製造現場のデジタル化を推進する
フレキシブルファクトリパートナーアライアンス
2019年10月31日

幹事 生雲 公啓
Flexible Factory Partner Alliance

Flexible Factory Partner Alliance Proprietaryアウトライン
１．FFPAの概要
２．製造現場での無線通信のニーズと課題
３．SRF無線プラットフォームの標準化
４．「製造現場×無線通信」セキュリティガイドライン

５．普及活動とVoC (Voice of Customer) Community
６．最後にFlexible Factory Partner Alliance Proprietary2フレキシブルファクトリパートナーアライアンス
 名称：フレキシブルファクトリパートナーアライアンス
 設立：2017年 7月 26日

 会長：アンドレアス・デンゲル（ドイツ人工知能研究センター）

 メンバ:

 賛助会員:
ホームページ →「FFPA」で検索
Flexible Factory Partner Alliance Proprietary3フレキシブルファクトリパートナーアライアンスが目指すもの
 IoTやAIを活用して、製造現場の生産性向上を図ることができる、技術／ビジネスプラットフォームを実現
 製造現場からのデータ収集がボトルネックであり、この解消のため無線通信の問題解決に着手
 異業種の企業からなる国際的エコシステムを形成。

学術団体や政府組織との連携を構築

Flexible Factory Partner Alliance Proprietary4

関連活動： Flexible Factory Project - NICT共同研究プロジェクト  現場の課題に取り組む– 2015年より、稼働中の工場で無線環境評価、無線通信評価を行い、 製造現場に必要な無線通信要件を明確化

 企業の垣根を越える– 参加メンバー： １７企業・機関
株式会社インターネットイニシアティブ
株式会社NTTドコモ
オムロン株式会社
株式会社構造計画研究所
株式会社国際電気通信基礎技術研究所
サイレックス・テクノロジー株式会社
サンリツオートメイション株式会社
国立研究開発法人情報通信研究機構
株式会社デンソー– パートナー企業: ５社７工場

トヨタテクニカルディベロップメント株式会社
日本電気株式会社
日本電気通信システム株式会社
パナソニック株式会社
富士通株式会社
富士通関西中部ネットテック株式会社
株式会社モバイルテクノ
村田機械株式会社（五十音順）
提供：NICThttps://www2.nict.go.jp/wslab/Flexible-Factory.html
Flexible Factory Partner Alliance Proprietary5Flexible Factory Projectとの関係
Flexible Factory Project (FFPJ)SRF無線プラットフォーム

実証実験

技術開発

各社共同で協力工場で通信実験・環境評価を実施。現場のニーズとリアルな課題を抽出

共通無線プラットフォームを具現化。無線環境の変化に適応し、無線通信の不安定化リスクを低減

成果

知見

SRF: Smart Resource Flow

Flexible Factory Partner Alliance
会員企業
要望
ユーザーグループ

Flexible Factory Partner Alliance Proprietary

製品／サービス

VoC (Voice of Customer)
Community6フレキシブルファクトリパートナーアライアンスの活動スコープ
標準化活動–無線プラットフォーム仕様の策定–国際標準化団体への規格提案–標準化、認証のための仲間づくり

普及活動–啓蒙のための広報・イベント活動–企業間、産官学間の情報交換– VoC Community

認証

相互接続試験

–認証テストの基準、手順の策定–テスト実施機関の確保と調整–基準装置（ゴールデンデバイス）の認定–相互接続検証イベントの開催

Flexible Factory Partner Alliance Proprietary7フレキシブルファクトリパートナーアライアンスの組織
Board of Directors

General AssemblyTechnical Committee

SRFT-WG

SecretaryMarketing Committee

Compliance Test
WG

Voice of Customer
Community
Officers
Chair:
Andres Dengel （DFKI）
Vice Chair: Shinichi Sato (Fujitsu)
Satoko Itaya (NICT)
Hans D. Schotten (DFKI)
Representative Director: Kenichi Maruhashi (NEC)Secretary General : Hajime Koto（NICT）

Flexible Factory Partner Alliance Proprietary8アウトライン
１．FFPAの概要
２．製造現場での無線通信のニーズと課題
３．SRF無線プラットフォームの標準化
４．「製造現場×無線通信」セキュリティガイドライン

５．普及活動とVoC (Voice of Customer) Community
６．最後にFlexible Factory Partner Alliance Proprietary

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工場IoTが無線通信の利活用を促進

機会期待

トレンド

2025年に工場IoTが与える経済

データ収集のコストや手間の問題を

FA通信ノードにおける無線のシェアは効果のポテンシャル解消し、製造の分析をしたい工場6%であるが、高い成長率

1.2兆ドル90%30%[1] https://www.mckinsey.com/business-functions/digital-mckinsey/our-insights/the-internet-of-things-the-value-of-digitizing-the-physical-world[2] http://tech.nikkeibp.co.jp/dm/atcl/feature/15/122200045/120700315/[3] https://www.hms-networks.com/news-and-insights/news-from-hms/2019/05/07/industrial-network-market-shares-2019-according-to-hms

Flexible Factory Partner Alliance Proprietary

10工場のIoT化で、何が課題となるのか？
 設備や通信機器の総取り替えができない。低コスト、手軽な無線通信が有望–既存・古い設備に後付でセンサーを取り付けなければならない–センサ、通信などの投資コストが高い–データ形式や通信方式がバラバラで管理しにくい
65.2%
51.6%
37.3%
34.8%

# 244

出展：日経ものづくり、「工場IoTの壁」調査の中間結果（2017年12月）
Flexible Factory Partner Alliance Proprietary11FAにおける通信ノードのシェア
 無線の割合は6％。年率30%で増加

WLAN(4%)–周波数を共有する無線では、共存を図る仕組みが必要

Bluetooth(1%)
Other Wireless (1%)

無線: 6%
年率: +30%

Other fieldbuses
EtherNet/IP

フィールドバス： 35%
年率: -5%

Devicenet
CAN/CANopen

Modbus-RTU

HMS’s estimation for 2019 basedon number of new installed
nodes in 2018 within Factory
Automation.

PROFINET

EtherCAT

CC-Link

https://www.hms-networks.com/news-and-insights/news-from-hms/2019/05/07/
industrial-network-market-shares-2019-according-to-hms

Flexible Factory Partner Alliance Proprietary

工場内通信ノードのシェア

Powerlink
PROFIBUS DP

Modbus-TCP
Other Ethernet

産業用イーサネット：59%
年率: +20%12製造現場の無線ユースケース
 製造現場ではさまざまな目的で無線が利活用されている目的が異なるため、求められる通信要件もさまざま＜引用＞製造現場における無線ユースケースと通信要件（要約版）第1.0 版，国立研究開発法人情報通信研究機構
Flexible Factory Partner Alliance Proprietary

13

工場の無線アプリケーション
 その場でのフィードバックを得るために、許容遅延20msec～100+msecのアプリが多い
1msec

許容遅延制御製造機械
ロボット

10msec
搬送機（軌道）回転機

100msec

1sec

10sec

100sec

搬送機（無軌道）

インライン検査品質

設備・生産管理検査ログ
予防保全（ツール）
設備監視
動線管理
在庫管理
人・モノ測位
生産環境管理

管理

作業指示

表示

安全

予防保全（設備）

あんどん
緊急発報

危険行動手エリア監視
バイタル監視Source: Flexible Factory ProjectFlexible Factory Partner Alliance Proprietary

14

製造現場における無線通信のリスク
 ダイナミックな無線環境の変化

レイアウト変更– ミリ秒～秒(分)：閉空間での人や物の動き（不感帯が出現・消滅・移動）– 数時間～数日：段取り替え、システム電源のオン/オフ

数回／年– 数か月～数年：レイアウト変更、新規ライン導入

 多様な無線環境–業種、工場の規模、電波遮蔽物の有無、外来・設備起因のノイズの有無、無線化の発展段階

 混在する異種システム– 個々の設備や、個々の工程ごとに段階的に無線システムが導入し、異種、レガシーなデバイス／機器が共存

無線ポカヨケFlexible Factory Partner Alliance Proprietary15

無線の問題 - 現場の声 -たぶん通信トラフィックや無線環境の変化で、ときどきシステムが止まる

Wi-Fiのチャンネルを使い切って、もう無線システムが入らないネットワークの設定や運用が大変だが、現場にITの専門家がいないみえない無線のリスクが不安

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アウトライン
１．FFPAの概要
２．製造現場での無線通信のニーズと課題
３．SRF無線プラットフォームの標準化
４．「製造現場×無線通信」セキュリティガイドライン

５．普及活動とVoC (Voice of Customer) Community
６．最後にFlexible Factory Partner Alliance Proprietary17

SRF無線プラットフォーム
 SRF無線プラットフォームの機能とインターフェースを規格化

既存アプリ制御

品質管理

表示

安全.....

SRF無線プラットフォーム
・アプリケーション／データ流抽象化機能
・無線環境監視機能
・無線通信経路選択機能

既存規格の利用や協調を図る（例：IEEE 802.1）

TCP, UDP
IPv4, IPv6, 6LowPAN, non IP
920MHz帯
特定小電力無線

Wi-Fi

60GHz/WiGig

Ether

リアルタイム
制御用無線（遅延100ms以下）

5G（通信品質保証、屋内外）

できるだけ既存のMAC/PHYを変えない

NICTが提案したソフトウェアスタック (2017)
SRF（Smart Resource Flow）：マルチレイヤシステム分析を用い、製造に関わる資源（人、設備、機器、材料、エネルギー、通信など）がスムーズに流れるよう管理するシステム工学戦略
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SRF無線プラットフォームの動作イメージ
 既存の無線システム• さまざまなアプリケーションが、免許不要周波数帯の無線規格を用いて独立に運用• 無線区間で電波干渉発生• アプリケーションの要求通信品質や優先度は考慮されず、送信電力が小さい無線システムやロバスト性が低い無線システムが不安定に
 SRF無線プラットフォーム• アプリケーションの要求通信品質に従い、アプリケーション間で無線リソース（周波数、時間、空間）を協調• アプリケーションの要求通信品質を満たしつつ、異種のシステムを収容

Flexible Factory Partner Alliance Proprietary19

SRF無線プラットフォームの複数システム間協調– SRF無線プラットフォームの実装例 –主な特長:
1. 無線リソース(*)の階層制御
2. アプリとネットワークの状態を意識した管理
3. 無線環境監視 * 無線リソース： 周波数、時間、空間

Application

Service Manager

2

Application requirement

Field Manager

1
Radio resources
control policy

Link quality andchannel using status

3

Coordination

SRF
SensorSRF
Gateway/AP

Data
Control

Wireless environment
StatusSRF
DeviceSRF Wireless Sets

Flexible Factory Partner Alliance Proprietary

DeviceDeviceNon-SRF Wireless Set20

SRF無線プラットフォームの技術仕様
 技術仕様Ver.1の策定を完了（2019年9月）• アーキテクチャ、機能、インターフェース、シーケンス図、データ構造を規定

グローバル制御<Radio Resource Coordination Control>• Interference Coordination Control• Bandwidth / Delay Coordination Control

ローカル制御<Interference Control><Bandwidth / Delay Control>• Frequency Control• Multi-radio Integration Control

Manual Channel Setting
Auto Channel Setting
Dynamic Channel Selection
Path Control
Licensed Band Selection• Timing Control
Radio Resource Control Policy
Parameter sets to local controls

SchedulingTime Synchronization
Contention Window Control• Spatial Control

主な機能（制御）の一覧
Flexible Factory Partner Alliance Proprietary

Antenna Directivity Control
Sectorization Control
Power Control

Channel Aggregation Control
Channel Mirroring Control
Channel Combining Control
Path Aggregation Control
Path Mirroring Control
Path Combining Control• Flow Control
Adaptive Flow Control
Ingress Rate Control
Adaptive Packet Aggregation• Retransmission Control• Rate Control

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IEEE 802.1標準化活動
 FFPAの規格仕様（一部）をIEEE 802.1と協調• 「参照」から、より共通部分を増やす「協調」に向けて、TSN（Time-Sensitive Networking）タスクグループへ提案中 FFIoT(Flexible Factory IoT)レポート策定に貢献• FFPAメンバーによりユースケース、要件、技術Gapに関する寄与書を提出• Flexible Factoryの定義を記載

 IEEE 802.1中間会合を開催• FFPAがホストとなり、IEEE 802.1の中間会合を初めて日本に招致 (2019年1月、広島)

Flexible Factory Partner Alliance Proprietary

Flexible Factory IoT (ドラフト)
Further information can be seen from:https://1.ieee802.org/802-nendica/22

SRF無線プラットフォーム導入後
 無線通信の利活用は、製造現場からのデータ収集のボトルネックを解消し、工場のデジタル化を推進する

•可視化
•統合管理

組立・検査

ラインA
カメラ
部品在庫
構内物流

ラインB

カメラ組立・検査

Flexible Factory Partner Alliance Proprietary

製品在庫

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アウトライン
１．FFPAの概要
２．製造現場での無線通信のニーズと課題
３．SRF無線プラットフォームの標準化
４．「製造現場×無線通信」セキュリティガイドライン

５．普及活動とVoC (Voice of Customer) Community
６．最後にFlexible Factory Partner Alliance Proprietary24

工場のセキュリティに関する意識調査
 多くの工場ではセキュリティ対策が必要だか、対応は不十分
あなたの勤務先では、工場の機械や設備にサイバーセキュリティー対策が必要だと思いますか分からない
9.0%

無回答
2.5%

必要ないと思う

あなたの勤務先では、工場の機械や設備にサイバーセキュリティーの対策を講じていますか分からない
23. 4%

8.6%

無回答
1.6%

既に対策をしている

26. 6%
必要だと思う79. 9%
回答数：244
Flexible Factory Partner Alliance Proprietary

対策の予定はない
23.0%

今後対策をする予定

25. 4%

Source:日経テクノロジーオンライン 2017年12月11日

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「製造現場×無線通信」セキュリティガイドライン
 ガイドラインの目的• 工場ネットワークに無線で接続されるデバイス、機器、システムの導入にあたり、セキュリティ上の基本的な知識や必要な対策を理解する• セキュリティベンダーやサイバーセキュリティ評価・審査の実施者と意思疎通を図るためのドキュメントツールとして利用する

 執筆協力• FFRI, Inc.
• Kaspersky Labs Japan• NEC Corporation• NTT Communications Corporation
FFPAのホームページからダウンロード可能（無料）Flexible Factory Partner Alliance Proprietary26

無線通信特有の性質と脅威
 無線通信では、工場のモノによる影響、空間を介した影響、空間を介したアクセスなどの静性質を理解し、脅威を想定して対策を立てる

Flexible Factory Partner Alliance Proprietary27

フレキシブルファクトリセキュリティガイドライン
 無線システムが接続された工場ネットワークを題材に、具体例と対策を盛り込む•IEC ６２４４３のフレームワークで記述

実際の工場ネットワークを想定

具体的な38例の守るべき資産

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アウトライン
１．FFPAの概要
２．製造現場での無線通信のニーズと課題
３．SRF無線プラットフォームの標準化
４．「製造現場×無線通信」セキュリティガイドライン

５．普及活動とVoC (Voice of Customer) Community
６．最後にFlexible Factory Partner Alliance Proprietary29

製造現場におけるICT利活用の普及活動セミナー＆ミニ展示会「ＩｏＴで実現するフレキシブルファクトリ」 (2018/7/25)
主催：フレキシブルファクトリパートナーアライアンス, 情報通信研究機構
後援：総務省、経済産業省

セミナー「情報通信技術の利活用がもたらす製造現場の変革」 (2018/10/30)
主催：フレキシブルファクトリパートナーアライアンス
Flexible Factory Partner Alliance Proprietary

展示会出展「Wireless Technology Park」(2019/5/29-31)

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海外講演
 欧州での講演を中心とした国際連携・普及活動を展開

Forum on Wireless Communications
Energize Flexible Manufacturing(Vice Chair, Sato, SPS IPC Drives 2018,November 29th)

Forum on New Opportunities with 5G(Vice Chair, Itaya, 5G Arena, Hannover
Messe 2019, April 4th)

Presentation at 5G-ACIA* Plenary
Meeting, (Representative Director,Maruhashi, June 4th ,2019)

5G-ACIA: 5G Alliance for Connected Industries and Automation
Flexible Factory Partner Alliance Proprietary31

「情報通信月間」総務大臣表彰
 工場のワイヤレス化の推進及びそのための国際連携の確立への貢献に対して、 令和元年度「情報通信月間」総務大臣表彰（団体）を受賞[受賞者] フレキシブルファクトリパートナーアライアンス （会長：アンドレアス・デンゲル）[功績の概要]製造現場で混在する多様な無線システムの安定化を図るための新たな無線通信規格の策定及び国際標準化の取組を推進し、また、国立研究開発法人情報通信研究機構・ドイツ人工知能研究センター間の協力を深化させる等、工場のワイヤレス化の推進及びそのための国際連携の確立に多大な貢献をした

表彰式(6/3)
Flexible Factory Partner Alliance Proprietary(雨海幹事、生雲幹事、板谷副会長、厚東事務局長)

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VoC (Voice of Customer) Community
 製造現場での情報通信技術(ICT)の利活用を推進するユーザ会• 関連する課題やニーズ等に関する情報交換と、製造現場での情報通信技術の普及活動• VoC Communityの要望を拾い上げ、会員企業が提供する製品／サービスに意見を反映

Flexible FactoryPartner Alliance

ユーザーグループ
要望

会員企業

VoC
Community

製品／サービス(First Customer)
Flexible Factory Partner Alliance Proprietary33

会員種別と会員ベネフィット
会員種別

会員資格

会員の権利（ベネフィット）一般会員

本会の目的に賛同し、会員申請を行った日本国内の法人、団体 （会費無料）

・FFPAのウェブサイト、資料に会員名を記載する。
・FFPAや関連する団体からイベント案内、ニュースなどの情報を受領する。

プレミアム会員

一般会員の内、以下のアクションを行うもの(注１)(a) FFPAが指定するイベントで情報発信を行う(注２)、又は、(b)会費を支払う

一般会員の権利に加え、・FFPAの活動レポート(実績・計画)を受領できる。
・FFPAに寄稿された他組織のレポートを受領できる。
・FFPAが主催する、a)セミナー等で講演できる、b)展示会で優先処遇を受けられる(小間割、ディスカウント等)。
・FFPAメンバーとの情報交換ができる。(年2回。個別会合、またはアレンジされた10社以下の小グループ会合)(注１) プレミアム会員の資格は365日間継続する。ただし、資格保有中に(a), (b)のアクションにより延長される(注２) セミナー等イベントでの講演、小グループ会合への参加により、会費なしでプレミアム会員資格が得られる。

Flexible Factory Partner Alliance Proprietary34

VoCワークショップ
工場のIoT化や情報利活用に関するトレンドや課題を共有
第１回VoCワークショップ• 開催日：2018年5月17日• 参加者数：8名

第２回VoCワークショップ• 開催日：2019年6月25日• 参加者数：31名• テーマ①製造現場における無線通信の可視化・シミュレーションの活用方法②既設ラインの効率化に向けたAGV(Automated Guided Vehicle）の活用可能性
Flexible Factory Partner Alliance Proprietary

VoCワークショップ（2018/5/17）

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アウトライン
１．FFPAの概要
２．製造現場での無線通信のニーズと課題
３．SRF無線プラットフォームの標準化
４．「製造現場×無線通信」セキュリティガイドライン

５．普及活動とVoC (Voice of Customer) Community
６．最後にFlexible Factory Partner Alliance Proprietary36もっとFFPAを知るためには

ホームページ
https://www.ffp-a.org/jp-index.html
Flexible Factory Partner Alliance Proprietary

ホワイトペーパー（ホームページからダウンロード可能）37

ご協力いただける方を募集しています

FFPAの活動にご参加いただける方々のご連絡をお待ちしております。
• アライアンスの運営、標準化活動、マーケティング活動• 技術仕様の利用 (2019年12月より、Adopterメンバーを募集予定)• VoC Community

Flexible Factory Partner Alliance Proprietary38https://www.ffp-a.org/
info@ffp-a.org

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