インダストリアルIoTのデザイン設計時間を短縮する

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インダストリアルIoTのデザイン設計時間を短縮する

2本のロボットアーム

インダストリアルIoTは、信頼性のある安定したソリューションの上に構築されるのであれば、より高度なオートメーション、マシンビジョン、接続性、ロボティクスをスマートファクトリーに付加することができます。

現代の産業市場に関する議論では、インダストリアルIoT(IIoT)の大きな可能性に頻繁に注目が集まっています。イノベーションに対する大きな可能性は、生産性の大幅な向上、効率的なオペレーション、最終的な収益増を約束しますが、それは信頼性、安定性および長期持続性に基づくサプライチェーンがあってこそ可能となります。

こうした価値基準は、市場に迅速に投入するプレッシャーが増す中で設計サイクルはより速くなり競争力は激しくなるために、製造業者やシステムインテグレーターがより高度なオートメーション、接続性、自主性を取り入れる際には、より重要度が増していくことでしょう。これらの必須条件の相互作用は、産業市場を明確にしているものであり、イノベーションの開発者がそれに寄与することになります。

インダストリアルIoTの接続性、効率性、信頼性

インダストリー4.0あるいは第四次「産業革命」は、IoTがどのように工場の作業場を向上させることができるかを明らかにしています。正しい機能性があれば、IIoTは、昨日のビッグデータを今日の正確な見識に変換し、さらに実行による明日の組織改善につなげることが可能となるセンサーレベルで情報を収集する接続性を付け加えることで産業環境をよりハイテクにすることができます。

より高い効率性は多くの業種に影響を及ぼしますが、効率性に対する産業市場のニーズはより大きくなっています。製造業が総体として得ているリソースの量は巨大であるため、接続性と効率性は、開発者や検討に取り組む組織にとって、すべてのプロセスにおいても設計におけるすべての決定においても極めて重要な要素となります。

さらに、産業部門全般に明確な変化が起きていますが、安定性と長期持続性は依然として最優先事項です。製造業者にとって供給と価格の安定があれば、確実に長期間にわたり継続して自社のシステムを開発、構築、実行、維持することができるでしょう。これには、15年間にわたる供給の継続を保証し、最大4年の価格維持を保証する部品のサプライヤーが必要となります。

産業アプリケーション用の適切な技術の評価

開発者にとって、接続性、効率性、信頼性のバランスを取ることは、それぞれ特定のアプリケーション用に適切な技術を選択するということになります。

一例をあげれば、絶縁金属基板技術(IMST)を取り入れているオン・セミコンダクターのインテリジェント・パワー・モジュール(IPM)シリーズがあります。この技術は、金属基板上に多くの有効成分を組み入れることで、優れた熱伝導率による高いインテグレーションを実現しています。

IPMsから、モータードライバー(BLDC、stepper、brushed)、ロードドライバー、リレードライバーに至るまで、産業用ロボットや他のIIoTアプリケーションで使われている半導体技術は膨大な量になります。これらは、最適化MOSFET、IGBTドライバー、高性能オプトカプラー(Optocouplers)の増加に支えられています。これらの製品により、エンジニアは、低電圧モーターと高電流負荷の融合を利用してアプリケーションを正確に制御する最先端で信頼性のある産業用駆動システムを開発することができます。

効率性と信頼性を考慮した場合に、温度センサー、モーションセンサー、環境光センサー、ならびに増加傾向にあるマシンビジョン用のイメージセンサーなどのセンサーは電気的ノイズの多い環境用に合わせる必要があります。そして、これらのセンサーの小信号は、デジタルデータに変換され中央処理装置に転送される前にフィルターにかけられ増幅されていなければなりません。これを伴うことで、ESD保護ダイオードの形式で回路が保護されるのです。

また、産業オートメーションの制御素子は、特に様々な工程を用いて製造されるMOSFETs、IGBTs、SiCトランジスタなどの電力半導体を含め、幅広い機器に関わっています。スイッチングや電力半導体の大手製造業者は、現在では、一例として電力インバーター回路やモータードライバー用の様々な広範な要求条件に適合する機器を取り扱っています。国際基準に遵守することは、現在では多くの産業でごく普通となり、義務化されています。オン・セミコンダクターのような主要企業が、ISO90001:2015やIATF 16949:2016のような国際品質基準に遵守した部品を開発しているのはそうした理由からです。  

インダストリアルIoTアプリケーションにより市場に投入する時間を迅速化

低予算でより小さなウィンドウ内により複雑な回路を開発するという一見相反する需要は、インダストリアルIoTにおいて高まっています。インターネット時代以前に開発された機器に明日の最先端技術を導入するというプレッシャーが開発チームに課されています。

何かを設計するために要する時間は、エンジニアが新しい技術を理解できるスピード、つまり彼らがそうした技術をアプリケーションに適用できるという十分に熟達したレベルに達するまでのスピードに合わせることとなります。新製品が特定のアプリケーション用に開発され最適化される際には、エンジニアができるだけ簡易にプロセスを進めることができるツールを彼らに提供することが一層重要となります。

設計チームに関しては、双方向ブロック図は、半導体製品を扱う産業市場などで特定のアプリケーション用のリファレンス設計をエンジニアに提示します。それぞれのブロック図は、所定の設計で主要機能となるブロックのそれぞれに対するソリューション候補の選択肢をエンジニアに提示します。各コンポーネントの詳細は、ブロック図から容易にアクセス可能でカスタムワークシート)に追加されるので、素早く設計のアイディアを練ることを一層シンプルにすることができます。

特定の機器の早期評価に移る時期になった際には、開発者は設計の出発点としてオン・セミコンダクターのStrata Developer Studio のクラウドに接続したプラットフォームを参照することができます。ホストPCに接続されるとすぐに、自動的にソフトウェアが評価ボードを認識しますが、最新の設計関連項目を検索した上で、評価ボードを自動設定します。これによりエンジニアはこれまで以上にスピードを速め、迅速に対応することができます。アヴネットのグローバルな専門技術と組み合わせることで、こうした設計は、強固なサプライチェーンと規制に関する留意事項を念頭に置いた上で、ナプキン上のアイディアの段階から設計をともなった製造可能性に向けて準備が整った製品の段階へと進めることができるのです。

適切なパートナーは、設計を市場に迅速に投入する上で開発者の支援となります

インダストリアルIoTは、センサーからクラウドに至るまで幅広い技術を網羅します。ロボット工学とオートメーションは、最高レベルのソリューションを求める安全最重視のアプリケーションです。

そのため、開発者は、アイディアから製品へそして製品から市場へ移行するサービスとパーツの両方を提供し、自社チームの延長線上で役割を果たすことができるパートナーを必要とするのです。アヴネットとオン・セミコンダクターの両社は、このことを深く心に刻み、開発者の設計時間を短縮するとともに、ビジネスとして市場に投入する時間を早めるために、それぞれ製品開発のエコシステムとソフトウェアのプラットフォームを構築しています。

インダストリアルIoTアプリケーションで何が可能なのかに関する考えを変える方法について理解を深めましょう。

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