超 える 会 員 を 抱 え、OPC 仕
様 をベースとする 相 互 運 用 性 ソリューションの 世 界 トップ
組 織 です。
企 業 会 員 、エンドユーザー、 投 票 権 のない 会 員 を 含 むす
べての 会 員 は、CPSなど、 産 業 オートメーション 環 境 のソ
フトウェア 主 導 型 デバイス 間 の 統 合 型 互 換 通 信 に 取 り
組 んでいます。
OPC Foundationは、オートメーションソリューションのメ
ーカーとOPC 技 術 の 提 供 者 を 対 象 に、ニュースレタ
ー、Webサイト、 各 種 トレーニングと 情 報 イベントを 含 むマ
ーケティングプログラムを 提 供 しています。 会 員 企 業 は、
エンドユーザ 向 けに、OPC 技 術 のイベントとトレーニング
を 提 供 しております。ワーキンググループにおける 開 発 者
とユーザーの 協 力 は、 実 践 的 要 件 とユーザーのフィード
バックを 仕 様 に 考 慮 する 上 で 極 めて 重 要 です。
独 立 性
OPC Foundationは、 個 別 のメーカーや 特 定 の 技 術 か
ら 独 立 したNPOです。 会 員 企 業 からワーキンググループ
に 参 加 するメンバーはボランティアです。 資 金 はすべて
会 費 で 賄 われ、 政 府 の 助 成 金 を 受 けていません。 組 織 は
世 界 中 で 運 営 され、すべての 大 陸 に 現 地 窓 口 が 設 けら
れています。すべての 会 員 は、その 規 模 に 拘 わらず 同 じ
投 票 権 を 持 ちます。
会 員 の 分 布
本 社 はアリゾナ 州 フェニックスにありますが、 大 半 のメン
バー(ほぼ50%)は 欧 州 を 拠 点 としています。 会 員 の 約 3
分 の1は 北 米 を 拠 点 としています。ドイツの 主 要 オートメ
ーション 技 術 メーカーはすべてOPC Foundationの 会
員 で、すでにOPC 技 術 を 組 み 込 んだ 製 品 を 提 供 してい
ます。
会 員 の 特 典
OPC Foundationの 会 員 は、 最 新 のOPC 仕 様 書 と 暫
定 版 への 完 全 なアクセス 権 を 持 ちます。すべてのワーキ
ンググループに 参 加 し、 要 件 やソリューションの 提 案 を 寄
与 することができます。コア 実 装 とサンプルコードに 無 料
で ア ク セ ス できます 。さらに 、スクリプト ベ ー ス の テ ストと 分
析 ツールが 提 供 されます。
OPC 対 応 製 品 のメーカーは、 公 認 のテストラボで 製 品
認 定 を 受 けられます。 開 発 者 とユーザーコミュニティに
は、イベントで 情 報 交 換 とネットワーク 作 りを 行 う 機 会 が
用 意 されています。 相 互 運 用 性 ワークショップ(IOP)は、
年 に3 回 、1 週 間 に 渡 り 開 催 され、 最 新 製 品 とその 相 互
作 用 が テストされます 。

26 OPC FOUNDATION – 情 報 資 源
OPC Foundationが 提 供 する 仕 様 書 と 情 報
情 報 資 源
技 術 普 及 の 基 本 は、ユーザーの 勧 誘 、 機 能 や 技 術 的 詳
細 への 理 解 、そしてシンプルな 実 装 、 検 証 、 認 定 です。
OPC Foundationは、ユーザーと、 特 に 会 員 のために、
多 くの 情 報 源 、 文 書 、ツール、サンプル 実 装 を 提 供 してい
ます。
OPC UA 仕 様 書 とIEC 62541
主 な 情 報 源 は 仕 様 書 です。 仕 様 書 は 公 的 にアクセス 可
能 で、IEC 規 格 シリーズ(IEC 62541)も 入 手 可 能 で
す。 現 在 、OPC UA 仕 様 書 は13 冊 あり、3つのグループ
に 細 分 化 されています。
1. 基 本 仕 様 書
基 本 仕 様 書 には、OPC UA 技 術 とセキュリティモデ
ルの 基 本 コンセプト、 加 えてOPC UAメタモデルと
OPC UAサービスの 要 約 が 掲 載 されています。さら
に、 明 確 なOPC UA 情 報 モデルとモデリングのルー
ル、およびプロトコルレベルの 明 確 なマッピング、 機
能 拡 張 用 のプロファイルのコンセプトも 説 明 していま
す。
2. アクセスモデル
データ、アラーム、メッセージ、ヒストリデータ、プログラ
ムへの 代 表 的 アクセスの 情 報 モデルの 拡 張 が 含 ま
れています。
3. 拡 張
OPC UA 対 応 のコンポーネントとそのネットワーク 内
のアクセスポイントを 見 つけるための 追 加 ソリューショ
ン、および 集 計 処 理 機 能 、ヒストリカル 情 報 の 計 算 処
理 の 説 明 が 記 載 されています。
コア 仕 様 の 構 成
パート1 –コンセプト
パート2 – セキュリティモデ ル
パート3–アドレス 空 間 モデル
パート4 – サービス
パート5– 情 報 モデル
パート6 – サービスマッピング
パート7 –プロファイル
アクセスタイプ 仕 様 の 構 成
パート8 – データアクセス
パート9 – アラーム&コンディション
パート10–プログラム
パート11–ヒストリアクセス
ユーティリティタイプ 仕 様 の 構 成
パート12–ディスカバリ
パート13– 集 約
Webサイトとイベント
さらなる 情 報 源 として、OPC Foundationのグローバル
Webサイト、 日 本 および 中 国 向 け 地 域 サイトが 用 意 され
ています。
サイトでは、 会 員 による 製 品 の 提 供 や、 認 証 結 果 の 発 表
が 行 われます。 技 術 とコラボレーションに 関 する 情 報 は
様 々な 言 語 で 提 供 されます。
さらに、OPC Foundationや 会 員 が 主 催 するイベントの
情 報 も 提 供 されます。
IEC62541: OPC UA 仕 様

OPC FOUNDATION – 情 報 資 源
27
ソースコードと 認 証
ソースコードとテストツール
OPC Foundationは、 互 換 性 を 確 保 するため、 通 信 プロ
トコルの 実 装 に 加 え、アプリケーションの 仕 様 適 合 性 の
検 証 とテストに 必 要 なツールを 含 む 認 証 プログラムを 提
供 しています。
1. OPC UAスタック
通 信 スタックには、 実 質 的 にすべてのデバイスの 実 装
を 拡 張 可 能 なANSI C、マイクロソフトの.NETフレー
ムワークのアプリケーション 用 のマネージドC#、およ
び 対 応 するインタープリタ 環 境 のアプリケーション 用
のJavaの3 種 類 のプログラミング 言 語 が 用 意 されて
います。これら3つの 実 装 により、ネットワークの 基 本
通 信 が 確 保 されます。 互 いに 互 換 性 があり、OPC
Foundationによってメンテナンスされています。
2. サンプルコード
OPC Foundationは、 基 本 的 にプロトコル 実 装 のみ
を 含 む 通 信 スタックのほかに、サンプルアプリケーショ
ンを 提 供 しています。サンプルはソースコード( 主 に
C#)で 提 供 され、OPC UA 技 術 の 評 価 、 概 念 実 証 コ
ーディング、プロトタイプとデモの 迅 速 な 実 装 に 使 用
することができます。OPC Foundationは、 専 門 的 か
つ 産 業 用 に 強 化 された 製 品 にOPC UA 技 術 を 統 合
するため、 様 々なOPC 会 員 企 業 が 提 供 している 市 販
のツールキットやソフトウェア 開 発 キット(SDK)の 使
用 を 提 案 しています。
3. 認 証 プログラム
論 理 的 に 正 しい 挙 動 をテストし 認 証 するため、OPC
Foundationはテストソフトウェア( 適 合 性 テストツー
ル)を 提 供 しています。これを 使 用 して、OPC UAのア
プリケーションが 論 理 的 に 正 しく、 仕 様 に 適 合 した 挙
動 を 示 すか 検 証 します。メーカーは 独 立 した 認 証 テス
トラボで、 既 定 の 手 順 に 基 づいてOPC UA 製 品 認
証 を 受 けることができます。 適 合 性 に 加 え、 障 害 のシ
ナリオにおける 挙 動 と 他 製 品 との 相 互 運 用 性 もテス
トされます。
4. 相 互 運 用 性 ワークショップ
OPC Foundationは、 年 に3 回 、1 週 間 に 渡 る 相 互
運 用 性 ワークショップ(IOP)を 開 催 し、 企 業 が 自 社 製
品 の 相 互 作 用 をテストできるようにしています。 秋 に
はIOP EuropeがニュルンベルクのシーメンスAGで
開 催 されます。
他 のIOPは 北 米 と 日 本 で 開 かれます。これらのミーティ
ングでは、60〜100 前 後 の 製 品 を 揃 えた 総 合 的 なテ
スト 環 境 が 用 意 され、 開 発 者 と 試 験 者 が 集 います。

28
試 験 所 - 認 証
エンドユーザーとインテグレーターは、 生 産 環 境 において
認 証 済 みのOPC 製 品 のみを 使 用 することが 推 奨 されま
す。 独 立 した 認 証 テストラボでテスト 済 みのOPCサーバ
ー/クライアント 製 品 は、「Certified」のロゴで 見 分 けられ
ます。これらのテストラボはOPC Foundationから 認 定
を 受 け、 既 定 のテストシナリオに 従 い、 製 品 が 以 下 の 条
件 を 満 たすことを 保 証 します。
• OPC 仕 様 への 適 合 性
• 他 のベンダーの 製 品 との 相 互 運 用 性
• 堅 牢 性 、 障 害 からの 復 旧
• CPU、RAM、 帯 域 幅 などの 効 率
• 良 好 なユーザーエクスペリエンスを 保 証 するユーザビリ
ティ
テストツールと 品 質 保 証
OPC UAのサーバー/クライアント 製 品 の 適 正 機 能 を 検
証 するために、 様 々なテストツールが 用 意 されています。
OPCの 会 員 は、すべてのツールにアクセスでき、 総 合 的
なテスト 環 境 を 簡 単 に 構 築 することができます。 特
に、OPC 適 合 性 テストツール(CTT)は、 数 百 種 類 のテス
トケースを 実 装 し、 幅 広 いテストに 対 応 する 機 能 テストを
提 供 します。スクリプトベースのツールは、 新 しいテストケ
ースで 恒 久 的 に 強 化 されるため、 強 化 仕 様 にタイムリー
に 対 応 します。さらに、 自 社 製 品 固 有 のテストケースを 用
いた 拡 張 も 可 能 です。CTTは、 自 社 オートメーションシス
テムと 回 帰 テストに 完 全 に 統 合 可 能 なテストプラットフォ
ームです。
認 証 プログラムは、OPC Foundation 会 員 の 重 要 な 特 典 です。
CTTを 用 いた 広 範 な 機 能 テストとテストラボでの 相 互 運 用 性 テストは、 最 高 品 質 の 製
品 の 実 現 に 役 立 ちました。
Matrikon OPC Liam Power

OPC UAの 可 用 性
29
OPC UA: 製 品 への 統 合
コードとアドバイス
OPC Foundationは、プロトコルレベルの 相 互 運 用 性
を 保 証 するため、3 種 類 のOPC UA 通 信 スタック(C、
.NET、Java)を 管 理 しています。 会 員 はスタックのソース
コードにアクセスできますが、 特 にOPC UAサーバーの
場 合 、OPC UAアプリケーションの 実 際 の 通 信 層 に 加
えて、さらに 固 有 の 管 理 機 能 を 実 装 しなければならない
実 情 から、 多 くの 会 員 は 市 販 のツールキットを 使 用 してい
ます。
こうした 背 景 から、 接 続 管 理 、 証 明 書 管 理 、セキュリティ
機 能 などの 汎 用 機 能 を 統 合 しているツールキットが 登 場
しています。ツールキット( 例 : 開 発 者 フレームワーク)を 使
用 することは、 実 装 と 製 品 化 の 優 位 性 を 提 供 します。
専 門 家 の 知 識
世 界 中 の 多 くの 企 業 が、 既 存 製 品 へのOPC UA 通 信
技 術 の 統 合 、および 新 製 品 の 実 装 に 関 するアドバイス
や 開 発 者 のトレーニング、ソフトウェアライブラリの 販 売
や 開 発 サポート、さらに 長 期 サポート・メンテナンス 契 約 と
いった、 商 業 的 サポートを 提 供 しています。
ツールキットなどの 開 発 者 フレームワークは、バイナリ「ブ
ラックボックス」コンポーネントとして、または 完 全 なソース
コード 付 きで、 手 ごろな 価 格 で 入 手 可 能 です。
OPC FoundationのOPC UAスタックのソースコードに
加 えて、 市 販 のツールキットは 簡 略 化 と 便 利 な 機 能 を 提
供 します。OPC UAの 一 般 機 能 はAPIの 背 後 にカプセ
ル 化 されています。そのため、アプリケーション 開 発 者
は、OPC UAの 詳 しい 専 門 知 識 を 必 要 としません。 安 定
したテスト 済 みのライブラリにより、 開 発 者 は 核 となる 部
分 に 注 力 することができます。
品 質 と 機 能
OPC UAツールキットは、 産 業 環 境 における 幅 広 いアプ
リケーションのシナリオに 使 用 されています。
そのため、ツールキットは 堅 牢 かつ 認 証 済 みで、メンテナ
ンスされ、 継 続 的 に 強 化 されています。ツールキットの 提
供 者 は、 様 々なプログラミング 言 語 に 対 応 する、 専 門 的
な 最 適 化 された 開 発 者 フレームワークを 提 供 していま
す。ツールキットは、それぞれのOPC UA 固 有 の 機 能 に
おいて、また、アプリケーション、 使 用 事 例 、 動 作 環 境 の
点 で 異 なります。すべてのツールキットには、 専 門 家 のサ
ポートと 開 発 サービスが 付 いています。 詳 しい 情 報 は、ツ
ール キットのメーカーから 提 供 されています 。
『OPC From Data Access
to Unified Architecture』
OPC Foundationで 限 定 販 売
『OPC Unified Architecture』
ISBN: 978-3540688983
『Composition OPC UA:The Basics』
ISBN: 978-1482375886
『OPCアプリケーション 入 門
~OPC DAからOPC UAまで~』
ISBN: 4-905957-23-0
ツールキットに 関 する 詳 しい 情 報 はこちらから 入 手 可 能 ・
HBSoftSolution、MatrikonOPC、OPC-Labs、ProSys OPC、Softing Industrial Automation GmbH、
Software Toolbox、Unified Automation GmbH

30 OPC UAソリューション
コラボレーション
OPC Foundationは、 様 々な 部 門 の 企 業 や 組 織 と 緊 密
に 協 力 しています。
他 の 標 準 化 組 織 の 特 定 の 情 報 モデルは、OPC UAに
マッピングされるため、 移 植 可 能 になります。
他 の 標 準 化 組 織 は、”What”( 通 信 する 情 報 )を 定 義 しま
す。
OPC UAは、セキュアで 効 率 的 な 通 信 手 段 、アクセス 権
限 と 相 互 運 用 性 を 通 じた”How”( 通 信 手 段 )を 提 供 しま
す。
そのため、 分 野 に 特 定 したオブジェクトやタイプにしばら
れることなく、 部 門 や 領 域 を 超 えた 通 信 が 可 能 です。
Verband für Automatische
Datenerfassung, Identifikation und Mobilität
コラボレーション
31ページ:AutomationML
32ページ:MDIS( 海 底 石 油 ガス)
33ページ:AIM-D(Auto-ID)
34ページ:PLCopen
35ページ:MES-DACH

OPC UAソリューション
31
エンジニアリング:AutomationMLとOPC UAの 融 合 による 相 互 運 用 性
未 来 の 工 場 の 要 求 事 項
Fraunhofer Institute for Optronics, System Technology and Image Exploitation (IOSB)
共 通 作 業 部 会 「AutomationML and OPC UA」イニシエーター
Olaf Sauer 博 士
未 来 の 工 場 は、 顧 客 固 有 の 製 品 をかつてない 新 しい 種
類 で 生 産 できるようになります。エンジニアリングと 生 産
の 関 係 者 は、たとえ 受 注 後 でも、 急 な 顧 客 の 変 更 要 望
に 対 応 しなければなりません。 市 場 の 不 確 実 性 が、 多 目
的 工 場 と 製 造 設 備 を 生 み 出 します。
Industrie 4.0は、 設 計 事 務 所 と 生 産 フロアのデジタル
化 を 益 々 定 着 しつつあるドイツ 産 業 界 にとって、 戦 略 的
なフレームワークです。 現 在 、 産 業 に 適 した 広 範 な 個 別
規 格 がありますが、 今 後 は 意 図 的 に 統 合 しなければなら
ないでしょう。
また、Industrie 4.0 ICTアーキテクチャは、 変 更 への 適
応 能 力 を 必 要 とします。 例 えば、 製 品 種 類 を 新 たに 追 加
して 製 造 しなければならない 場 合 には、 新 しい 装 置 や 生
産 プロセスをシステムに 追 加 するか、または 既 存 の 生 産
システムを 変 更 することで、 適 応 する 必 要 があります。
将 来 、ワークピース、 機 械 、 物 資 フローシステムが 互 いに
通 信 するとしたら、 共 通 の 言 語 と 伝 送 チャネルが 必 要 に
なります。 両 方 の 要 素 が 揃 って 初 めて 相 互 運 用 性 ソリュ
ーションがもたらされます。Industrie 4.0の 中 心 には、 生
産 に 関 与 するオブジェクトがそれぞれのIDと 能 力 をわかり
やすく 記 述 するという 考 え 方 があります。
そして、 新 しいコンポーネント、 機 械 、 装 置 が 生 産 システ
ムに 持 ち 込 まれた 場 合 、または 生 産 に 変 化 が 生 じた 場
合 に は 、 適 切 なソフトウェア モジュー ル が 迅
速 かつ 効 率 的 にICTシステムの 設 定
を 調 整 できるようにします。
INDUSTRIE 4.0に 対 応 するAUTOMATION
ML TM とOPC UA
AutomationMLを 使 ってコンポーネントと 機 械 の 能 力 を
記 述 し、OPC UAを 使 ってこれらが 互 いに 通 信 できるよ
うにすることで、 自 動 設 定 は 実 現 できます。
OPC Foundationと AutomationML e. Vの 間 で 相 互
的 に 開 発 されたコンパニオン 規 格 は、2つの 技 術 を 融 合
することで、 工 場 に 変 更 がある 場 合 にデータが 容 易 に 一
貫 性 と 信 頼 性 を 持 って 通 信 されるようにすることを 目 指 し
ています。この 目 標 に 向 けて、 機 能 と 能 力 は
AutomationMLオブジェクトとしてそのコンポーネント 内
に 保 存 されます。その 結 果 、これらはOPC UA 情 報 モデ
ルとして、 物 理 的 統 合 時 にすぐにコントロールシステムに
利 用 可 能 となります。
コンポーネントのサプライヤーは、この 目 的 のために 必 要
な 情 報 を 事 前 に 特 定 し、コンポーネント 自 体 に 含 めます。
それによって 機 械 メーカーやシステムインテグレーター
は、コンポーネントの 物 理 的 および 情 報 的 統 合 を「プラ
グ・アンド・プレイ」の 原 理 に 基 づいて 行 えるため、 機 械 や
生 産 システムの 新 規 立 ち 上 げ 時 や 変 更 時 に 約 20%の
時 間 を 節 約 できます。データの 流 れが 自 動 化 されるの
で、 設 定 ミスも 減 少 するでしょう。
HMIや 多 層 MESの 設 定 用 に 必 要 なデータをエンジニア
リングシステムから 取 得 する 場 合 、これらはOPC UA 情
報 モデルに 基 づき、AutomationMLオブジェクトとして 直
接 保 管 されているので、さらに 大 きな 可 能 性 が 広 がるで
しょう。

32
OPC UAソリューション
MDIS( 海 底 石 油 ガス):MDIS 向 けのOPC UA 情 報 モデル
マスター 制 御 システム(MCS)と 分 散 制 御 システム
(DCS) 間 の 標 準 化 による 接 続 の 簡 略 化
MDIS Network OPCコンサルタント
DS Interoperability
Paul Hunkar
The MDIS Network:
ABB
Aker Solutions
BP
Chevron
ConocoPhillips
Dril-Quip
Emerson
ENGlobal
ExxonMobil
FMC Technologies
GE Oil and Gas
Honeywell
Kongsberg
MOOG
OneSubsea
Petrobras
Prediktor
ProServ
Rockwell Automation
Shell
Siemens
Statoil
Total
W-Industries
Woodside
Yokogawa
石 油 ガス 産 業 では、 主 要 な 事 業 会 社 、 石 油 ガスサービス
会 社 、DCSベンダー、 海 中 設 備 ベンダー、システムイン
テグレーターは、 各 社 とも 自 社 ソフトウェア、ハードウェア
システムに 関 して、 独 自 の 要 求 事 項 とルールを 持 ってい
ます。
しかしながら、 石 油 ガスの 海 上 プラットフォームでは、これ
らのシステムが 一 体 となり、シームレスに 動 作 する 必 要
が あ りま す 。さら に こうし た 海 上 プ ラット フ ォ ー ム は 、し ばし
ば 北 海 のような 過 酷 な 環 境 か、 少 なくともヘリコプターの
飛 行 限 界 距 離 に 近 い 不 便 な 場 所 にあります。
一 般 に、こうしたプラットフォームのスタートには、1 年 以
上 のエンジニアリング 努 力 と 何 百 万 ドルもの 費 用 がかか
ります。そして、スタート 後 のシステム 変 更 は、たとえ 可 能
だったとしても 大 変 な 費 用 がかかります。
2010 年 に 石 油 ガス 業 界 の 企 業 は、 標 準 通 信 インターフ
ェースを 決 定 するために、MDIS Networkという 組 織 を
確 立 し、Subsea gateway、MCSおよびDCSを 結 びつ
けるためのオブジェクトの 標 準 セットを 開 発 しております。
© Georg Lehnerer – fotolia.com
MDISは、 新 たなものを 構 築 するのではなく、プロトコルを
選 び、それに 基 づいて 独 自 の 規 格 を 構 築 したいと 考 えま
した。 多 くのプロトコルが 列 挙 された 当 初 リストを、 性 能
評 価 と 詳 細 な 技 術 評 価 で 絞 り 込 み、 最 終 的 にOPC UA
が 選 ばれました。
MDISの 各 会 員 がそれぞれ 独 自 の 要 件 を 持 つ 中 、 主 要
な 必 須 機 能 にマルチプラットフォームと 情 報 モデリング
能 力 のサポートが 含 まれていたことがOPC UAを 選 ぶ 決
め 手 となりました。

OPC UAソリューション
33
識 別 化 :RFIDにおけるOPC UA
AutoID 産 業 に 革 命 を 起 こしつつある 統 一 通 信 規 格
HARTING IT Software Development GmbH & Co. KG
Olaf Wilmsmeier
オートメーション 化 へのトレンドが 強 まる 中 、 異 機 種 環 境
に 対 応 するシステムがいっそう 求 められています。
新 たな 課 題 や 目 的 は、 通 信 ノードが 関 連 するすべての 情
報 を 柔 軟 に 直 接 交 換 できる 時 のみ、 適 切 に 対 処 するこ
とができます。
UHF RFIDおよびその 他 のAutoID 技 術 は、 明 らかに
「Integrated Industry( 産 業 システムの 統 合 )」のコン
セプトを 実 装 するための 主 要 技 術 です。そのため、これら
の 技 術 を 完 全 なソリューションにできるだけシンプルに 統
合 することが 非 常 に 重 要 なのです。
OPC UAは、その 強 みと 幅 広 いベンダーを 越 えた 支 持 に
より、オートメーション 産 業 において 実 行 可 能 な 通 信 規
格 として 登 場 しました。
OPC UAの 多 くのメリットのひとつは、いわゆるコンパニ
オン 仕 様 にデバイスグループのデータモデルを 事 前 定
義 できることで す 。これらの 仕 様 に は 、 個 々 の バリアブ
ル、 転 送 パラメーター、リターンパラメーターのデータタイ
プの 記 述 など、 不 可 欠 な 機 能 が 含 まれています。
HMI PLC PC IT
ハーティングはこうしたAutoID 産 業 向 けのベンダー 間 共
通 標 準 化 を2013 年 にすでに 開 始 しました。
ハ ーティングとシーメンスは 、 受 け 入 れられ 、 標 準 化 された
AutoIDデバイス 用 通 信 インターフェースがシステムイン
テグレーターの 作 業 効 率 を 大 幅 に 向 上 させる、という 認
識 に 基 づき、2014 年 の 初 めに、OPC UAの 課 題 をAIM
Germany(Associationfor Automatic Identification
and Mobility)ワーキンググループに 提 起 しました。 他 の
産 業 界 のリーダーと 共 に、 協 会 はOPC Foundationと
協 力 して、AutoIDデバイス 向 けのコンパニオン 仕 様 を 定
義 することを 決 定 しました。
現 在 、すべての 関 係 者 による1 年 間 の 献 身 的 な 取 り 組
みにより、この 目 標 は 現 実 となりました。AutoIDデバイス
用 の 新 しい 統 一 通 信 インターフェースの 正 式 原 案
は、2015 年 のハノーバー 見 本 市 で 紹 介 されました。
こうしたコンパニオン 仕 様 のメリットは 明 らかです。
より 多 くのメーカーがこの 推 奨 に 従 って、 通 信 インターフ
ェースを 実 装 することで、 異 なるメーカーの 様 々なデバイ
スをより 迅 速 に 新 しいアプリケーションに 統 合 できるよう
になるでしょう。 時 間 を 節 約 し、 顧 客 の 投 資 をもっと 保 護
できるようになります。
OPC UAはオブジェクト 指 向 の 設 計 なので、この 仕 様 を
デバイス 固 有 、またはベンダー 固 有 のカスタマイズで 拡
張 することも 可 能 です。
メーカーは 共 通 の 広 く 受 け 入 れられた 通 信 プラットフォー
ムに 依 存 しつつ、 独 自 の 機 能 を 維 持 することができるで
しょう。
1/2
HF-RFID
UHF-RFID
RTLS
OPC UAによるAutoIDのトポロジー

34
OPC UAソリューション
OPC UAクライアントとサーバーのコントローラへの 統 合
OPC UA: 情 報 連 携 によるコントローラからクラウドま
でのモデリング
Beckhoff Automation
PLCopen & OPC Foundation 共 通 作 業 部 会 議 長
OPC Foundation Europe 理 事
Stefan Hoppe
Storage
Cloud
OPC UA
serverHistoric data
ITとオートメーション 界 の 相 互 作 用 は、 革 命 ではなく、 長
年 に 渡 り 確 立 されたオートメーション 階 層 モデルに 基 づ
いています。 上 位 層 は 下 位 層 とデータ 通 信 を(クライアン
トとして) 開 始 し、 下 位 は 周 期 的 にまたはイベント 駆 動 で
(サーバーとして) 応 答 します。 例 えば、 可 視 化 はPLCか
ら 状 態 データを 要 求 したり、 新 しい 製 法 をPLCに 転 送 す
ることができます。
Industrie 4.0では、こうした 厳 格 な 層 の 区 別 と 情 報 のト
ップダウン 方 式 が 薄 れ、やがて 融 合 するでしょう。インテリ
ジェントネットワ ークで は 、デ バ イス や サ ービスが それ ぞ れ
自 律 的 に 他 のサービスと 通 信 を 開 始 することができま
す。
MES
SCADA/HMI
ERP
PLCコントローラが 水 平 ・ 垂 直 通 信 を 開 始
PLCopen(IEC6-1131-3に 基 づくコントローラメーカー
の 協 会 )は、OPC Foundationと 協 力 し、 対 応 するOPC
UAクライアント 機 能 ブロックを 定 義 しました。
この 方 法 では、コントローラが 積 極 的 かつ 主 導 的 な 役 割
を 果 たし、さらに、 通 常 の 役 割 分 配 に 取 って 代 わることが
できます。そのためPLCは、 他 のコントローラと 水 平 に 複
雑 なデータ 構 造 を 交 換 したり、 例 えば、 新 しい 生 産 順 序
の 読 み 出 しやクラウドへのデータ 書 き 込 みなど、MES/
ERPシステムのOPC UAサーバーから 垂 直 にメソッドを
呼 び 出 したりすることができます。
これにより 生 産 ラインが 積 極 的 な 自 律 性 を 備 えるように
なり、これにOPC UAのセキュリティを 組 み 合 わせること
で、Industrie 4.0へ 重 要 な 一 歩 を 踏 み 出 すことができま
す。
情 報 レベルの 相 互 運 用 性
IEC61131-3のソフトウェアモデルのOPC UAサーバ
ーアドレス 空 間 へのマッピングは、 両 組 織 の 標 準 化 によ
って 定 義 されています。ユーザーにとっては、 異 なるメーカ
ーの 様 々なコントローラで 実 行 されたPLCプログラムが、
その 機 能 に 関 係 なく、 外 部 的 にはOPC UAクライアント
用 のアクセスと 意 味 として 同 じになるというメリットがあり
ます。データ 構 造 は 常 に 同 じで 一 貫 しています。システム
設 計 が 大 幅 に 簡 易 化 されます。
部 門 固 有 の 情 報 モデルの 標 準 化 はすでに 他 の 組 織 に
よって 使 用 されており、Industrie 4.0の 実 際 の 課 題 とな
っています。
PLCs
Factory Floor

OPC UAソリューション
35
垂 直 :OPC UA+UMCM – SPSとMES 間 の「USBプラグ」
垂 直 統 合 : 産 業 用 統 合 の 次 のレベルへのロードブック
Continental Teves 中 央 管 理 ・ 情 報 システム 担 当 シニアマネージャー
MES D.A.CH 協 会 創 設 役 員
Angelo Bindi
産 業 環 境 では、コンテンツの 記 号 、 言 語 、 意 味 を 標 準 化
し、すべてのシステムにとって 同 じにすることが 非 常 に 重
要 です。MES D.A.CH 協 会 と UMCM(Universal
Machine Connectivity for MES)では、 最 小 公 倍 数
に 最 適 化 された 上 位 システムへの 機 械 データの 統 合 通
信 モデルが 実 装 されていました。63 社 の 会 員 企 業 が2
年 以 上 かけてこのモデルを 最 適 化 し、 会 員 からの 多 くの
提 案 や 改 善 を 盛 り 込 み、 現 在 のバージョン1.7に 実 装 さ
れました。
さらに、セキュアで、 短 時 間 で 標 準 化 され、 容 易 に 認 識 で
き、 必 要 に 応 じて 拡 張 可 能 なルートに 従 う 必 要 もありまし
た。OPC UAは、 拡 張 性 まで 備 え、 異 なるセキュリティ 層
に 跨 る、 比 類 のないセキュアな 統 合 アーキテクチャを 提
供 しています。そのため 最 適 な 双 方 向 通 信 が 将 来 的 に
も 保 証 されます。
OPC UAをベースに、MES D.A.CH 協 会 はOPC
Foundationと 共 に、IEC 61131-3に 基 づく 様 々な
PLCサプライヤー 向 けの 機 能 ブロックを、 便 利 で 迅 速 な
実 装 を 可 能 にする 高 級 言 語 形 式 で 提 供 しています。
これは、システムを 次 の 産 業 化 のレベルに 押 し 上 げ、IoT
やIudustrie 4.0アプリケーションに 適 したシステムを 作
る、 効 率 的 でシンプルな 方 法 です。
オートメーション 技 術 と 情 報 技 術 の 融 合 には、2つの 主 要 要 素 が 必 要 です。ひとつは、 規 則 に 基 づいた 決 定 を 行 えるネッ
トワーク 化 されたインテリジェントシステム、すなわち 製 造 実 行 システム(MES)。そして、おそらくそれ 以 上 に 重 要 な 二 つ
目 の 要 素 が、 高 速 でプラットフォームから 独 立 し、 拡 張 性 を 備 え、セキュアで、デバイスレベルからERPシステムへ 水 平 お
よび 垂 直 統 合 可 能 な 通 信 層 、すなわちOPC UAです。これらがあってこそ、Industrie4.0 対 応 システム、すなわちデータ
の 保 存 場 所 から 独 立 したサイバーフィジカルシステム(CPS)が 手 に 入 るのです。
Angelo Bindi

36 OPC UAソリューション
拡 張 性 :OPC UAのセンサーへの 統 合
OPC UAの 自 社 測 定 器 への 統 合 で、 顧 客 に 包 括 的 な
セキュア 通 信 を 提 供
AREVA GmbH プロジェクトマネージャー
Alexandre Felt
拡 張 性 :OPC UAプロトコル 統 合 センサーの 恩 恵 を
受 けるアレヴァ
すべての 層 に 渡 る 包 括 的 エンド・ツー・エンド・ネットワーキ
ングは、Industrie 4.0への 課 題 を 示 しています。 第 4 次
産 業 革 命 とIoTの 実 現 へ 向 けた 進 化 の 一 歩 として、 企
業 はすでに 組 み 込 みOPC UAで 正 しい 方 向 に 決 定 的
な 一 歩 を 踏 み 出 すことができます。
アレヴァは、 早 くからセンサーにおけるOPC UAの 潜 在
能 力 を 認 識 し、 取 付 具 用 の 監 視 装 置 (SIPLUG ® )とそ
の 関 連 電 動 ドライブへの 統 合 を 開 始 しました。このソリュ
ーションは、 原 子 力 産 業 でリモート 環 境 の 重 要 システム
の 監 視 に 使 用 されていますが、システムの 可 用 性 に 悪
影 響 を 与 えることもありません。
それまでSIPLUG ® は、 原 子 力 エネルギー 分 野 の 大 半 の
アプリケーションと 同 様 に、 専 有 データ 交 換 プロトコルを
利 用 していましたが、 既 存 施 設 のインフラストラクチャへ
の 統 合 が 難 しく、データバッファリングやデータ 分 析 など、
様 々な 面 でいつも 余 分 な 費 用 がかかりました。
アレヴァでは、OPC UAを 使 用 して、オープンな 国 際 規 格 (IEC62541)
により 会 社 の 上 位 層 内 のSIPLUG ® にアクセスできます 。「 エンド・ツー・エ
ンドのデータ 可 用 性 」という 課 題 はOPC UAで 解 決 されました。
組 み 込 みOPC UAのメリット
エンドユーザーの 視 点 からすると、OPC UAのネイティブ
接 続 により、 追 加 コンポーネントなしでアレヴァの 製 品 を
インフラストラクチャに 直 接 埋 め 込 むことができます。
ソリューションにより、アレヴァのレポートおよびトレンド
監 視 システムは、SIPLUG ® のデータに 直 接 アクセスす
ることが 可 能 です。つまり、 追 加 のドライバーやインフラス
トラクチャの 必 要 性 が 完 全 になくなります。
アレヴァでは、OPC UAを 使 用 して、オープンな 国 際 規 格
(IEC62541)により 会 社 の 上 位 層 内 のSIPLUG ® に
アクセスできる。「 エンド・ツー・エンドのデータ 可 用 性 」と
いう 課 題 はOPC UAで 解 決 された。
さらに、 圧 力 や 温 度 といった 工 場 レベルで 入 手 可 能 な
追 加 の 値 をデータ 評 価 の 精 度 を 向 上 させるために 利 用
することができます。
最 小 面 積 - 統 合 セキュリティ
データの 信 頼 性 に 加 え、OPC UAの 利 用 には 統 合 セキ
ュリティも 重 要 な 要 素 です。 最 小 メモリ 要 件 (フラッシュ
240KB 以 上 、RAM 35KB 以 上 )をアレヴァの 最 小 デバ
イスに 統 合 することができます。

OPC UAソリューション
37
拡 張 性 :チップレベルのOPC UA
Industrie 4.0の 実 現 要 素 、チップレベルのOPC UA
オストヴェストファーレン=リッペ 応 用 科 学 大 学 Institute for Industrial Information Technology (inIT) 理 事
Fraunhofer Application Center Industrial Automation (IOSB-INA)
Jürgen Jasperneite 教 授 ( 工 学 博 士 )
Industrie 4.0は、インテリジェント 技 術 システムのビジョ
ンを、 将 来 の 適 応 予 測 システムにおける 自 動 最 適 化 、 自
動 設 定 、 自 己 診 断 といった 機 能 によって 説 明 していま
す。このようなシステムは 環 境 と 相 互 作 用 し、 学 習 により
適 応 することができます。
これは 多 様 性 、リソース 効 率 、ユーザーフレンドリーという
特 徴 を 持 つ 新 しいソリューションをもたらす 可 能 性 があり
ます。 現 在 のオートメーション 技 術 で 一 般 的 な 反 射 型 情
報 処 理 を 超 える 認 知 情 報 処 理 に 加 えて、インテリジェン
ト・ネットワーキングが 中 心 的 な 重 要 性 を 持 ちます。
現 在 のオートメーション 技 術 では、 使 用 事 例 に 最 適 化 さ
れた 多 様 な 通 信 技 術 (リアルタイムイーサネット、WLAN
など)が 確 立 されていますが、センサーレベルからインター
ネットへの 垂 直 な 情 報 の 流 れは、まだ 技 術 の 違 いにより
しばしば 制 約 されています。OPC UAの 支 援 があれば、
これはすぐに 解 決 可 能 です。
2012 年 、Fraunhofer Application Center IOSB
INAは、OWL 大 学 inIT (Institute Industrial IT) と 共
に、モノのインターネットに 関 連 するEUプロジェクトの 一
環 として、わずかRAM 15KB、ROM 10KBのOPC UA
サーバーをチップに 直 接 実 装 できるレベルでもOPC UA
が 拡 張 可 能 であることを 実 証 しました。
この 目 的 には、OPC Foundationの「Nano
Embedded Device Serverプロファイル」が 使 用 されま
した。プロトコルスタックはANSI Cで 実 装 されており、 約
2000 行 のコードで 構 成 され、TCP/IP 基 本 機 能 を 使 用
しています。
現 在 、 既 製 のOPC UAクライアントを 使 用 して、フィール
ドデバイスとの 直 接 通 信 が 可 能 です。また、 情 報 圧 縮 の
ため、サーバーの 集 約 も 実 現 可 能 です。このコンセプト
の 重 要 な 部 分 は、タイムクリティカルな 機 械 指 向 のデー
タ 転 送 の 場 合 、OPC UA 通 信 をリアルタイム 通 信 と 平
行 して 行 える 点 です。
次 のステップでは、OPC UAの 強 力 な 情 報 モデリングと
機 能 に 関 する 相 互 運 用 性 を 使 用 して、フィールドデバイ
スのプラグ・アンド・プレイの 達 成 を 目 指 すべきでしょう。
このためには、サービスの 記 述 、ローカリゼーション、 動
的 組 織 化 を 可 能 にする 情 報 レベルの 相 互 運 用 性 が 必
要 です。これにより、 自 動 化 システムの 再 構 築 と 調 整 が
大 幅 に 削 減 され、メーカー 企 業 の 可 変 性 が 向 上 します。
OPC UAは 拡 張 性 の 高 い 技 術 で、センサー、コントローラ、ERPシステム 間 のシームレスな 情 報 交 換 を 可 能 にします。
次 のステップでは、OPC UAはスマートファクトリー 向 けの 様 々なサービスを 記 述 するために 使 用 されるでしょう。
Jürgen Jasperneite

38
OPC UAソリューション
スマート 計 測 :メーターからIT 勘 定 系 システムに 至 るまでの 消 費 情 報
安 全 かつ 柔 軟 :OPC UAによるメーターデータの 収 集
Elster GmbH AMR ( 自 動 メーター 読 み 取 り) マネージャー
Carsten Lorenz
ガス、 水 道 、 電 気 のスマートメーター 製 品 の 大 手 サプライ
ヤーであるElster GmbHのAMR( 自 動 メーター 読 み 取
り)マネージャー、Carsten Lorenz 氏 によると、「スマート
計 測 では 安 全 で 信 頼 性 の 高 い 通 信 プロトコルが 重 要 な
役 割 を 果 たす」と 言 います。「 弊 社 のUMI( 汎 用 計 測 イン
ターフェース)プロトコルは、ネットワークで 最 適 なエネル
ギー 効 率 と 長 いバッテリー 寿 命 を 保 証 します。
エルスターでは、 自 社 システムおよび 他 のヘッドエンドシ
ステム 向 けに、 供 給 会 社 によってすでにサポートされて
いる 確 立 された 規 格 、OPC UAインターフェースを 組 み
込 んだソフトウェアを 提 供 しています。 機 密 性 の 高 い 測
定 データの 統 合 暗 号 化 はOPC UAを 支 持 する 重 要 な
論 拠 です 」。
スマート 計 測 の 導 入 時 には、 個 人 情 報 のセキュリティと
暗 号 化 が 絶 対 必 要 です。
つまり、スマート 計 測 と 共 に 対 応 するセキュリティコンセプ
トを 既 存 のシステムと 新 しいシステムに 導 入 しなければ
なりません。メーカーとエネルギー 供 給 会 社 の 間 で、 暗 号
化 機 構 の 交 換 など、 新 しいプロセスを 考 慮 する 必 要 があ
ります。
ガスメーターの 場 合 、 通 信 プロトコルは 暗 号 化 された 形
で 転 送 されます。つまり、 個 人 情 報 、およびバルブの 開
閉 のようなメーターに 統 合 されているクリティカルコマンド
は、 第 三 者 には 見 えず、 傍 受 やシミュレーションができな
いようになっています。
通 信 プロトコルは、Advanced Encryption Standard
(AES) など、 最 新 の 非 対 称 および 対 称 暗 号 化 方 式 をサ
ポートしています 。
AESは、 米 国 が 最 高 レベルのセキュリティ 分 類 の 政 府
文 書 向 けに 認 可 した 暗 号 方 式 です。
スマート 計 測 は 未 来 のエネルギーインフラストラクチャを
推 し 進 めます。
消 費 データを 透 過 的 にオンライン 表 示 することで、 顧 客
はエネルギー 消 費 を 最 適 化 し、デバイスとエネルギーミッ
クスに 基 づいて 柔 軟 に 料 金 を 活 用 することができます。

OPC UAソリューション
39
水 平 :OPC UAがM2MとIoTを 可 能 にする
インテリジェントな 水 管 理 – OPC UAに 基 づくM2M
相 互 作 用
フォークトラント Joint Water and Wastewater Authority( 上 下 水 道 当 局 ) 電 気 /プロセス 技 術 部 長
Silvio Merz
プラットフォーム、ベンダー 独 立 型 通 信 、データセキュリ
ティ、 標 準 化 、インテリジェンスの 分 散 、エンジニアリング
など、Industrie 4.0の 基 本 コンセプトの 一 部 に 関 して
言 えば、M2M(マシン・ツー・マシン)やIoT(モノのインタ
ーネット)のアプリケーションはすでにOPC UAで 入 手
可 能 です。
OPC UAは、プラント 間 のダイレクトなM2M 通 信 に 使 用
され、 分 散 化 され、 独 立 的 に 動 作 する 非 常 に 小 さな 組 み
込 みコントローラ、すなわち、 約 1,400km²のエリアに 分
散 された 約 300の 飲 料 水 プラントと300の 廃 水 処 理 プ
ラント( 揚 水 プラント、 水 道 工 事 、 高 架 タンクなど)のイン
テリジェントネットワークを 構 築 しています。
実 物 体 (ポンプなど)はIEC61131-3 PLCで 相 互 作 用
能 力 を 持 つ 複 合 オブジェクトとしてモデル 化 されまし
た。OPC UAサーバーをコントローラに 統 合 したおかげ
で、これらのオブジェクトは 情 報 レベルの 相 互 運 用 性 に
対 応 する 複 合 データ 構 造 として 外 部 で 自 動 的 に 入 手 可
能 です。
その 結 果 、トラブルのない 処 理 サイクルを 確 保 するため
に、 独 立 した 決 定 、 近 隣 への 情 報 送 信 、 自 己 処 理 用 の
状 態 または 現 在 値 の 問 い 合 わせを 行 う、 分 散 化 されたイ
ンテリジェンスがもたらされました。
標 準 化 されたPLCopenの 機 能 ブロックにより、デバイス
は、OPC UAクライアントとして、PLCから 他 の 処 理 デバ
イスへの 通 信 を 自 主 的 に 開 始 し、その 間 、OPC UAサー
バとして、 上 位 システム(SCADA、MES、ERP)とリクエ
ストのやりとりを 行 います。デバイスは 無 線 ルーターで 接
続 され、 接 続 が 物 理 的 に 中 断 されても、 情 報 がOPC
UAサーバーに 一 時 的 にバッファリングされ、 接 続 が 回 復
され 次 第 回 収 できるので、データ 損 失 は 発 生 しません。
これは 事 前 にかなりの 専 有 技 術 努 力 を 注 いだ 非 常 に 重
要 な 特 性 です。OPC UAに 統 合 されている 認 証 、 署 名 、
暗 号 化 の 安 全 機 構 を 非 公 開 の 携 帯 無 線 グループと 共
に 使 用 し、 部 分 的 機 密 データの 整 合 性 を 確 保 しました。
ベンダー 独 立 型 の 相 互 運 用 性 規 格 OPC UAにより、 我
々、エンドユーザーにとっては、 専 有 製 品 や 要 件 を 満 たさ
ない 製 品 の 使 用 を 避 け、 必 要 な 技 術 に 対 応 するターゲッ
トプラットフォームを 自 分 で 選 択 する 可 能 性 が 開 かれま
す。
専 有 ソリューションをOPC UAクライアント/サーバーの
ソリューション の 組 合 せと 置 き 換 えることで 、 例 えば 、 初
期 ライセンス 費 用 をデバイス1 台 当 たり90% 以 上 節 約
することができました。

40
OPC UAソリューション
OPC UAによる 海 上 風 力 発 電 所 の 監 視
再 生 可 能 エネルギー:OPC UAによる 海 上 風 力 発 電
所 の 監 視
Adwen GmbH
Eike Grünhagen
OPC UAは、ドイツの 海 岸 から45km 離 れた 北 海 の 海 上
風 力 発 電 試 験 所 「Alpha Ventus」で 支 持 される 技 術 で
す。 完 全 自 動 化 風 力 タービンは、Windows Embedded
CEベースのコントローラとIEC6-1131-3のロジックを 用
いて 制 御 され、OPC UAサーバーは 海 上 制 御 室 で.
NETベースのOPC UAクライアントアプリケーションに
接 続 されています。 他 のオープン 規 格 と 比 べ、OPC UA
は 固 有 セキュリティと 認 証 機 構 を 備 えていたことが 採 用
の 決 め 手 となりました。
異 なるサブネットとドメイン、ルーターを 介 した 接 続 、ファイ
ヤーウォールによる 保 護 を 含 む 複 雑 なネットワークストラ
クチャでは、 設 定 と 管 理 は 困 難 な 時 間 のかかる 仕 事 で
す。 以 前 はセキュア 送 信 とリモートデスクトップ 接 続 に
VPNトンネルを 使 用 していました。 今 は、 暗 号 化 送 信 、ユ
ーザー 認 証 、 監 査 機 能 がOPC UAに 統 合 されているの
で、 個 別 のデータポイントへのアクセスが 可 能 です。
OPC UAクライアント 機 能 の 自 社 SCADAソフトウェアへの 統 合 は、 海 上 風 力 発 電 の 分 野 に 必 要 とされている、リモー
トネットワーク 全 体 のセキュアな 制 御 と 監 視 へ 向 けた 重 要 なステップとなりました。システムアクセスの 高 可 用 性 は 特
に 海 上 には 絶 対 不 可 欠 です。
Eike Grünhagen

OPC UAソリューション
41
垂 直 :OPC UAで 生 産 からすぐにSAPへ
OPC UAを 用 いたシームレスなMESのシステム 統 合
で 工 場 の 作 業 現 場 でのプログラミングを 簡 易 化
Elster GmbH 製 造 実 行 システム(MES)プロジェクトマネージャー
Roland Essmann
SAP Rüdiger Fritz
製 品 が 自 分 で 生 産 される 方 法 を 決 定 します。 理 想 的 に
は、これでマニュアル 設 定 が 不 要 な 柔 軟 な 生 産 が 可 能
になります。エルスターはすでにIndustrie 4.0のビジョン
を 最 初 のパイロットラインに 実 装 しました。
主 要 な 要 素 は、OPC UAに 基 づいて 作 業 現 場 、
MES、ERP 間 をシームレスに 統 合 することです。
製 品 は 各 ステップで 固 有 の 工 場 現 場 管 理 番 号 (SFC)
で 識 別 されます。OPC UAにより、プラントの 制 御 システ
ムがMESシステムとダイレクトに 連 結 され、 柔 軟 な 手 順
や 個 別 の 品 質 検 査 を 一 個 流 しモードで 実 現 することが
できます。
追 加 努 力 なしで、PLCの 変 数 がOPCタグとして 発 行 さ
れ、 簡 単 にMESインターフェースにマッピングされます。
これにより、 複 雑 な 構 造 でも、 高 速 で 一 貫 したデータ 転
送 が 可 能 になります。
MESシステムはERPからの 注 文 を 介 してQM 仕 様 を 受
け 取 り、 製 品 完 成 を ERPに 報 告 します。つまり、 垂 直 統
合 は 一 方 通 行 ではなく 閉 ループです。
将 来 的 には、 自 己 データストレージを 備 えたインテリジェン
ト 製 品 が、 工 場 現 場 の 管 理 番 号 よりはるかに 多 くの 情
報 をプラントとやり 取 りするようになるでしょう。 作 業 スケ
ジュール、パラメーター、 品 質 限 度 を 製 品 にロードして、 自
律 的 生 産 を 可 能 にすることもあり 得 ます。これを 全 面 的
に 実 装 できるようになるまで、 多 くの 情 報 ( 用 語 ) 関 連 の
課 題 に 取 り 組 まなければなりません。ただし、Industrie
4.0のひとつの 重 要 な 要 素 はすでに 実 際 に 解 決 されて
います。 製 品 とプラント 間 の 通 信 は、OPC UAを 介 して
行 われるようになるでしょう。
SAP ERP
SAP
Manufacturing
Execution
SAP Plant
Connectivity
(PCo)
- PSN validieren: richtiger Schritt im Arbeitsplan,
Status nicht gesperrt oder Ausschuss
- Maschine validieren: Status nicht in Maintenance
oder gesperrt
PSN und
Maschine
validieren
„StartResponse“
senden
- i.O.
- n.i.O./Fehler-info
OPC UA
i.o.
Prozess
durchführen
weitere
Prozessdaten
speichern
PSN
erfassen
PSN and
MES
anmelden
Response
auswerten
N.i.o.
Fehlerbehandlung

42 OPC UAソリューション
クラウド:IoTからクラウドまで 対 応 するOPC UA
OPC UAによる 産 業 用 クラウド 分 析 への 道
Microsoft Azure IoT アーキテクト
Clemens Vasters
「IOT」、「インダストリアル・インターネット」、「Industrie
4.0」はどれもオペレーショナルテクノロジーとITのコンバ
ージェンス 向 上 を 暗 示 します。OPC Foundationの
Unified Architecture 規 格 ファミリーは、このコンバージ
ェンス 過 程 の 重 要 な 基 盤 として、 広 範 な 種 類 の 産 業 用
機 器 に 共 通 のソフトウェアとメタデータの 抽 象 化 を 提 供
しています。ITの 視 点 で 見 ると、OPC UAはどんなタイプ
の 産 業 用 機 械 にも 対 応 する 標 準 化 プログラミングインタ
ーフェース(API)であり、 接 続 された 工 場 のAPIです。
OPC UAは 標 準 化 を 通 じて 簡 素 化 をもたらし、それによ
って 費 用 対 効 果 、 堅 牢 性 、セキュア 統 合 の 本 質 的 向 上
を 促 します。これらはどれも、IoTとIndustrie 4.0の 実 現
に 欠 かせない 要 素 です。また、OPC UAはクラウドに 橋
を 掛 ける 理 想 的 なゲートウェイ 技 術 で、 転 換 能 力 を 産 業
オートメーションに 応 用 されるデータ 管 理 、 洞 察 、 機 械 学
習 に 活 用 します。クラウドは、 各 生 産 施 設 では 実 行 しにく
い 計 算 、データストレージ、 先 進 的 分 析 機 能 にオンデマン
ドでアクセスできるようにします。
今 では、 予 知 保 全 などの 機 能 を 用 いて、 世 界 中 で 利 用
可 能 なクラウドサービスから 無 限 に 得 られる 計 算 、データ
処 理 、 先 進 的 機 械 学 習 アルゴリズムを 活 用 することで、
世 界 中 に 分 散 する 施 設 に 対 して、 生 産 工 程 と 稼 働 時 間
を 最 適 化 できるようになりました。 機 器 やサービスの 提 供
会 社 は、 製 品 とプロセスプラットフォームを 巡 る 新 しいサ
ービス 中 心 の 革 新 的 ビジネスモデルを 開 発 することがで
きます。
標 準 化 インターフェースにより、 非 常 に 簡 単 にクラウドブ
リッジを 作 成 できるようになり、すでにいくつかがOPC 会
員 の 会 社 から 提 供 されています。ブリッジ 機 能 は、1つま
たは 複 数 のOPC UAサーバーに 対 してクライアントとし
て 動 作 するソフトウェアコンポーネントで、クラウドベース
のメッセージングゲートウェイにデータを 中 継 し、しばしば
ISO/IECの 標 準 プロトコルAMQP 1.0を 使 用 します。
クラウドから 機 械 への 通 信 は、VPNネットワークとしてセ
キュアな 通 信 経 路 を 提 供 するブローカー 中 継 型 の 通 信
モ デ ル で 行 わ れ 、ピック ア ップ 用 の ゲ ートウェイ に メッセ ー
ジを 置 くことで、セキュアに 通 信 することが 可 能 です。
マイクロソフトは、 開 放 性 とコラボレーションへの 取 り 組
みの 一 環 として、OPC Foundationと 協 力 し、 堅 牢 なオ
ープン 標 準 技 術 に 基 づいた、 工 場 のデバイスからクラウ
ドに 至 るOPC UA 産 業 アプリケーションに 信 頼 性 の 高
いセキュアなプラットフォームを 提 供 すべく、 取 り 組 んでい
ます。

OPC UAソリューション
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人 間 と 機 械 の 相 互 作 用 :OPC UAのブラウザへの 適 用
OPC UAはWebブラウザへの 連 続 通 信 を 提 供
し、Industrie 4.0とIOTの 分 野 に 求 められる 柔 軟 性
の 基 盤 を 提 供 します
ドレスデン 工 科 大 学 オートメーション 研 究 所 電 気 コンピューター 工 学 部
PD Dr.-Ing. Annerose Braune
オートメーション 研 究 所 では、 産 業 用 SCADAシステムの
分 野 でも、トレンドはモバイルアプリケーションへ 向 かって
いることを 早 くから 認 識 していました。 様 々な 携 帯 機 器 が
成 長 を 続 ける 中 、 特 に 適 しているのはブラウザベースの
ソリューションです。
2009 年 、JavaScriptによるOPC UAサーバーへのダイ
レクトアクセスに 関 する 調 査 プロジェクトが 開 始 されまし
た。JavaScriptを 使 用 するメリットは、 特 別 なブラウザの
プラグインが 不 要 な 点 です。
OPC UA 通 信 スタックのハイブリッドなプロファイルによ
り、 理 想 的 な 機 能 と 速 度 の 組 合 せが 実 現 され、 高 性 能 ソ
リューションへの 良 い 条 件 が 提 供 されます。これはバイナ
リエンコーディングとHTTPSによる 情 報 送 信 を 併 用 した
場 合 に 達 成 されます。HTTPSはどのWebブラウザにも
ネイティブ に サ ポ ートされているは ずな の で 、 計 算 コストが
高 い 暗 号 化 アルゴリズムをJavaScript 内 で 実 行 する 必
要 はありません。
プロジェクト 中 に 開 発 されたプロトタイプはこれらのメリッ
トを 生 かし、JavaScriptベースのOPC UAクライアント
を 簡 単 に 作 成 できるようにしました。モバイルブラウザに
も 広 く 対 応 しています( 表 参 照 )。OPC UAサーバーは、
プロキシサーバーを 使 って、または 統 合 された( 最 小 限
の)Webサーバーを 直 接 持 つことで、ブラウザにユーザー
インターフェースとスクリプトコードを 提 供 します。
時 間 測 定 では、Webベースのアプリケーションの 性 能 は
ネイティブソリューションに 劣 りましたが、 一 般 的 な 使 用
事 例 には 十 分 であることが 示 されました。これは、スマート
フォンやタブレットなど 最 新 のモバイル 機 器 を 使 用 する
場 合 にも 当 てはまり、 施 設 内 からOPC UAサーバーのデ
ータに(メンテナンス 目 的 などで) 直 接 アクセスすることが
できます。
さらに 開 発 を 進 め、アラームや 認 証 機 構 といった 追 加 機
能 の 統 合 に 取 り 組 んでいます。
デスクトップ
モバイル
Chrome 30
Android Browser 4.3
Firefox 25
Opera Mini 7.5
(Andr.)
Opera 17
Opera 16.0 (Andr.)
IE 11
Chrome 30 (Andr.)

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2015 年 11 月 現 在