インダストリー 4.0 がスマート・マニュファクチャリングを推進
インテリジェント・エッジから HPC 対応のモデリングやシミュレーションのワークロードまで、テクノロジーは製造業全体で新しいアプローチと強化されたビジネス成果を後押ししています。
インダストリー 4.0 とスマート・マニュファクチャリング
情報技術 (IT) システムと運用技術 (OT) システムを、産業向けに最適化された共有のインテリジェント・コンピューティング・プラットフォームに統合することで、製造業および産業関連のビジネスオペレーションが変革されています。この統合により、データのサイロを解消し、エッジ・コンピューティングを活用したより深い洞察へのアクセスを提供し、柔軟性と制御性を高める、応答性が高く相互接続されたシステムが実現します。
エッジ・コンピューティング、人工知能、ワークロード・コンバージェンスが実現する、エッジでのインテリジェンスの向上により、メーカーはエッジデバイスからより多くのデータを収集、処理、保存できるようになります。そのデータは、収集場所や使用場所の近くで分析でき、メーカーはほぼリアルタイムで運用システムを調整できます。
インテリジェントエッジシステムは、インダストリー4.0とスマートマニュファクチャリングのバックボーンです。複数のセンサー、アプリケーション、プロセスからのデータと情報をソースの近くで分析できるため、ダウンタイムの削減、運用の最適化、プロセスの自動化、新しいソリューションへの通知に役立ちます。ソフトウェアデファインドインフラストラクチャーは、サプライチェーン全体でほぼリアルタイムの分析を可能にし、効率性、生産性、データの可視性をさらに向上させます。
IT と OT が融合するにつれて、製造向け HPC により、製造メーカーは クラウドとオンプレミスの両方の分散型 HPC システムに、製品設計の強化、生産上の課題の特定、業績の向上に役立ちます。
これらのパラダイムシフトにより、製造オペレーションはよりスマートで、より安全で、より効率的なものへと変化しています。
インテルはインダストリー 4.0 パートナーとして、データ駆動型で相互運用可能な産業用モノのインターネット (IIoT) ソリューションの価値実現までの時間を短縮するお手伝いをします。イノベーターのエコシステムと柔軟なソリューションのポートフォリオにより、コストを削減し、利益を増やし、競合他社に先んじることができるインテリジェントな産業用エッジと HPC ソリューションの開発と統合を支援します。
インテルのハードウェア・ポートフォリオは、工場が必要とする幅広いソリューションに及び、インテルの IoT 向けテクノロジーはエッジ、ネットワーク、データセンター、クラウドに及び、俊敏でインテリジェントな IoT インフラストラクチャーを実現します。人工知能 (AI) を新しい場所にもたらす低消費電力コンピューティングから、需要予測などの分析タスクが可能なエッジサーバーまで、インテルは、収益を最大化する新しい機会を明らかにしながら、新しいレベルの生産性を実現するスマート・ファクトリー・ソリューションの導入を支援します。
スマート・マニュファクチャリングのユースケース
スマートマニュファクチャリングとデジタルマニュファクチャリングは、リアルタイムデータとマシン間の接続を使用して、自動化と分析を可能にします。
産業用ワークロード・コンバージェンス
工場全体に分散したデバイスで実行されることが多いさまざまな製造ワークロードを仮想化し、単一の産業用 PC (IPC) に統合できます。このコンバージェンスにより、データと資産管理の合理化、生産性の向上、ほぼリアルタイムの分析などのメリットが得られます。
モデリング、シミュレーション、およびコンピューター支援エンジニアリング
製造メーカーは、HPC システムを使用して数百または数千のノードにわたる複雑なワークロードを並行して実行することで、製品開発、プロセスの改良、エンジニアリングのブレークスルーを劇的に加速しています。HPC 向け インテル® Xeon® スケーラブル・プロセッサー・ファミリーで達成できることをご覧ください。
マシンビジョン
資産追跡からロボット工学まで、製造業における IoTがあなたのためにできることの多くは、機械にリアルタイムで見て意思決定する能力を与えることです。インテルは、産業用コンピューター・ビジョンへの移行を高速化できる、すぐに実行できるさまざまなソリューションと開発ツールを提供しています。
インダストリー 4.0 の実現
インテリジェント・エッジ
IT/OT システムを統合されたインテリジェント・エッジに統合することで、データのサイロ化を解消し、より深いインサイトへのアクセスを提供する、応答性の高い相互接続されたシステムが実現します。さらに、柔軟性と制御性が向上します。
エッジ・コンピューティング、人工知能 (AI)、リアルタイム・コンピューティング、仮想化、機能安全などの他のテクノロジーによって実現される、エッジでのインテリジェンスの向上を実現します。- メーカーは、エッジデバイスからより多くのデータをキャプチャ、処理、保存できます。そのデータは、収集場所や使用場所の近くで分析でき、メーカーはほぼリアルタイムで運用システムを調整して、ダウンタイムの削減、運用の最適化、プロセスの自動化、新しいソリューションへの通知を行うことができます。ソフトウェア・デファインド・マニュファクチャリングは、サプライチェーン全体でほぼリアルタイムの分析を可能にし、効率性、生産性、データの可視性をさらに向上させます。
製造業における AI
IIoT デバイスとコネクテッド・ファクトリーは、膨大な量のデータを生成します。AI とハイパフォーマンス・コンピューティング (HPC) により、あらゆるものを迅速かつ効果的に処理および分析することが可能になり、効率と生産性が向上します。たとえば、接続された工場データは、組織の意思決定を強化するのに役立つほぼリアルタイムの生産洞察を生成できます。構造設計と製品設計において、AI アプローチは、エンジニアが問題を定義し、それを解決するために必要なリソースを見積もるのに役立ちます。物理ベースの AI により、エンジニアはソリューションの知識ベースからソリューション設計を投影できます。
製造市場は事業範囲が広範囲に及ぶため、この分野の AI ワークロード向けに設計されたソリューションは、パフォーマンス、消費電力、サイズ、フォームファクター、コストのさまざまな要件に対応する必要があります。
リアルタイム・コンピューティング
産業用オートメーションでは、重大なシステム障害を防ぐために、特定のリアルタイムタスクを厳しい期限内に完了する必要があります。これには、これらのタスクを実行するシステムが予測可能で特定の制限時間内に動作し、操作を実行し、イベントに迅速に応答できるようにする必要があります。現在進行中の産業変革では、タイム・センシティブなアプリケーション向けにワークロードやタスクの優先順位付けを実装することで、同一システム上でベストエフォート型のワークロードとともにリアルタイム・タスクをサポートします。
リアルタイム操作に加えて、製造環境内のネットワークトラフィックは遅延の要件を満たす必要があります。IEEE 802 TSN 仕様などの業界標準をサポートしてタイム・センシティブなアプリケーションをサポートすることで、極めて信頼性の高い低レイテンシー通信を実現し、デバイスの相互運用性を高めるオープン・エコシステムを実現します。
インテル® Time Coordinated Computing (TCC) は、ベストエフォート型ワークロードと並行して実行されるリアルタイム・ワークロードをより適切にサポートするためのプラットフォーム最適化を提供します。インテル TCC は、レイテンシーを低減し、クロック同期を改善してリアルタイム・ワークロードをより適切にサポートする IEEE TSN のサポートなど、シリコンとソフトウェアの最適化で構成されています。
仮想化
仮想化テクノロジーは、ワークロード統合を実現する重要な要素の 1 つです。この機能には、単一の堅牢なプラットフォーム上に、それぞれ独自のオペレーティング・システムを持つ個別の隔離された環境を作成することが含まれます。このアプローチでは、複数の専用ハードウェア・マシンをより小さな汎用コンピューティング・プラットフォームに置き換えることで、全体的なハードウェア・インフラストラクチャーを削減することができます。組織は、既存のリソースを最大限に活用することで、運用を最適化し、コストを削減できます。製造および産業用オートメーション部門では、仮想化ソリューションはリアルタイムと非リアルタイムの両方のワークロードの統合をサポートする必要があります。
機能安全
人間と機械のインタラクションが製造業にますます不可欠になるにつれて、機能安全の重要性も高まっています。機能安全には、人間の安全を確保するために、ロボットなどの機械システムの誤動作を検出して軽減できる自動保護システムを実装する必要があります。IEC 61508 (産業用アプリケーション向け) や ISO 13849 (ロボット・コントローラー向け) などの国際規格への準拠により、セーフティクリティカルなアプリケーションの開発を加速します。
インダストリー 4.0 とは何か、インテリジェント・エッジはどのように推進しているのか?
第 4 次産業革命、すなわちインダストリー 4.0 は、データを通じてデジタルとフィジカルを結びつけます。エッジでのデータ取得と分析を進歩させ、HPC アプリケーションを通じて新しいレベルの分析的洞察を解き放つことで、インダストリー 4.0 は製造業における新たな進歩への道を開きます。
例えば、自律的なスマート・マニュファクチャリング機能 (ダウンタイムを削減する予知保全やサプライチェーンの効率化のためのスマート資産追跡など) と、アプリケーション (数値流体力学など) 向けのより強力で詳細かつ正確な分析により、インダストリー 4.0 はメーカーの新たな可能性とビジネス上のメリットを解き放つ準備ができています。
エッジのコンピューティング・パワーを強化することで、企業は接続されていないものを接続し、主要なワークロードを収束および仮想化し、製造ユースケースにおける最新の IoT を統合するための基礎を築くことができます。
より多くの機械やデバイスにインテリジェンスをもたらすために、インダストリー4.0はオープンアーキテクチャによって実現されています。標準ベースのソリューション。エッジ、ネットワーク、およびクラウドテクノロジー。およびその他の進歩。これらのテクノロジーにより、企業は IT のメリットを OT にもたらすことができます。
柔軟で更新が容易なソフトウェア・デファインド・インフラストラクチャーの構築がこれまでになく簡単になり、ディスクリート・マニュファクチャ や プロセス・マニュファクチャリング。5G が出現し、AI 導入の障壁が下がったことで、あらゆる規模、あらゆるレベルのデジタル化の工場がインダストリー 4.0 が提供するものを受け入れることができます。
スマート・マニュファクチャリングの成功事例
インダストリー 4.0 は、インテル®のテクノロジーによって進歩しています。当社のパートナーは、IoT、分析、モデリング・テクノロジーを使用して、ビジネスの成果を変革する新しい方法を模索しています。
BMW、工場への AI の導入を容易に
BMW はインテルおよび Robotron と提携して、工場への AI 導入の障壁を克服しました。BMW は、労働者がノーコード AI アプリケーションを作成できると同時に、厳しい労働要件を満たすことができるインテル搭載システムを導入しました。
ロイヤル・エンフィールド、オペレーションと製品開発を迅速化
この老舗二輪車メーカーは、インテル® Xeon®スケーラブル・プロセッサーを搭載した HPC システムを使用して、CAE シミュレーションの実行時間を 15 倍高速化するとともに、より効率的な製品開発を実現しました。
インダストリー 4.0 とスマート・マニュファクチャリング・コンポーネント
インテルは、メーカーがデータ主導のプラクティスとプロセスを採用する際の適応と革新を支援しています。
インテル® ビジョン・プロダクト
インテル®のビジョン製品ポートフォリオのスケーラブルなコンピューター・ビジョン・ソリューションにより、自動化された製品品質検査など、最新のスマート・ファクトリーの使用事例を実現できます。インテルは、汎用コンピューティングとマシンビジョン専用のアクセラレーターの堅牢な選択肢を提供しています。
インテル® アクセラレーター
柔軟なパフォーマンスとワークロード固有のハードウェア・アクセラレーションを提供するアクセラレーターのインテル® のポートフォリオにより、産業用システムを最適化し、インダストリー 4.0 ユースケースの固有の厳しい要件を満たします。
産業用モノのインターネット向けインテル® プロセッサー
インテリジェンスをエッジに持ち込むことで、データをさらに活用できます。インテルは、ロボット工学、プロセス・オートメーション、エッジ分析などのスマート・ファクトリーやデジタル・マニュファクチャリング・テクノロジー向けに、スケーラブルなコンピューティング・ソリューションを幅広く提供しています。
製造業向けソフトウェア・ツール
産業向けインテル® エッジ・インサイト
産業向け インテル® Edge インサイト で、産業エッジでのマシンビジョンなどの AI ソリューションの開発と実装を高速化します。このリファレンス・ソフトウェア・プラットフォームは、マシンビジョンと時系列データの取り込みのための事前検証済みソフトウェア・リファレンス・デザインを提供します。
産業向けインテル® エッジ・コントロール
産業用制御システムを変革することにより、スマート・ファクトリー・ソリューションを構築します。このソフトウェア・リファレンス・プラットフォームには、リアルタイム・コンピューティング、接続性、IT 類似の仮想化および管理を統合する互換性のあるハードウェアが備わっています。
インテル® oneAPI HPC ツールキット
HPC アプリケーションの構築、分析、最適化、拡張に役立つ無料のリソースで開発を効率化します。このツールキットは、ベクトル化、マルチスレッド、マルチノード並列化、およびメモリー最適化の最新技術を備えているため、HPC に対応した製造ソフトウェアをより簡単に構築できます。
インテル® oneAPI AI アナリティクス・ツールキット
インテル® oneAPI AI アナリティクス・ツールキットで、HPC 向けの AI と分析ソフトウェアを最適化しましょう。このリソースは、データ・サイエンティスト、AI 開発者、研究者に使い慣れた Python ツールと AI フレームワークを提供し、インテル® アーキテクチャー上でエンドツーエンドのデータサイエンスと分析パイプラインを加速します。
インテル® oneAPI ベース・ツールキット
業界を超えたオープンな標準ベースのプログラミングを解き放ちます。このインテル® oneAPI Base Toolkit は、開発者がパフォーマンスを加速し、アーキテクチャーと処理モデル全体にアプリケーションを展開するのに役立つ、インテルに最適化されたツールとライブラリーを提供します。
インテル® ディストリビューションの OpenVINO™ ツールキット
マシンビジョンなどの産業用アプリケーション向けにトレーニングされたモデルを最適化します。この包括的なツールキットを使えば、一度記述すればどこにでも展開できる効率性で、ハイパフォーマンス推論を構築、最適化、実行できます。
産業用ですぐに稼働できる設計
このインテル® Partner Marketplace には、さまざまな製品およびサービス・プロバイダーが含まれ、スマート・マニュファクチャリング、CAE、モデリング/シミュレーション、およびその他のインダストリー 4.0 アプリケーション向けのソリューションを作成しています。これらのソリューションは事前に検証済みで、ほとんどの企業が依存している インテル® アーキテクチャー と完全に相互運用可能であり、最初のアイデアから長期的な価値への迅速な移行を支援します。
よくある質問 (FAQ)
よくある質問
インダストリー4.0は、デジタルテクノロジーと物理テクノロジーを組み合わせて、応答性が高く相互接続された運用を生み出します。高度に工業的で最適化された共有コンピューティング・プラットフォーム上で運用システムと IT システムを統合することで、企業はサプライチェーン全体でデータを分析し、運用システムをほぼリアルタイムで調整して、コストの削減、無駄の削減、問題の予測、製品の革新を実現できます。
スマートマニュファクチャリングは、複数のアプリケーション、プロセス、および製品からのデータと情報を統合して、新しいソリューションを形成するように構成できます。これにより、予測的で適応性のある製造およびサプライチェーンプロセスが可能になり、企業はカスタマイズされた製品の要求をより効果的に満たし、需要予測を通じて市場の変動により迅速に対応できます。
プロセス製造では、レシピまたは処方を使用して材料と原材料を組み合わせる必要があります。このアプローチは、食品や飲料、石油精製、医薬品、プラスチックなど、商品を大量に生産する業界で頻繁に採用されています。ディスクリート・マニュファクチャリングは、自動車や家電製品などの市場対応ユニットの最終組み立てに重点を置いています。
予知保全などのスマート・ファクトリー・テクノロジーにより、ダウンタイムの短縮と生産の改善により、プロセス製造とディスクリート・マニュファクチャリングの両方の効率を高めることができます。
持続可能な製造は、インダストリー4.0とデジタル製造技術を適用して汚染を最小限に抑え、エネルギーと天然資源を節約し、労働者の安全を保護し、生産に関与するすべての人々に公平に報いる生産への全体的なアプローチです。それには、サプライチェーンと製造プロセス全体、およびエネルギーと廃棄物の管理を通じてデータを収集して分析する必要があります。
インテリジェント・エッジは、産業の運用ワークロード向けに、インテリジェントでスケーラブルなコンピューティング・パフォーマンスと AI を融合したものです。工場のデジタルツインや製造実行システム (MES) などのソリューションを可能にします。この融合は、エッジ・コンピューティング・プラットフォーム向けのソフトウェア・インフラストラクチャーのワークロード・コンバージェンスと最適化によって実現します。
インテリジェントなエッジ・プラットフォームは、コスト削減、セキュリティーの向上、生産性の向上、リアルタイム・パフォーマンスの向上など、多くのメリットを提供します。インテリジェント・エッジにより、メーカーは標準装備で複数のワークロードを実行でき、オンプレミスからクラウドに大量のデータを移動する必要がなくなります。また、ほぼリアルタイムの製品欠陥検出、プロセスとサプライチェーンの最適化、および資産使用率の向上を通じて、包括的な品質管理を可能にします。また、新しいワークロードを追加するだけで、全く新しいビジネスモデルを実現することもできます。
メーカーは分散型 HPC システムを使用して、衝突シミュレーションや流体力学モデリングなどの非常に複雑なワークロードを実行しています。HPC システムは非常に強力であるため、必要な計算を許容可能な時間パラメーター内で迅速に実行できます。このような HPC 分析、HPC AI、HPC シミュレーションのニーズに対応するハイパフォーマンス・コンピューティング・アーキテクチャーを使用することで、メーカーは結果を最適化し、設計やシステムを調整し、効率を高めることができます。
HPC システムは、高度な CAE ワークロードとタスクに必要な計算能力を提供します。専門家やエンジニアは、HPC システムのパフォーマンスと柔軟性を活用して、取り組みの範囲と深さを拡大し、より正確な分析を実施し、プロジェクトの価値実現までの時間を短縮できます。
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