【ホワイトペーパー】自営無線LAN環境で製造物流現場の高度な自動化へ

エイチ・シー・ネットワークス株式会社 広域・高密度・柔軟な自営無線LAN環境で 製造・物流現場の高度な自動化へ IoT化で求められる厳しいネットワーク要件を満たすソリューション 今日の製造や物流の現場では、多彩な機器がネットワークに接続され、情報をやり取りするようになっており、足回りの ネットワークもこれまでになく重要性が高まってきている。特に無線ネットワークでは、カバレッジや帯域、メンテナンス 性、耐環境性など、さまざまな要件が求められてくる。9月 11日から 14日に東京ビッグサイトで開催された「国際物流 総合展」にて、エイチ・シー・ネットワークス（HCNET）の展示製品から、これからの時代の製造や物流現場などで求め られる無線 LANソリューションのあり方を考える。 製造・流通の現場で最適な無線 ションはオフィスなどの用途を想定したものであり、極端な アンテナ 高温・低温、結露・粉塵などが発生する現場に、そのまま適 用することができない。 IoTに欠かせない足回りネットワーク 　無線 LANにはもう1つの課題もある。広大な敷地面積を 一般的な無線 LANでは力不足 カバーするには多数のアクセスポイント（AP）が必要とな 　製造・物流業界では、IoTによって大量のデータを現場か るが、その際、混信を避けるための配置やチャネル調整など ら収集、そのデータをビッグデータ技術や AIなどを用いて の手間がかかる。製造・物流の現場では、多数の設備や機 分析し、業務の最適化を図る取り組みが始まっている。 材、品物が無線 LANの電波を遮蔽してしまうため、その設 　だが、そうした高度なシステムは、しっかりとしたネット 計はより複雑だ。しかも、機材や品物が移動すれば遮蔽状態 ワークの足回りがあって、初めて機能する。工場や倉庫は面 も変わるため、さらに設計の難易度は高くなる。 積だけでも広大であり、しかもさまざまな設備や品物が溢れ エリアを「円」から「線」へ ている。こうした製造や物流の現場のすみずみから情報を収 AP配置の原則を一変させる LCX 集するためには、相応のネットワーク基盤が必要になる。 　とりわけ懸念すべきは無線 LANだ。それは作業員の持つ 　この解決策として HCNETが提案しているのは、漏え ハンディターミナル、施設内を移動する自動搬送車（AGV： い同軸ケーブル（LCX：Leaky Coaxial Cable）だ。LCX Automated Guided Vehicle）など、移動する機材の通信 は、外見は普通の同軸ケーブルとほぼ同じだが、内部の 手段として必要になる。しかし、多くの無線 LANソリュー 構造を工夫することで無線アンテナとして機能するよう にしたもので、いわば “ケーブル型のアンテナ ”といって もよい。すでに活用範囲は広く、鉄道トンネル内の列車 無線アンテナ、道路トンネルのラジオ電波中継アンテナ など、社会インフラで広く用いられている。 　LCXには対応する周波数帯や、設置環境などに合わせ 多種多様な種類が存在するが、HCNETでは無線 LAN対 応ラインアップとして、2.4GHz帯と 5GHz帯の両方に 対応する細身の「F8D」（最長 100mまで利用可能）と、 2.4GHz 帯のみ対応の長いアンテナを形成できる 展示会場に設置されたデモ用の LCX（太い方のケーブル）と AP。 「F42D」（最長 600mまで利用可能）の 2製品を用意し 1　広域・高密度・柔軟な自営無線LAN環境で製造・物流現場の高度な自動化へ

漏えい同軸ケーブル（LCX）無線LAN 小セル化により電波干渉を低減し、安定した電波を供給 ■ ケーブル近傍に、電波の死角が無い安定した無線環境を構築　■ 高セキュリティ、高密度な無線LAN環境を実現 Before 標準アンテナの場合 ■ アクセスポイント台数が 多くなりがち ■ 障害物により 電波が弱いエリアが発生 After LCXを用いた場合 無人搬送車（AGV） ■ アクセスポイント ハンディターミナル 台数の極小化 ■ 均一な電波エリア ■ ローミング箇所の 削減 RFIDタグ 物流倉庫における LCXの利用イメーケージブ。ル型アアクンテセナス　取ポりイ扱いン製ト品の台数を減らせるだけでなく通路に沿って天井や床に配線するこ対と応アでクセ遮ス蔽ポイさンれトにくくなる ている（日立金W属FC-17製56 (8）D)。組み合わせた状態で技術WF適C-425合6(8D認) トだ。例えば物流倉庫などであれば、通路に沿って LCX 使用周波数帯 使用周波数帯 2400～2500MHz 700～2650MHz 2.4GHzWi-Fi・IoT用途 ARUBAシリーズ ACERA 850F Wi-Fi®用途 2.4G/5GHz 5180～5700MHz (W52/W53/W56) 証を取得した各社の APに接続して利用でき、HCNET を配置することで、単に APの数を減らせるだけでなく、 では特にアルバネットワークス製を推奨している。 棚や品物による遮蔽を避けることができ、作業者も 　一般的な無線 LANの電波はアンテナを中心に円形（3 AGVも通路沿いに移動するため APが切り替わるロー 次元で見れば球形）に広がるため、広い面積をカバーす ミングの発生も減らせる。ハンディターミナルなどは無 るには、この小さな円（セル）を敷き詰めるように AP 線 LAN機能の設計が古いものがあり、ローミングが苦 を配置しなければならない。それに対し、LCXを APの 手な機種も少なくないが、そうした端末でも通信の安定 アンテナに利用した場合、電波強度は通常のアンテナよ 性が高まる。 り小さくなるものの、アンテナ自体が非常に長いので、 　また LCXは、APとの間に通常の同軸ケーブルを使 LCXの線に沿った細長いセルが形作られる。その長さが うことで、離れた場所に設置することも可能だ。例え エリアの一辺を完全にカバーできるなら、LCXを平行に ば、工場や冷凍倉庫など環境条件が厳しい場所に無線 並べていくことで面を埋めることが可能だ。こうすれば、 LANのエリアを設置したい場合でも、被覆に保護され 意識しなければならない隣接 APは 2つだけとなり、セ 耐環境性に優れる LCXだけを現場に設置し、APは事 ル配置のための事前アセスメントも短縮できる。例えば 務スペースなど環境条件の穏やかな場所に設置するこ 教育機関では、講堂など教室の座席の並びに沿って LCX とができる。もちろん、アンテナと APのメンテナンス を配置し、効率的に全体をカバーするといった活用例も を個別に行うことができ、ライフサイクル管理の上で あるという。 も有利だ。 　しかも LCXはケーブルを曲げて配線することができ 　さまざまなメリットが得られる LCXだが、施工もあま るため、より柔軟なエリア設定が可能だ。例えば、会議 り難しいものでなく、例えばコネクタの加工は通常の 室や病室などの多数の小部屋が並ぶ場所では、廊下に 同軸ケーブルと同様で、特に難しくないとのことだ（コ 沿って壁内や天井裏に配置するなどして、少数の APで ネクタ加工済みでの出荷にも対応）。HCNETでは、こ 死角のないエリアを作ることができる。 れまでにも無線 LANアンテナとして多数の LCX 納入 実績があり、そのユーザーも製造・物流に限らず自治 セルの形や配置が変わるだけではない 体や教育機関など多岐にわたり、豊富なノウハウを有し 製造・物流の現場には他のメリットも ている。 　製造・物流の現場でも、こうした特性は大きなメリッ 2　広域・高密度・柔軟な自営無線LAN環境で製造・物流現場の高度な自動化へ

FiberinMotion®」だ。ソリューションの中核となるのは、基 広域環境での無線LANソリューション 地局（固定局）向けと車載局（移動局）向けの無線機で、ア ンテナはオプションとして多彩な種類が用意され、先述の 広い敷地内での機器自動運転には LCXも利用可能だ。これを有線ネットワークに接続して利 適切なネットワークソリューション 用する。あらゆる過酷な環境下で使えるよう、無線機その 　物流・製造の現場はしばしば広大な面積に及ぶこともあ ものも頑強に作られており、IP67の防塵防水性能を備える り、こうした場合の無線 LAN環境にも工夫が必要だ。今 ほか、多くの機種で -40℃～70℃という広い温度範囲での 回開催された国際総合物流展にてHCNETでは、こうした 動作が可能だ。 現場の自動化に対応する無線LANソリューションも紹介し 　本ソリューションは 4.9GHz帯の電波を使っており、運用 ている。 に際しては無線局としての登録が必要だが、無線免許不要 　現在日本においても、港湾ではコンテナ搬送車などの自 で自営無線 IPネットワークを構築することができる。型式 動運転、土木建築現場では重機や建機の自動運転・自動 により若干異なるが、最大通信容量 350Mbps、最大 5km 施工など、自動化による省力化が期待されている。一般的 （地上）もの遠距離通信が可能、移動局は最高 300km/h に AGVの運転制御といえば、古くは誘導線などの方法が の高速移動にも対応し、ハンドオーバーは 50ミリ秒未満、 使われてきたが、そうした方法では双方向通信ができない 移動体と基地局をシームレスにつなぐ長距離無線 LAN通 か、もしくは難しいという難点があった。車両の情報を取得 信を実現する。 して管理したり、状況に応じて柔軟にセンター側から指令 　この広帯域通信により、移動局を搭載した車両などから、 を行い AGVの行動パターンを変えたりすることは難しい。 リアルタイムの映像や音声を伝送することができるように 車載センサーの情報をセンターで集中管理して多数の車 なる。例えば鉄道などの公共交通における車両、空港内や 両や機材を協調運転したり、車載カメラの映像をリモート 鉱山など閉域で運行される車両、河川・運河や港湾など比 で監視したりするなど、これからはさらに高度な自動化が 較的限られた水域で運行される船舶といった、さまざまな 期待されている。 移動体に適用することができる。また、外部ネットワーク 　こうした高度な自動制御を実現するには、前提として広 から隔離された自営網を構築できる点も大きなポイント 帯域かつ低遅延の通信手段が欠かせない。しかし現場は、 しばしばキロメートル単位に及ぶ広さとなるため、一般的 な無線 LANでカバーするのは設置も管理も多大なコスト が必要のために現実的ではない。一方、公衆通信網なら広 域をカバーしてくれるが、少なくとも現状の LTEでは上り方 向の帯域や遅延などの制約があり、リアルタイムの遠隔制 御には厳しい。 高速移動する車両などから大容量通信が可能 自営無線 IPソリューション 　このような広域環境での広帯域・低遅延ネットワークソ 会場で上映されていた、青島港コンテナ埠頭における RADWIN FiberinMotion® リューションとして、HCNETが提案するのは「RADWIN の導入事例を紹介する動画 3　広域・高密度・柔軟な自営無線LAN環境で製造・物流現場の高度な自動化へ

広域無線LANソリューション 自営無線LAN環境構築による物流システム効率化 ■ 固定局や車両などの移動局に対応する高速無線LAN ■ 電波干渉の影響が少ない周波数（4.9/60GHz） ■ 漏えい同軸ケーブル（LCX）による移動経路に沿った均一な無線LAN ■ 自営網による低ランニングコスト コントロールシステム モニターカメラ RTG 遠隔制御 基幹サーバー CCTVサーバー 監視・制御卓 漏えい同軸ケーブル 遠隔監視 漏えい レポート機能は報告書作成の負荷も大きく低減し、改善活動を促進する 同軸ケーブル 自動運転・ 自動制御 ドラレコ・デジタコ 無人搬送車（AGV） 監視カメラ 地上-車両間 通信 コンテナ埠頭における広域自営無線 LANのイメージ。RADWIN Fiberi広nM域o無t線ioLn ® ANな 取どりの扱各いソ製リ品ューションにより、車両の遠隔制御や監視カメラによる遠隔監視なども可能 移動体用 固定（FWA）用 アクセス バックホール で、7A00E～S250暗0MH号z 化をサポートすることもあり、警4.9G察Hzや帯（免消許防不要な／登録必要ス）テムが保守切れになったとき、か60GつHzて帯（導免許入・登し録不た要）のと同様 ど高いセキュリティが要求される用途にも対応可能だ。 の機材を用意することができず、思いもよらぬ大掛かりな Fiberi WFC-19（ 42D） nMotion RADWIN 5000 RADWIN 2000 　本ソリューションには世界各地で採用されており、鉄道を 変更を余儀なくさBれreezるeACこCESとS®も少なくなEtherHaul- MultiHaul 60い0 TX。こうした事情を踏 はじめ実績も豊富だ。港湾での採用例としては、中国・青 まえ、HCNETでは RADWIN FiberinMotion® の長期保 島港コンテナヤードで全面的に導入され、コンテナを運ぶ 守にも、顧客の都合に合わせて対応することが可能とのこ AGVやガントリークレーンなど、多数の機材を遠隔制御す とだ。 るための通信を支えているという。また日本でも、企業の 　しかし一方で、制御系やネットワークの技術革新は早く、 専用埠頭などで採用しようとしている例があるという。 今後さらに急速な発展を遂げていくことが予想される。 HCNETは、2016年 12月に日立グループから独立する前 ITと現場を知るHCNETだからこそ可能な には日立電線ネットワークス、さらにその前には旧日立電線 業務に合わせたネットワーク提案 （現日立金属）のネットワークインテグレーション部門として 　公共交通機関などの社会インフラや、製造・流通などの 活躍してきた長年に亘る実績があり、さまざまな現場の業 現場では、同じ設備や機器を長年に亘って保守しながら使 務を熟知している。そして同時に、多種多様なネットワーク い続けることが多い。こうした設備・機器に比べると、オ の技術や知見も豊富だ。ITと現場の両方を知るネットワー フィス向けの無線 LAN機器やネットワーク機器は、より短 クインテグレーション企業として、同社からの提案は導入 いライフサイクルとなっている。その結果、例えば制御系シ 企業にとってきっと心強いものになるはずだ。 エイチ・シー・ネットワークス株式会社 〒111-0053 東京都台東区浅草橋1-22-16 ヒューリック浅草橋ビル 4Ｆ お問い合わせ 営業推進部　山田　TEL. 03-5822-0603 https://www.hcnet.co.jp/ すべての製品名、サービス名、会社名、ロゴは、各社の商標、または登録商標です。 製品の仕様・性能は予告なく変更する場合がありますので、ご了承ください。　 4　広域・高密度・柔軟な自営無線LAN環境で製造・物流現場の高度な自動化へ