ソリューション
1980年代の工場制御といえばハードウェアPLCだった。堅牢だが柔軟性に欠け、高価で、計算能力も限られていた。ドイツ・フェルルの家族経営の自動化企業Beckhoffは、1986年に初のPCベースの機械制御システムを提供することでこれに応え、対象アプリケーションであるダブルマイターソー(両面斜め切り鋸)の生産性を大幅に向上させた。
パラダイムシフトは、制御機能を専用ハードウェアから抽象化し、産業用ITコンポーネント上で実行することだった。1996年に発表されたTwinCATはこの考え方を体系化した。Windows向けのリアルタイム拡張により、標準PCがPLC、モーション制御、計測、そして後にビジョン、ロボティクス、AIツールのための決定論的制御プラットフォームとなり、IEC 61131-3によるプログラミングが可能になった。
その成果は測定可能だった。PLCのサイクルタイムは約100マイクロ秒まで短縮され、メモリは事実上無制限になり、1台のコントローラで管理できる軸数は10から1,000以上に増え、一方で軸あたりのコストは下がった。2003年に発表されたEtherCATは世界的なフィールドバス標準となり、このオープンなアプローチは業界全体で閉鎖的なブラックボックスシステムを置き換えていった。
達成したこと
制御ロジックを標準PC上で動作するソフトウェアへ移行する
うまくいった理由
標準PCはムーアの法則に乗るため、制御性能が無償で向上する
1つのプラットフォーム上のソフトウェアが多くの専用ブラックボックスを置き換える
オープン標準により、機械メーカーは特定ベンダーへの依存を減らせた
軸あたりのコスト低下により、機械はより多くの自動化を経済的に追加できた
応用できること
既存のハードウェアが高価で閉鎖的である場合、機能をボックスから切り離し、汎用PC上のソフトウェアに載せ、あとはムーアの法則に任せればよい。
その後
PCベースの制御は業界のムーブメントとなった。2020年代までに、この分野は専用ブラックボックスコントローラからオープンで標準化されたシステムへと目に見えて移行し、BeckhoffのTwinCATとEtherCAT技術は世界中の市場で使用されている。同社は2026年にこのアプローチの40周年を祝う。
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出典
- Beckhoff feiert 30 Jahre Automatisierungsplattform Twincat Smart Production · smart-production.de ·
- 40 Jahre PC-based Control Beckhoff Automation · beckhoff.com