課題
- 旧式のHMIコンピュータプラットフォームは、サポートされなくなったオペレーティングシステムを使用し、ほぼ毎週ベースで時間のかかる再構築を必要としていた。
ソリューション
結果
- 陳腐化リスクを回避
- HMIダウンタイムの削減
- 可視性とコラボレーションの改善
- 統合ハードウェア
シリアルの巨人
1895年にミシガン州バトルクリークの納屋で始まったものが、今ではアメリカで3番目に大きい穀物会社であるポスト･フーズ社(Post Consumer Brands (PCB))です。
今日、同社の多様な製品ラインナップは、2015年の会計年度に12億ドル以上の売り上げを生み出し、すぐに食べられるシリアルカテゴリのボリューム市場シェアの21%を占めました。
チャールズポストが最初の穀物製品を作ったバトルクリークの納屋は、現在も残っていますが、現在、米国とカナダにある8つのPCB生産拠点の1つである64エーカーの生産キャンパスには見劣りします。
PCBは、Grape-Nuts®、Post Raisin Bran®、Fruity Pebbles™、Cocoa Pebbles™、およびHoney Bunches of Oats®など、アメリカで最も有名なシリアルを製造しています
最近、PCBは、バトルクリークキャンパスで複数年の移行を開始し、そのすべてのヒューマン･マシン･インターフェイス(HMI)プラットフォームを置き換えました。オペレーティングシステムが時代遅れになり、定期的な障害が発生するまでに古くなっていました
PCBは、HMIプラットフォームを単に置き換えるのではなく、仮想化の力を活用して、HMIシステムにまったく新しいアプローチを採用することを決定しました。
古いHMIアーキテクチャ
バトルクリークの生産キャンパスには、4つの製造施設、倉庫、乾燥原料貯蔵サイロが含まれています。
生産は穀物製品によって異なりますが、一般的なプロセスには、穀物を小麦粉に粉砕する、穀物を調理またはトーストする、穀物を細かく砕いて、馴染みのある形に押し込む、レーズン、ナッツまたは種子などの成分を混ぜるなどがあります。
完成したシリアル製品は、袋、箱、ケースに梱包されてから、コンベアを介して倉庫に送られて保管および出荷されます。
バトルクリークキャンパスのオペレータは、175台のコンピュータベースのHMIを使用して、鉄道車両からの原料の荷下ろしから生産プロセスの実行、倉庫活動の実施まで、これらすべての活動をモニタおよび管理します。
ただし、近年では、HMIプラットフォームで多くの問題が発生するようになりました。
まず、HMIプラットフォームはデスクトップコンピュータであり、過酷な製造環境向けに構築されていないため、ほぼ週1回の割合で故障し始めていました。
また、ほとんどのHMIコンピュータはWindows® XPで実行されていました。Microsoft社は2014年にサポートを終了しました。
「Windows XPの陳腐化は、私たちにとって大きな原動力でした」と、バトルクリークキャンパスのPCBの主任電気エンジニアリングであるビル･メンサー氏は述べています。
「Windows XP用のドライバを備えた新しいコンピュータを購入できなくなるまでになりました。そこで、古いデスクトップコンピュータの収集を開始しました。または、新しいコンピュータを購入し、ITグループと古いコンピュータを交換します。これは、XPを実行できるスペアが必要だったからです。」
オペレーティングシステム以外にも、予備のコンピュータに適切なHMIソフトウェアがあることを確認する必要があるという別の問題がありました。
キャンパス全体に散在する旧式のHMIコンピュータは、FactoryTalk® View Site Edition、スタンドアロンおよびRSView®32 Active Display Systemバージョンを含むロックウェル･オートメーションのソフトウェアの組み合わせを使用していたため、これは課題になる可能性があります。
メンサー氏は次のように述べています。「HMIプラットフォームに障害が発生すると、再構築に約6時間かかります。それは確かに私たちにとっての痛点です。オペレータは別のHMIを使用する必要があり、50フィート離れているか別の階にあるため、生産にすぐにアクセスできない場合があります。
しかし、交換用のハードウェアが不足すると、より大きなリスクが生じます。
適切なオペレーティングシステムがインストールされたコンピュータを使用している場合でも、適切な世代のソフトウェアを使用して、建物で実行されているすべての異なるバージョンと一致させる必要があります。」
PCBのバトルクリークの施設は、施設全体で約20台のHMIサーバを使用しており、ほとんどの建物に2組のサーバがありました。
HMIコンピュータと同様に、サーバは老朽化し、本番サイトの厳しい製造条件内でハードドライブ障害が発生していました。
メンサー氏は次のように述べています。「私がここにいた3年間で約8台のハードドライブの障害が発生しましたが、冗長サーバが設置されているため、それらのどれも私たちを倒しませんでした。
しかし、これらのシステムの再度の交換は困難であり、いつかスペアが使い果たされる可能性は、最終的に私たちをダウンさせる恐れがあります。」
仮想変換
陳腐化とハードウェア障害の課題の中で、メンサー氏は、PCBキャンパス全体でHMIコンピュータとサーバを交換する時が来たことを知っていました。
それらを1対1で交換するのではなく、最新の仮想化技術で施設のHMIシステムを完全にオーバーホールする複数年の移行を選択しました。
これには、プロジェクトの完了時に、約20台のHMIサーバを交換して8台未満のサーバに統合することが含まれます。サーバは合計約50台の仮想マシンをサポートします。
これらの仮想マシンは、175台のデスクトップコンピュータHMIを置き換えるシンクライアントHMIで実行されます。
シンクライアントはオペレーティングシステムを必要とせず、旧式のHMIコンピュータで現在使用されているHMIソフトウェアの組み合わせのかわりに、FactoryTalk View Site Editionソフトウェアの現在のバージョンで標準化されます。
新しいHMIアーキテクチャはVMware仮想化ソフトウェアを使用します。これにより、シンクライアントを仮想マシンとして実行できます。
また、現在はロックウェル･オートメーションの企業であるACPのThinManagerソフトウェアを使用して、サーバからシンクライアントへのHMIソフトウェアの管理と配信を一元化します。
すぐに得られる利点
HMI仮想化の移行は、バトルクリークの生産キャンパスで約3分の1しか完了していませんが、この施設はすでにメリットを得ています。
老朽化および障害が発生したHMIコンピュータを仮想化されたシンクライアントに置き換えることで、変更されるすべてのプラットフォームで陳腐化のリスクを回避できます。
また、シンクライアントは、デスクトップコンピュータとは異なり、過酷な産業環境向けに設計されているため、寿命が大幅に向上しています。
いずれかのシンクライアントに障害が発生したり、新しいテクノロジにアップグレードされたりした場合、メンサー氏と彼のチームは、Windows XPを備えた予備のコンピュータを見つける必要なくそれらを交換できます。
メンサー氏は次のように述べています。「HMIを最初から再構築するかわりに、シンクライアントを交換するだけです。これにより、交換時間が約6時間から数分に大幅に改善されます。
文字通り、誰かがHMIに歩いてデバイスを交換するのにかかる時間の問題です。」
オペレータにとって、新しいHMIシンクライアントは、潜在的な生産の中断や新しいシステムでのトレーニングの必要性を減らすために、旧式のHMIコンピュータの外観と操作性を複製しています。
このシステムは、新しく設置されたIPカメラにも接続されているため、オペレータは大規模なキャンパス内での生産に対する前例のない可視性を得ることができます。
「HMIからのビデオ接続は、乾燥プロセス中の穀物の分布のチェックなど、オペレータが重要なプロセスを監視するのに役立ちます」と、メンサー氏は語ります。
「また、オペレータが駐在していないが問題が発生する可能性のある大規模な地域でも役立ちます。例えば、仮想化されたビデオ対応のFactoryTalk View SE HMIシステムを使用すると、コンベアラインが詰まっているかどうかを即座に確認できます。
従来のシステムでは、誰かが物理的にそこを歩いて、直接コンベアをチェックするのに数分かかる必要がありました。生産中にこれらの時間を節約することは、歩留まりと収益性の向上に直接つながります。」
上記の結果は、ポスト･フーズ社(Post Consumer Brands (PCB))での配備されたロックウェル･オートメーション製品およびサービスをその他の製品と併用した結果です。実際の成果は事例ごとに異なる場合があります。
Encompass, FactoryTalk, PartnerNetwork, RSView, およびThinManagerは、Rockwell Automation Inc.の商標です。
Windowsは、Microsoft Corporationの商標です。
Rockwell Automationに属していない商標は、他の企業に所有されています。
公開 2016/12/12
