Alewijnse社が洋上設備に新しい制御コンセプトを導入

Alewijnse Marine社は、世界最大級の浚渫会社であり、ロックウェル･オートメーションと共同で、仮想プラットフォームをベースにした革新的な制御コンセプトを開発しました。このAlewijnse Virtualization & Visualization (AlViVi)プラットフォームにより、船上のすべての浚渫プロセス関連システムが集中的に統合されます。さらに、船内のすべての画面からシステムを可視化して操作することができます。

Alewijnse Dredging & Offshore社のプロダクトマネージャであるヨハン･ファン･リクソールト氏は次のように説明しています。「浚渫船やその他のオフショア設備の制御ソリューションには、高い要求を満たすことが求められます。ハードウェアは、振動や塩分を含んだ空気に常にさらされているため、老朽化が早いのです。そのため、船上のPCインフラ全体を通常5年ごとに交換しています。これは、ハードウェアやケーブルの交換だけの問題ではありません。OSの継続的な開発に伴い、ユーザソフトウェアも定期的にアップグレードして更新する必要があります。この定期的な入れ替えは、何十ものシステムを巻き込んだ、非常に時間のかかる作業です。お客様は、船内のITシステムのメンテナンスを簡素化し、迅速に行ないたいと考えていました。」

仮想サーバソリューション

1997年からロックウェル･オートメーションと提携しているAlewijnse Marine社は、2017年末に浚渫工事のお客様にコンセプトを提示しましたが、同社はすでにいくつかの業界のお客様に少し異なる形で適用していました。このソリューションの主な特長は、アプリケーションやプロセス情報が船上の別々のPCにローカルに存在するのではなく、中央のサーバに仮想化されていることです。「ゼロクライアント」の助けを借りて、情報とアプリケーションは、船内のどこにいても、作業プロセスのすべての役割に利用できるようになっています。浚渫船とドラグサクション浚渫船(トレーリング･サクション･ホッパー浚渫船ともいう)の最新の艦隊の1つを持っている浚渫会社は、このソリューションに非常に熱心に取り組みました。このお客様は、概念実証試験までの開発に集中的に関わり、現在では複数の船にこのシステムを導入することに成功しています。

この新しいコンセプトにより、乗組員は自分に関連する情報に簡単にアクセスできるようになり、船上での作業プロセスがより迅速かつ効率的になります。ロックウェル･オートメーションのThinManagerコンテンツ配信ソフトウェアは、このソリューションにおいて高価なkvmスイッチにかわるもので、物理的なサーバ環境と仮想サーバ環境の両方からの情報をユーザに提供します。

浚渫船制御システム

浚渫船には、主要なプロセスを実行するためのいくつかの特殊なシステムがあります。Alewijnse社では、浚渫船に、積荷、喫水、ホッパーの容積を連続的に測定･調整する「喫水･積荷システム」と、吸込管の位置を計算･監視･制御する「吸込管システム」を設置しています。これらのシステムは、すべての浚渫機器やシステムを監視･制御する「浚渫船制御システム」に統合されています。これらのプロセス関連の機能に加えて、電力システム、推進力、レーダやナビゲーション機器は、もちろん船上でも非常に重要な役割を果たしています。重要なビジネス情報やシステムを仮想サーバに集約することで、ローカルPCが不要になり、どの職場のどの従業員でも情報にアクセスできるようになります。

可視化

ファン･リクソールト氏は次のように説明しています。「開発の過程で新たな課題として浮上したのが、情報の可視化でした。もちろん、すべてのシステムからのすべての情報をブリッジで利用できなければなりません。船内の他の場所では、特定のサブプロセスやシステムの監視･制御ができれば十分です。これまでは、画面情報をネットワーク上のすべてのモニタに同時に表示するため、中央のシステムから表示端末を同時に操作することは技術的に困難でした。しかし、AlViViプラットフォームでは、各ディスプレイが独立して情報を表示し、他のモニタでは複数のアプリケーションを同時に表示することが必要です。

技術的なソリューション

Alewijnse社が開発したAlViViプラットフォームのコンセプトは、非常にシンプルな設計です。それぞれのアプリケーションがインストールされたPCのかわりに、フォルトトレラントな仮想サーバがこのプラットフォームの基盤となっています。アプリケーションはその上で実行され、仮想ストレージ･エリア･ネットワークとしても機能します。仮想サーバのすべての部分は複製されています。サーバのある部分が故障しても、別の部分がすぐに、中断することなく作業を引き継ぐことができます。

これまでの設計では操作用にkvmスイッチ(キーボード、ビデオ、マウス)を選択することが多かったのですが、この新しいソリューションではロックウェル･オートメーションのVersaView®シンクライアントとThinManager®ソフトウェアが採用されました。コンテンツ配信システムはシンクライアントで動作し、シンクライアントはイーサネット経由で仮想サーバに1対1で接続されます。このソリューションではハードウェアとケーブル配線を大幅に削減できるため、購入費用が安く済みます。原則として、サーバからのすべての情報をすべての職場で提供することができますが、誰がどの情報にアクセスし、誰がどのような活動を行なうことができるかは、認証システムによって決定されます。ソナーやレーダの映像を伝送するためには、これらのシステムを仮想化することができないため、別のソリューションを選択しました。そのかわり、ビデオ出力はストリーミングビデオに変換され、ThinManagerを介して各職場に配信されます。

テストおよびインストール

Alewijnse社は、オランダのナイメーヘンにあるテストセンターで、AlViViプラットフォームのインストールとインフラ全体を構築し、徹底的にテストしました。ITチームリーダのアントン･エバンス氏は次のように述べています。「コンセプト自体は新しいものかもしれませんが、使用するコンポーネントは、オフショアで実績があり、それぞれのアプリケーションで認定されたものだけを使用しています。ハードウェアとプラットフォームがテストされた後、インストール全体が梱包され、船に設置されます。最終的に組み込まなければならないコンポーネントの数が少ないため、従来の交換作業に比べてはるかに早く設置できます。これにより、時間とコストの大幅な削減を実現しています。」

この新しいコンセプトのもう1つの大きな利点は、ハードウェアに依存しないテンプレートを使って仮想サーバを構成することです。これにより、船上での特定のアプリケーションや作業プロセスに、コアを非常に柔軟に適応させることができます。Alewijnse社は各環境のバックアップを保存しており、緊急時には数分で元の構成を船に完全にコピーできるようになっています。ファン･リクソールト氏によると、これは各サーバのデジタルツインに向けた次のステップの基礎となります。シナリオやイベントをシミュレートすることで、問題解決や新しいアプリケーションのテストが可能になります。通常、作業船には専任のIT担当者がいないため、これは興味深いオプションとなります。

メリット

新しいITシステムの迅速な開発･構築･導入による時間短縮に加えて、ハードウェアの大幅な削減が特に目を引きます。仮想サーバとシン･クライアント･ソリューションの使用により、ハードウェアとケーブルの量が約75%削減されました。19インチラック数台のかわりに、ブリッジ上にハーフ･サーバ･キャビネットを設置すれば十分になりました。ハードウェアの購入費は安くなりましたが、船ごとのAlViViプラットフォームの構築･設置の総額は、当初は従来のIT環境に比べてそれほど安くはありませんでした。

ファン･リクソールト氏によると、最大の節約はシステムのメンテナンスにありました。ハードウェアの数が減れば当然メンテナンスの回数も減りますが、アプリケーションはハードウェアから切り離されているため、システムを停止することなくハードウェアの部品を交換することができます。VersaViewゼロクライアントを交換すると、新しいファームウェアが自動的にダウンロードされ、数分後には新しい端末が使用できるようになります。また、OSやアプリケーションがハードウェアに依存しなくなるため、プラットフォーム上で使用されているソフトウェアをハードウェアの交換ごとに調整する必要がなく、長持ちするようになります。すべてのソフトウェアは、新しいハードウェア環境にコピーするだけでインストールできます。