産業用（ＦＡ）コンピュータやＰＬＣが新たな用途として注目されている。インダストリー４．０（Ｉ４．０）やインダストリアル・インターネットといったＩｏＴの流れの中で、エッジコンピューティングやクラウドコンピューティングの一端を担う、ネットワークハブやゲートウェイ的な役割を果たそうとしている。当然ながら本来の役割である２４時間連続して安定稼働し、長期間の保守と製品供給を大きな特徴としながら、生産設備や社会インフラシステムの制御や監視としての存在を発揮している。
■長期の安定供給・連続稼働 高まる信頼性 エッジコンピュータと連結
インターネットの普及はあらゆるものがネットにつながる・つなげるといったＩｏＴという形で社会を一変しようとしている。とりわけ、産業用（ＦＡ）コンピュータやＰＬＣの使用が多い製造業や社会インフラシステム分野では新たな変革期に入ろうとしている。
産業用（ＦＡ）コンピュータ／コントローラの市場規模は、範囲の捉え方で異なるが、メーカーや調査会社などの見方を擦り合わせると、日本の市場規模は約３００億円、グローバル市場規模は約２３００億円と推定されている。ボードタイプやパネルコンピュータ（パネコン）など、製品としてボーダーレスのものもあり、実際はさらに大きな市場を形成しているという見方もある。ＰＬＣは、日本電気制御機器工業会（ＮＥＣＡ）の生産見通しによると２０１５年度で１３００億円となっている。また、市場調査会社富士経済によると、１５年度の出荷額は１８８８億円としている。ＮＥＣＡの会員外の数字も加えている。富士経済の１８年度の出荷予測は２１４９億円と３年間で２５０億円程度増加すると見ている。
産業用（ＦＡ）コンピュータ／コントローラは、製造業のさまざまな分野で使用されている。半導体・液晶製造装置、計測・検査装置、工作機械などのディスクリートの生産設備をはじめ、鉄鋼、石油、化学、紙、食品飲料といったプラント設備などがある。
非製造分野でも用途が拡大している。水処理、ごみ処理、ダム監視、空港設備などの公共システム、鉄道や道路などの交通システム、テレビやレーダ設備などの放送通信システム、電力システム、さらには、各種医療機器・装置などが挙げられる。
このうち、産業用（ＦＡ）コンピュータ／コントローラやＰＬＣが多く使われている半導体・液晶製造装置などの生産は、このところ好調に推移しており、日本半導体製造装置協会（ＳＥＡＪ）の調べによると、１５年度の出荷額は１兆５７８６億円（前年度比７．４％増）で、１６年度は９．８％増の１兆７６６０億円と０７年以降では最高となると予測している。
人件費上昇や安定した生産確保などの点からロボットの生産も増加しており、日本ロボット工業会では１６年が過去最高を更新し、７０００億円を超えるものと見ている。
工作機械の出荷は輸出の伸びが停滞していることもあり、日本工作機械工業会（ＪＭＴＢＡ）の出荷統計では前年同期を下回る状況がこのところ続いているが、月ベースでは１０００億円前後となっていることから、年間１兆２０００億円前後の出荷が見込まれている。
■システム負荷軽減
昨今のＩｏＴ化の流れの中で、産業用（ＦＡ）コンピュータ／コントローラやＰＬＣの果たす役割も広がり、ますます大きくなってきている。
今まで産業用（ＦＡ）コンピュータ／コントローラやＰＬＣは、特定領域で隔離された状況で使用されることが多かったが、インターネットなどをつないだ環境下で使用されるケースの増加とともに、果たす役割が変化してきている。Ｉ４．０やインダストリアル・インターネットなどのＩｏＴへの対応によって、これらの生産や監視などの情報がクラウド上にあるサーバーに蓄積されて活用されることが増えてきている。工場やシステム単位から、全社的やグループ会社も含めた一体的に活用していく動きが強まり、その中心として産業用（ＦＡ）コンピュータが活用する動きになってきている。
ＩｏＴでは、あらゆるものにセンサーを付けてつなげることになるため、情報量は飛躍的に増大することになり、これを処理するコンピュータシステムの負荷も高まる。特に製造業や社会インフラ用途で使用される産業用（ＦＡ）コンピュータ／コントローラやＰＬＣには、冗長性とリアルタイム性が求められ、末端の各種情報を直接クラウドシステムで処理する方法では、タイムラグによる遅延リスクが懸念される。
そこで、センサーなどの下位層に近いところにフォグコンピュータやエッジコンピュータを端末として設置して一定の情報処理を行うことで、上位システムへの情報遅延防止と負荷の軽減を図ろうとしている。同時にインターネットなどとつながることで、外部との接続機会が増加し、制御セキュリティへの対応も求められてくる。工場や社会インフラシステムに対するハッカー攻撃も年々増加しており、制御セキュリティ対策はますます重要性を高めている。
ＩｏＴの進展する中で、産業用（ＦＡ）コンピュータ／コントローラやＰＬＣの処理する情報量は増加しており、ハードに求められる機能もますますレベルが高くなっている。
産業用（ＦＡ）コンピュータ／コントローラは、汎用パソコンとは異なり、長期間の安定した供給体制や、連続稼働に耐える、信頼性の高い設計などが求められる。汎用パソコンのように数年ごとに買い替えするのが当たり前のような使い方に対し、５年、１０年と同じ機種をトラブルなく使い続けることが多く、求められる要求レベルも高くなる。
産業用（ＦＡ）コンピュータ／コントローラと汎用パソコンは、構造上からも異なる。工場の製造現場や重要な設備の制御装置など、長期間稼働を停止することができないシステムに利用されることが前提のため、マザーボードや電源などの重要なパーツには、より高い信頼性と耐久性に優れた部品などが使用されている。例えば温度特性もマイナス２５度～プラス６０度ぐらいの範囲に耐えられる設計で、ファンなどの冷却や加温機器などを使用しないでも安定した信頼性を発揮できる設計となっている。
また、制御機能も、生産ラインでの一体化処理や並行処理ができることで、処理時間の短縮やスループットの向上が図られている。半導体製造関連装置やＦＰＤ（フラットパネルディスプレー）製造関連装置分野においては、より複雑なプロセスを短時間で高速処理することが求められており、一つの装置に複数の制御コントローラとＦＡ用コンピュータが使用されているケースが多い。
このような場合、最先端のＣＰＵやメモリー２ＧＢクラス以上のハイスペックな製品が要求される。インターフェースについても増設コストを少しでも減らすため、豊富なシリアルやＵＳＢ、拡張スロットを持つことが要求されている。
拡張スロットは、画像処理ボードやモーションコントロールボード、各種フィールドバスボード、ＧＰ／ＩＢ通信ボード、ＡＤ変換ボードなど、用途別に応じたボードを使用する。シリアルやＵＳＢには、各種ホストコントローラやＵＰＳ、計測装置などの周辺装置を接続することが多い。
ＣＰＵは、インテルなどの最新プロセッサを搭載することで、演算能力やグラフィック機能の性能が大幅にアップするとともに、消費電力の削減にも貢献している。インテルのＢａｙ Ｔｒａｉｌプロセッサを搭載した最新の機種では、演算能力が従来機種の約２倍となり、より高速な演算処理が可能になっている。
産業用（ＦＡ）コンピュータ／コントローラにはさまざまな仕様が要求されるが、中でも最重視されるのが信頼性で、メモリーエラーの検出・訂正などが可能なＥＣＣメモリー機能、ハードウエア内部を監視するＲＡＳ機能、ハードディスクを切り離すホットスワップ対応ミラーリングディスク機能などがほとんどの製品に搭載されている。
２４時間連続的に稼働する厳しい現場では、「いかにダウンタイムを削減できるか」という点も大きな開発テーマになっている。こうした状況を背景に、最近ではＷｉｎｄｏｗｓだけでは難しいリアルタイムな制御を実現するため、リアルタイムＯＳを併用することが増えている。
ＰＬＣでは実現できない処理の領域、例えばプロセス処理用の学術計算や、高級言語によるプログラミングなどを実現するため、制御部分はリアルタイムＯＳで処理、制御以外の部分はＷｉｎｄｏｗｓ ＯＳで処理を行うなど、１台のＰＣで制御から処理までを行っている。
数年前まで、Ｗｉｎｄｏｗｓ ＯＳとリアルタイムＯＳを同時に走らせることは難しかったが、近年はコンピュータの高性能化により、簡単に実現できる。特に最新のプロセッサとリアルタイムＯＳを有機的に連携することで、リアルタイムによる処理性能も大きく向上、４２マイクロ秒で２万ステップの高速処理が可能になっている。
■ハブの役割に期待
ハードウエアだけでなく、ソフトウエアでも長期のサポートを求めるニーズは高い。特に通信分野ではＬｉｎｕｘ ＯＳの採用が多くなっている。ＰＬＣは言語の国際標準化が進んでいる。国際標準言語規格「ＩＥＣ６１１３１－３」が中心で、ＪＩＳとしても規格化されている。使う人のスキル、使用する業種などによって五つの言語を標準化して選択できる。欧州を中心に普及してきたが、国内でも普及が進み、ＰＬＣメーカー各社も対応機種の充実を進めている。
今後、産業用（ＦＡ）コンピュータ／コントローラやＰＬＣは、ＩｏＴの進展の中でエッジコンピューティングのハブとして、末端のセンサー情報と上位システムをつなぐ役割がますます高まるものと見られる。信頼性と長期安定供給の特徴を生かしながら、さらなる用途拡大が期待されている。ジコンピューティングのハブとして、末端のセンサー情報と上位システムをつなぐ役割がますます高まるものと見られる。信頼性と長期安定供給の特徴を生かしながら、さらなる用途拡大が期待されている。
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