スマートファクトリー化につながる工場のネットワーク構築とは

製造業をはじめ、あらゆる業種・業界でIT化が進み、業務の前提としてネットワークの存在が不可欠になっています。製造業では特に、設備や生産データをデジタルで活用する「スマートファクトリー」が注目されています。スマートファクトリーを実現するうえで、工場内のネットワーク構成は生産性や安全性を左右する重要な要素です。

本記事では、工場ネットワークが果たす役割を整理したうえで、スマートファクトリー化を見据えたネットワーク構成の考え方や、構築時に押さえておくべきポイントを解説します。

工場におけるネットワークの重要性

近年の工場ではIT化が進み、工作機械や生産設備、センサー類など、さまざまな機器がネットワークに接続されて稼働しています。ネットワークを介して設備を制御・監視できるようになったことで、遠隔操作や作業の自動化が現実的なものとなりました。

さらに、IoTの普及により、設備の状態や稼働状況をより詳細なデータとして取得できるようになっています。これにより、故障の予兆検知や稼働状況の把握など、従来は難しかった管理や分析が可能になりました。

IoTで収集したデータは、AIによる分析や5Gなどの高速・低遅延通信技術と組み合わせて活用されるケースも増えています。こうしたデジタルデータを業務改善に活かし、生産性の向上や品質の安定化を継続的に実現する取り組みが、スマートファクトリー化です。

スマートファクトリーを実現するためには、単に設備をネットワークにつなぐだけでなく、安定性と安全性を兼ね備えた通信基盤が不可欠であり、工場ネットワークの重要性はこれまで以上に高まっています。

「ITネットワーク」と「OTネットワーク」

工場で利用されるネットワークは、大きく「ITネットワーク」と「OTネットワーク」の2つに分けて考えられます。

ITネットワークは、インターネット接続を前提とし、基幹システムや業務アプリケーション、クラウドサービスなどとデータを連携させるためのネットワークです。事務系業務や情報システム部門が利用するネットワークと捉えると分かりやすいでしょう。

一方、OTネットワークは、生産設備や制御装置などを接続する制御系ネットワークを指します。PLCや各種センサー、製造装置がネットワークを介して連携し、工場の稼働を支えています。

従来、ITネットワークとOTネットワークは役割の違いから分離して運用されることが一般的でした。しかし、スマートファクトリー化を進めるためには、OT側で取得したデータをIT側で活用する必要があり、両者を接続する構成が求められます。

このときに課題となりやすいのが、OTネットワークのセキュリティです。OTネットワークは、もともとインターネットから隔離された環境での利用を前提としており、古いシステムやセキュリティ対策が十分でない機器が稼働しているケースも少なくありません。そのままITネットワークと直結すると、外部からの攻撃リスクが高まるおそれがあります。

スマートファクトリー化を目指す工場ネットワークの構成

スマートファクトリー化を進めるうえでは、特にOTネットワークのセキュリティ対策が重要なテーマになります。IoTによって多くのデータを取得しても、安全にITネットワークやクラウドと連携できなければ、十分な効果は得られません。

一般的には、セキュリティを考慮した構成として、ITネットワークとOTネットワークの間にDMZ（Demilitarized Zone）を設ける方式が採用されることが多くなっています。

DMZは「非武装地帯」とも呼ばれ、異なるネットワークの間に配置される中間領域です。インターネットと社内ネットワークの間に設けられるケースがよく知られていますが、工場ではITネットワークとOTネットワークの間に設けられることから、「産業DMZ」と呼ばれることもあります。

産業DMZでは、ファイアウォールなどのセキュリティ機器を用いて通信を制御し、必要なデータのみを安全に受け渡す仕組みが構築されます。これにより、OTネットワークを外部の脅威から保護しつつ、IT側でのデータ活用を可能にします。

工場ネットワーク構築時のポイント

これから工場ネットワークを構築・見直す際には、次のようなポイントを意識することが重要です。

• 可用性と拡張性の確保
• ネットワークの可視化とリアルタイム検知
• セキュリティ対策の徹底

生産設備がネットワークを介して連携する環境では、通信断が生産停止につながる可能性があります。そのため、単一経路に依存せず、冗長化された構成を採用することが重要です。一部で障害が発生しても通信を継続できる設計により、生産ライン全体への影響を抑えられます。

また、IoTの導入や設備の増設により、工場ネットワークは今後も変化していくことが想定されます。将来的な拡張を見据え、柔軟に対応できる設計を行うことが求められます。

ネットワークが複雑化するほど、全体像を把握することは難しくなります。どの設備がどこにつながっているのかを把握できるよう、ネットワークの可視化を行うことも重要です。

可視化された情報をもとに、異常をリアルタイムで検知し、アラートとして通知する仕組みを導入することで、トラブル発生時の迅速な対応が可能になります。

さらに、ネットワーク接続が増えることでサイバー攻撃のリスクも高まります。工場ネットワークにおいても、ネットワークレベルでのセキュリティ対策を講じ、継続的に見直していくことが欠かせません。

この記事のまとめ

スマートファクトリー化を進めるうえで、工場ネットワークは生産性と安全性の両面を支える基盤となります。

IoTの普及により、今後はさらに多くの設備やデータがネットワークにつながることが予想されます。新規構築や刷新を行う際には、スマートファクトリー化を前提としたネットワーク設計が重要です。

特に、ITネットワークとOTネットワークの接続においては、産業DMZを活用したセキュリティ対策が有効な選択肢となります。自社の工場環境や運用に合わせた最適な構成を検討していきましょう。

FAQ

工場ネットワークとは何ですか

工場ネットワークとは、生産設備や制御装置、業務システムなどを相互に接続し、データの送受信や制御を行うための通信基盤を指します。IT系とOT系のネットワークを含みます。

なぜ工場ネットワークが重要なのですか

設備の自動化や遠隔監視、データ活用を実現するためにはネットワークが不可欠です。ネットワークの品質は生産性や安定稼働に直結します。

ITネットワークとOTネットワークの違いは何ですか

ITネットワークは業務システムやクラウドと連携する情報系ネットワークで、OTネットワークは生産設備や制御装置を接続する制御系ネットワークです。

スマートファクトリーとは何ですか

スマートファクトリーとは、IoTやAIなどを活用し、生産データを分析・活用することで、生産性や品質の向上を継続的に実現する工場の考え方です。

産業DMZとは何ですか

産業DMZとは、ITネットワークとOTネットワークの間に設けられる中間領域で、セキュリティを確保しながらデータ連携を行うための仕組みです。

OTネットワークのセキュリティで注意すべき点は何ですか

古い機器やセキュリティ対策が不十分なシステムが稼働している場合があり、外部からの攻撃に対して脆弱になりやすい点に注意が必要です。

工場ネットワークの可用性とは何を指しますか

可用性とは、ネットワーク障害が発生しても通信を継続できる状態を指し、生産停止を防ぐために重要な要素です。

ネットワークの可視化とは何ですか

ネットワークの可視化とは、接続構成や通信状況を把握できるようにすることで、障害対応や運用管理を容易にする取り組みです。

工場ネットワーク構築時の判断ポイントは何ですか

可用性、拡張性、セキュリティのバランスを考慮し、将来的な設備増設や運用変更に対応できる設計になっているかが重要です。

スマートファクトリー化を進める際のポイントは何ですか

ネットワークを基盤として、データ活用とセキュリティを両立させることが、スマートファクトリー化を成功させる鍵となります。