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生産の見える化のための
ネットワークと
アーキテクチャ
横尾正宏
カスタマーソリューションアーキテクト
シスコシステムズ合同会社
2012年7月9日、11日
© 2011 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
1
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2
The
Cisco
Vision
changing the way we
work, live, play, and learn.
SM
The Mission
今までになかった価値を創造すること。
お客様、従業員、株主様、パートナーに向けて、
インターネットの未来をかたちづくること。
それが私たちのミッションです。
シスコはお客様の業務の効率化や改革、
課題の解決をお手伝いします
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ゴールウェイ
オタワ（カナダ）
カリフォルニア州
マサチューセッツ州
サンノゼ
ボックスボロー
ロンドン
テル・アビブ
上海
ドバイ
東京
テキサス州
リチャードソン
バージニア州
ハーンドン
ノースカロライナ州
ローリー
バンガロール
シンガポール
シドニー
注、$1Bは、800億円。(換算80円/ドル)
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 従業員 70,714名（165ヵ国）
 拠点数 550以上
 時価総額 $146B
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CEO
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成長
2
マーケットの変化
3
革新
4
リスク
5
ガバナンス
Top 5
Cisco Confidential
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• 世界規模でのオペレーションの実現
• インテリジェントなスピードの経営
• 人と人の時間と空間の短縮
• 今日の企業経営環境の課題を解決する
ソリューション
• 経営資源を測定、監視、管理。端末の
連携
• 音声、動画、仮想化と結びついたIP
ネットワーク
• ネットワークで、よりインテリジェン
トな革新のためのプラットフォームを
実現
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インダストリアルインテリジェンス
境界のないネットワークの境界
現場ネットワーク
現状：同じ技術を使
いながら別々の世界。
信頼性、正確さ、
セキュリティ、使い易さ
ITネットワーク
将来像
Data Center/
Cloud
• 遠隔地からネットワークをとおして、自動化されたシステムを監視、制御
• 事業所、フィールド、工場、生産ライン、生産セル、自動化ネットワーク
は、透過的な存在
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ERP
SCM
生産集計
XML, IDOC
在庫管理
生産計画
中継
サーバ
プログラミング
言語
・製造現場の進捗を短い
サイクルで管理したい。
・離れた工場でも製造して
いる。それぞれの工場の
進捗の同期をとりたい。
実現するために!
MES
プロコン
工程A
ラダー図
ﾘﾓｰﾄI/O
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工程B
セキュリティの確保と技術の
違いの克服。
・利活用
-在庫管理
-離れた場所とのサプライチェーン
-品質、トレーサビリティ
-エネルギー、ユーティリティ管理
・管理・集計の周期の短縮
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安全
流れ作業
箱詰め
連続
バッチ
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モーション
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未来
標準ネットワークに関わる革新
クリティカル
(安全)
時間同期
クローズド
ループ制御
入出力
有線
産業アプリケーション
モーション
10 Gb/s, Low Jitter, Precise Scheduling,
Loss-less Convergence,
Multi-path switching
リアルタイム
Gb/s, IEEE 1588 PTP, 802.11n,
Low-latency, CleanAir,
Very Fast Convergence (ms)
無線
マネージド
10/100Mbs, 802.11 a/b/g, QoS,
RSTP Fast Convergence (s), IGMP,
Full-Duplex, Wireless Mesh
情報
アンマネージド
10Mb/s, Half-Duplex,
slow convergence
厳密さ
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企業ネットワーク
企業ネットワーク
バックオフィス メインフレーム
とサーバー(ERP、MES他)
人-機械インタフェース
(HMI)
制御ネット
ワークゲート
ウェイ
オフィスアプリケ
ーション、インタ
ーネット、データ
サーバ、ストレー
ジ
制御管理
人-機械インタフェース
(HMI)
コントローラ
ロボット
オフィスアプリ
ケーション、イ
ンターネット、
データサーバ、
ストレージ
バックオフィス メインフレーム
とサーバー(ERP、MES他)
制御管理
モーター、
ドライバ、
アクチュエータ
カメラ
センサー、IO機器
Controller
コントローラ
モーター、
ドライバ、
アクチュエータ
電話
安全
センサー、IO機器
ロボット
現状 – 3 層
産業用ネットワークモデル
コンバージドイーサネット産業用
ネットワークモデル
IPネットワーク
制御とシステムの融合を実現します
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• CPwE(コンバージドプラントワイドイーサネット)
―製造業に特化したレファレンスアーキテクチャ
―産業用とITネットワークを融合したネットワークインフラストラクチャ設計ガイド
―将来を見越したネットワークの基盤
-CIP Safety™、CIP Sync™、CIP Motion™
-音声、ビデオ
―標準規格を利用した製造業向けネットワークの枠組み
―構成と設定に関する情報
―シスコが検証した
ネットワークデザイン
http://www.cisco.com/en/US/docs/solu
tions/Verticals/CPwE/CPwE_DIG.html
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マネージドスイッチ
•
•
•
•
ネットワークの優先制御 (QoS)
診断
セグメンテーション (VLAN)
回復性とループの回避
セキュリティ
• リモートアクセス
情報技術の共通化
• EtherNet/IP
• アーキテクチャの統合
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ERP, Email,
Wide Area Network
(WAN)
Levels 4 and 5
エンタープライズ
ネットワーク
Levels 4-5
Demilitarized Zone (DMZ)
パッチ管理
ターミナルサービス
アプリケーション
AVサーバr
Gbps Link for
Failover
Detection
Firewall
(Standby)
Firewall
(Active)
Demilitarized
Zone
(DMZ)
Cisco
ASA 5500
生産現場とエンタープライ
ズネットワークの分割
Demilitarized Zone (DMZ)
FactoryTalkアプリケーションサーバ
•
•
•
•
View
Historian
AssetCentre
Transaction Manager
Level 3
Cisco Catalyst
6500/4500
Cisco
Catalyst Switch
FactoryTalkサービス
プラットフォーム
• Directory
• Security
ネットワークサービス
Cisco Cat. 3750
StackWise
Switch Stack
データサーバ
• DNS, DHCP, syslogサーバr
• ネットワーク/セキュリティ管理
製造
ゾーン
Level 3
セル/エリアゾーン、製造
運用管理、DMZ間の相互
接続I
Levels 0–2
Rockwell Automation
Stratix 8000
Layer 2 Access Switch
Drive
HMI
Controller
HMI
Controller
HMI
Cell/Area #1
(Redundant Star Topology)
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Drive
Drive
Distributed I/O
Controller
Cell/Area #2
(Ring Topology)
Distributed I/O
セル/エリア
ゾーン
Levels 0-2
PACs, HMIs, I/O, ドライ
ブのネットワーク接続
Cell/Area #3
(Bus/Star Topology)
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OA系・生産系トランク
FA系LAN
OA系LAN
• 工場コア、建屋スイッチは、L3による冗長化
• DMZ用ASAも冗長化
• 建屋スイッチまでは、スター型配線で、拡張性、運用管
理性を重視
• ASAは、保守性を考慮して、インライン設置はしない
注、ASAは、弊社セキュリティ
アプライアンス製品です。
ルーティング
• 工場コア、建屋スイッチは、VRFにてIP
ルーティングは、OA系とFA系を分離する
• OA系とFA系間は、工場コアスイッチのみ
でルーティング
社内OAネットワーク
工場コア
VRF:VPN routing and
forwarding table
DMZ
ASA
FW/Security
DMZ
L3 ルーティング
EtherChannel等
ASA
FW/Security
Wireless AP
建屋スイッチ
建屋スイッチ
DMZ
FAサーバ
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建屋#1
STP, RSTP, REP,
EtherChannel,
Flex Links等
建屋#2 (APあり）
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Output Queue traffic prioritization
基本的なエンタープライズ向けQoS
Priority 1
セル/エリア ゾーンQoS
PTPイベント
音声
CIPモーション
ビデオ
PTP制御,
セーフティ I/O , I/O
Priority 1
コールシグナリング
ネットワーク制御
Priority 2
Priority 3
ネットワーク制御
音声
クリティカルデータ
CIP Explicit
メッセージ
ベストエフォート
バルクデータ
Priority 4
Scavenger
セル/エリア ゾーンに特化した優先順位
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コールシグナリング
Priority 2
Priority 3
ビデオ
クリティカルデータ
バルクデータ
Priority 4
ベストエフォート
Scavenger
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1. 遠隔地からエンジニアやパ
ートナがVPN接続、接続先
は、工場内DMZファイアウ
ォールに限定
2. 工場内DMZファイアウォー
ルで接続先を限定
Cisco VPN Client
インターネット
エンタープライズゾーン
Levels 4 and 5
Enterprise Edge
Firewall
SSL VPN
エンタープライズ
データセンタ
I PSEC VPN
リモートエンジニア
/パートナ
社内エンジニア
– IPSでリモートホストからの~攻
撃を発見・遮断
エンタープライズ
WAN
HTTPS
3. 工場内ファイアウォールが
リモートアクセスサーバの
クライアントプロキシ
エンタープライズゾーン
Levels 4 and 5
パッチ管理
ターミナルサービス
アプリケーションサーバ
AVサーバ
Cisco
ASA 5500
4. リモートサーバからのアプ
リケーションに対するアク
セス先は限定される
Demilitarized Zone (DMZ)
Gbps Link
Failover
Detection
Remote Desktop
Protocol (RDP)
Firewall
(Active)
Firewall
(Standby)
FactoryTalk アプリケーションサーバ
•
•
•
•
View
Historian
AssetCentre
Transaction Manager
FactoryTalk サービス
プラットフォーム
• Directory
• Security/Audit
データサーバ
リモートアクセスサーバ
Catalyst
6500/4500
• RSLogix 5000
• FactoryTalk View Studio
Catalyst 3750
StackWise
Switch Stack
EtherNet/IP
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Demilitarized Zone (DMZ)
製造ゾーン
(Site Manufacturing
Operations and Control)
Level 3
Cell/Area Zones
Levels 0–2
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既存 COTS 製品
Cat. 4500
Cat. 6500
• Cisco のキャンパスネットワークのフレームワークとベストプ
ラクティス上に構築
• Cisco IOS によるプラットフォームと一貫性のある機能
Cat. 3750
ASA
• CiscoとITネットワーク管理アプリケーションとの統合
• 可用性とリジリエンスに関する機能。
REP, Flexlinks, HSRP, Stackwise, ISSU, LWAP, CleanAir, Mesh
既存の産業向け製品
ISR 819
1260 &
3560 APs
• 統合されたCatalystのネットワークセキュリティとの統合
IE 3010
802.1x, ACLs, ISE, encryption, VPN, etc.,
• アプリケーショントラフィックの最適化
IE 3000
IE 2000
QoS, IGMP, PTP (IEEE1588)
• 拡張できるネットワークフレームワーク—統合された画像、コ
ミュニケーション、無線、新しい製造アプリケーションのサ
ポート
1550 AP
7925G-EX
IP Phone
CGR 2010
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共通の技術に関する見方
自動制御ネットワークにおけるインテリジェントなネットワーク機能を
持ち、オープンで、純粋な標準規格の利用をODVA、ISAなどの団体を
とおし推進 (ODVA:Open DeviceNet Vendor Association、
ISA:International Society of Automation)
レファレンスアーキテクチャ策定における協力
テストし、有用性を確認した設計・実装ガイド
コンバージドネットワークアーキテクチャにおけるベストプラクティ
スの提供
人とプロセスの最適化
製造現場とITをつなぐトレーニングと対話を促進、融合のためのプロ
セスガイドラインを開発
製品における協力
シスコの強みとロックウェルの強みを合わせ持った産業用イーサネット
スイッチの開発
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離れた場所との接続性の確保
成長
1
マーケットの変化
2
バックオフィスのネットワークとシス
テムによる生産自動機械の情報の収集
革新
3
どこでもアクセスできるリアルタイム
の情報
リスク
4
ガバナンス
5
厳しい環境での耐性
セキュリティ、安全、コンプライアン
スの実施
インダストリアルインテリジェンス
ビジネス課題へのアプローチ
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