OPC UA 情報モデルの解説 | 株式会社SRAの工場DX

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OPC UAの情報モデル

情報モデルとは？

情報モデルとは情報を伝える枠組みです。情報モデルを導入していない場合、FA機器同士の通信はベンダーごとにパラメータが異なります。そのため、情報伝達するために人手が必要になりますが、情報モデルを導入することで、FA機器同士が会話できるようになり、人間が介在することなく情報伝達が可能になります。

情報モデルの構造

1層目のMeta Model, 2層目のBuilt-in Information Modelは業界問わず使われる規則および共通情報です。
3層目は各業界の標準化団体で策定される重要なレイヤーで、Companion Information Modelと呼ばれます。ドイツ機械連盟、ドイツ自動車工業会など権威ある団体が作成します。
4層目はベンダが独自に作成するレイヤーでVendor Specific Extensionsと呼ばれます。

Companion Information Model を使用するメリット

Companion Information Model とは、特定の業界・機器分野向けに標準化団体が策定する情報モデルです。

Companion Information Model を使用しなくても、Meta Model と Built-in Information Model の上に自分でデータ項目を定義して情報モデルを作成すれば、比較的簡単にOPC UAのデータを収集することができます。しかし、収集したデータを活用したり、情報モデルを再利用/拡張したりといったことを考えると、Companion Information Model を使用する方が近道になります。

データ項目を自分で定義	観点	Companion Information Model を使用
欲しいデータのみ定義すればいいので、初期導入のハードルが比較的低い	情報モデルの定義	CS (Companion Specification : Companion Information Model の仕様) を理解するのが大変欲しいデータをCompanion Information Model に落とし込む必要がある欲しくないデータも気にする必要がある
構造化や汎化が不十分だった場合は再利用や拡張がしづらいデータの項目数や量が増えると整理/管理が煩雑になる	情報モデルの再利用/拡張	業界で使用される設備に合わせて構造化されているため、他の設備や工程でも再利用しやすい十分に構造化されているため拡張しやすい
データ項目の意味付けがデータの利用者に依存してしまう	データ利用 (他の人/システム)	データ項目の意味が誰にとってもわかりやすい
可視化ツールや分析ツールとデータの相性が悪く、追加の前処理や設定が必要になることもある	データ利用 (可視化/分析)	データが構造化されているため整理しやすく、ダッシュボードやレポートなどの作成効率が高い

Profile と Facet

OPC UAは幅広い機能を持つため、すべてのデバイスやアプリケーションが全機能をサポートするわけではありません。
そのため、OPC UAではどの機能に対応しているかを明確にするために、Profile (プロファイル) と Facet (ファセット) という仕組みが用意されています。

Profile
(プロファイル)

OPC UAアプリケーションがサポートする機能のまとまりを定義したものです。
どの Companion Specification のどの部分に対応しているかを規定するものであり、
実装者や利用者が「この機器はどこまでの機能に対応しているか」を把握する目安になります。

例：

「Basic Server Profile」
→ セキュア通信＋基本的な情報モデル機能を持つサーバー。
「Embedded UA Server Profile」
→ 組み込み機器向けに軽量化されたサーバー。

Facet
(ファセット)

Profileよりさらに細分化した機能の側面(グループ)を定義したものです。
特定の機能群やオプション機能への対応状況を示し、Profileの構成要素として使われます。

例：

「Security Policy Facet」
→ 特定の暗号化方式をサポートする。
「Subscription Facet」
→ データの定期購読(Subscription)機能を持つ。

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