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製品ライフサイクル管理 (PLM) を Azure に移行する

  • [アーティクル]

製品ライフサイクル管理 (PLM) は、メーカーが現在使用している最もミッションクリティカルで洗練された包括的なソフトウェア プラットフォーム ソリューションの 1 つです。

現在の課題

製品の複雑さは増し続けており、製品は販売時点で完成しているわけではなく、長期的な価値を提供するために継続的なリリースに向けて製造する必要があります。 既存の PLM システムは、アイデアの考案や初期の製品定義からサービスや廃止に至るまで、すべての重要な製品コンテンツを管理します。 たとえば、PLM システムは、部品表と製品構成、ワークフロー プロセス、エンジニアリング変更管理、2D 図面と回路図、ドキュメント、および 3D 製品モデルを管理します。

メーカーは、PLM インフラストラクチャを拡張し、エンジニアリング チームやバリュー チェーン全体のその他の関係者が必要とするパフォーマンスを提供するという課題に直面しています。 主要な PLM ソリューションはアプリケーションのエコシステムのプラットフォームとなり、モデルベース システム エンジニアリング (MBSE)、テスト データ管理、品質管理、生産計画などのより広範な領域を含むように拡大しています。 時間が経つにつれて、買収が発生したり、さまざまな部門が自律的に運営されたりするにつれて、メーカーは多くの課題に直面することもあります。

  • 1 つ以上の PLM プロバイダーが提供する複数の PLM ソリューション (それぞれが異なる構成で、国/地域ごとにローカル、またはさまざまな工場で)。

  • 総所有コスト (TCO) が高く、インフラストラクチャ、ハードウェア、IT 管理のオーバーヘッドに大規模な設備投資が必要です。

  • 世界中の拠点間で時間通りに同期することが難しい、切断されたデータのサイロ。

  • 非効率的でローカライズされたワークフローとコラボレーションのプロセス。

  • PLM ソフトウェアのアップグレードは現在、より複雑かつ困難になっており、メーカーは古いシステムを長期間実行し、最新の機能を利用できなくなります。

PLM から Azure への移行の利点

メーカーは、既存の オンプレミスの レガシー PLM システムを Microsoft Azure クラウドに移行および統合し、多くの利点と価値を実現できます。

この画像は、PLM ソリューションを Azure に移行する利点を示しています。

メーカーは、自社の PLM ソリューションを Azure に移行し、複数のデータ ソースからデータを統合し、現在のシステム間の既存のデータ サイロを解消することで、エンタープライズ PLM システムの価値を高めることができます。 さらに、Azure 上の PLM は、可用性、スケーラビリティ/PAYG、サポート、ネットワーキング、セキュリティなど、Microsoft Cloud の中核となる利点をすべて製品開発にもたらします。

PLM ソリューションを Azure に移行すると、製品の進化の一部であるすべてのプロセスの時間、コスト、品質を削減するクラウド ソリューションを使用して、新製品の価値実現までの時間を短縮できることを意味します。

たとえば、重要な設計データやシミュレーション データを企業全体に迅速に配布して、効率的で高品質なプロセス、コンポーネント、製造を保証できます。 PLM によって追跡されるステップのいずれかで問題が見つかった場合は、より迅速に問題を特定して対処し、製品の品質の問題を回避できます。

Microsoft の顧客事例-Teamcenter on Azure によるクリティカル コンポーネント設計の精密エンジニアリング のケーススタディを読み、PLM を Azure に移行することでお客様がどのように多くのメリットを実現したかについて学びます。

PLM を Azure に移行する - リファレンス アーキテクチャ

Microsoft Azure は、PLM ソリューションを移行するためのリファレンス アーキテクチャを提供します。 一般的および推奨される実装テクノロジの選択、用語、テクノロジーの原則、一般的な構成環境、該当する Azure サービスの構成の概要を示します。

PLM を Azure に移行するためのリファレンス アーキテクチャ。

このリファレンス アーキテクチャ図の 印刷用 PDF をダウンロードします。

主要な段階/データフローは次のとおりです。

データ ソース

メーカーは多くの場合、データセンターに複数の オンプレミスの PLM インスタンスを持っています。 これらの PLM システムは通常、ERP および MES システムだけでなく、他の オンプレミスの システムや外部データ プロバイダーとも統合されています。

メーカーは、スマート コネクテッド製品および資産から統合テレメトリを収集し、それらがどのように動作し、自社の製品開発プロセスに統合されているかをより深く理解します。 詳細については、2022 年 8 月の IoT シグナル調査 を参照してください。

規制が厳しく機密性の高い業界のメーカーは、データ アクセス、データの保存場所、データ主権に関するコンプライアンス要件や規制要件を抱えている場合もあります。 このような場合、Azure Stack ソリューション は、データ センターからエッジ ロケーションやリモート オフィスに至るまで、選択した環境に Azure のサービスと機能を拡張します。 メーカーは、多様なワークロードに柔軟に対応しながら、自社の IT エコシステム全体でハイブリッド コンピューティング アプリやエッジ コンピューティング アプリを一貫して構築、展開、実行できます。

取り込みとアクセス

Azure VPN Gateway は、リモート ブランチ オフィスを設定して接続するのと同じ方法で、サイト間 VPN を介してオンプレミスの ネットワークを Azure に接続します。 接続は安全であり、業界標準プロトコルであるインターネット プロトコル セキュリティ (IPsec) およびインターネット キー交換 (IKE) を使用します。

Azure ExpressRoute を使用して、Azure データセンターと、オンプレミスまたはコロケーション環境のインフラとの間にプライベート接続を作成できます。 ExpressRoute 接続はパブリック インターネットをルーティングしないので、一般的なインターネット接続と比べて信頼性が高く、高速で、レイテンシー時間も短くなります。 場合によっては、ExpressRoute 接続を使用して オンプレミスの システムと Azure の間でデータを転送すると、大幅なコストメリットが得られます。

Azure Application Gateway は、Azure の PLM システムに安全でスケーラブルで可用性の高い Web フロント エンドを提供します。 負荷分散に加えて、次のような機能もあります。

  • Web アプリケーション ファイアウォール
  • エンドツーエンド SSL
  • レイヤー 7 インテリジェント ルーティング
  • 効率的な SSL オフロードと証明書管理

Azure Virtual Desktop を使用すると、どこからでも安全なリモート デスクトップ エクスペリエンスを実現して、PLM サーバーを管理し、Azure 上で実行されるデスクトップ アプリやデータにアクセスできます。 また、Azure Bastion を使用することもできます。これは、(VM) パブリックIPアドレスを介して曝されることなく、仮想マシンへのより安全でシームレスなリモート デスクトップ プロトコル (RDP) およびセキュア シェル プロトコル (SSH) アクセスを提供するフルマネージド サービスです。

Citrix または VMware を使用する オンプレミスの 仮想化 PLM デプロイを導入しているメーカーは、それぞれのコントロール プレーンを引き続き使用してVDI資産を管理しながら、インフラストラクチャを Azure Virtual Desktop に移行できます。 また、Microsoft Cloud Adoption Framework および Azure Virtual Desktop Landing Zone アクセラレータの追加の利点を利用して、クラウドへの移行をガイドすることもできます。

Azure Data Explorer は、アプリケーション、Web サイト、IoT デバイスなどからストリーミングされる大量のデータをリアルタイムに分析するための、高速でフルマネージドのデータ分析サービスです。

Azure Data Factory は、フルマネージドのサーバーレス データ統合サービスです。 90 を超えるネイティブで構築され、メンテナンスフリーのコネクタを使用したその他のデータソースを視覚的に統合できます。 コード不要の ETL (抽出、変換、ロード) および ELT (抽出、ロード、変換) のプロセスを直感的な環境で簡単に構築したり、独自のコードを記述したりできます。

ストア

PLM のプライマリ データ ストアは、主にデータベース内のファイルベースのストレージとメタデータの両方に重点を置いています。 Azure NetApp Files を使用すると、要求の厳しい Linux および Windows ファイル ワークロードを Azure で実行できます。 この機能を使用すると、コードを変更することなく、パフォーマンス重視で遅延の影響を受けやすい PLM ワークロードを Azure 上で移行して実行できます。 Azure NetApp Files は、さまざまなシナリオで基盤となる共有ファイル ストレージ サービスとして広く使用されています。 これには、POSIX 準拠の Linux および Windows アプリケーションの移行 (リフト アンド シフト)、PLM、 SAP HANA、データベース、ハイ パフォーマンス コンピューティング (HPC) インフラストラクチャとアプリ、エンタープライズ Web アプリケーションが含まれます。

Azure Files は、業界標準の SMB および NFS のプロトコル経由でアクセスできる、クラウド内の完全に管理されたファイル共有を利用できるようになります。 Azure Files 共有はクラウドによって同時にマウントしたり、Windows、Linux、macOS の オンプレミスの デプロイメントとして使用したりできます。 また、Azure File 共有を使用して Windows サーバー上に Azure Files 共有をキャッシュし、使用されているデータの近くに高速アクセスすることもできます。

Azure Data Lake には、あらゆるサイズ、形状、速度のデータを保存する機能が含まれています。 内部または PLM によって直接管理されないが製品開発プロセスで使用される複数のデータ ソースからデータを取り込むときに役立つ、あらゆるタイプの処理と分析を実行できます。

Azure Data Share は、複数のソースからのデータを任意の形式とサイズで他の組織と安全に共有できるサービスです。 何を共有するか、誰がデータを受信するか、使用条件を簡単に制御できます。 Data Shareデータ共有は、ユーザーフレンドリーなインターフェイスを使用して、データ共有 リレーションシップ を完全に可視化します。 REST API を使用してアプリケーションを構築することもできます。

SQL クラウド データベースの Azure SQL ファミリ を使用すると、クラウド SQL ポートフォリオ全体で一貫したエクスペリエンスを享受でき、エッジからクラウドまでのあらゆる展開オプションにアクセスできます。 インテリジェントで安全な Azure SQL データベース サービスにより、次のことが簡単になります。

  • SQL ワークロードを Azure 仮想マシン上の SQL Server で移行します。

  • 既存のアプリケーションを最新化するか、Azure SQL Managed Instance とハイブリッドの柔軟性を使用します。 データベースを大量に使用する PLM ソリューションには、この手順をお勧めします。

  • 最新のクラウド アプリケーションを Azure SQL Database でサポートします。 この推奨事項は、データベースへの負荷が低い PLM ソリューションに使用できます。

  • Azure SQL オンプレミスの を実行し、Azure Arc 対応型データ サービス を備えたマルチクラウド環境で実行します。

  • Azure クラウド移行 で労力と時間を節約します。

  • Azure ハイブリッド特典 を利用して既存の SQL Server ライセンスを Azure に持ち込むと、従量課金制の価格が節約できます。

計算

Azure Virtual Machines (VM) を使用すると、ビジネスおよびミッションクリティカルな PLM ワークロードを Azure インフラストラクチャに移行し、運用効率を向上させることができます。 SQL Server、 Oracle® ソフトウェア、ハイ パフォーマンス コンピューティング を Azure 仮想マシン上で実行できます。 Linux ディストリビューションまたは Windows Server を選択することもできます。 これらの仮想マシンは、適切なサイズのクラウド コンピューティング能力の中核を成し、PLM アプリケーション コンポーネントとサービスを安全、効率的、コスト効率よく実行および拡張します。

Microsoft Azure は、さまざまなタイプのワークロードに最適化された 6 つのカテゴリの VM を提供します。 カテゴリは、汎用、コンピューティング最適化、メモリ最適化、ストレージ最適化、GPU、ハイパフォーマンス コンピューティングです。 PLM アプリケーションは拡張的な展開であり、これらのサイズ カテゴリの多くの VM を利用して、PLM展開で使用されるコンピューティングを適切なサイズに設定し、最適化します。

マネージド Azure Kubernetes Service (AKS) は、組み込みコードを使用してクラウドネイティブ PLM コンテナ アプリを Azure、データセンター、または組み込みされたクラウド間パイプラインやガードレールを備えたエッジにデプロイするための最も迅速な方法を提供します。 また、オンプレミスの、エッジ、マルチクラウド Kubernetes クラスターの統合管理とガバナンスも提供し、Azure のセキュリティ、ID、コスト管理、移行サービスと相互運用します。 Azure Container Registry サービスにより、プライベート コンテナー ワークロードの高速かつスケーラブルな取得が可能になります。

開発

現在、機械設計と電気設計の両方が関与する製品設計の複雑さが増しており、スマート製品には組み込みソフトウェアとデジタル サービスの両方が含まれる可能性があるため、製品開発プロセスの一部としてソフトウェア開発ライフサイクル (SDLC) を管理する必要もあります。 メーカーは、販売時点で完成品を提供するのではなく、継続的に納品できるように製品を設計および開発できるようになりました。

Azure DevOps 最新のソフトウェア開発ライフサイクル向けのサービスを提供します。Azure Boards は、アジャイルな計画ツールを提供します。 Azure Pipelines は、どのような言語、プラットフォーム、クラウドでも機能する継続的な統合/継続的デリバリー (CI/CD) でビルド、テスト、展開できるようにします。

GitHub 開発者プラットフォームは Azure とシームレスに統合されています。 GitHub またはその他の Git プロバイダーに接続して、ソフトウェアを継続的にデプロイできます。 Azure Repos は、クラウドでホストされるプライベート Git リポジトリを提供します。 GitHub Advanced Security for Azure DevOps を使用すると、開始から出荷までソフトウェアを安全に開発できます。

Azure テスト プランを使用すると、手動テスト ツールと探索的テスト ツールを使用して、自信を持ってテストと出荷を行うことができます。 Azure Artifacts は、パッケージ用のユニバーサル リポジトリを提供します。

人工知能

広範な製品ライフサイクル データから有意義な分析情報を抽出し、情報に基づいた意思決定を可能にする Azure Cognitive Search を含む、Azure OpenAI サービス、Azure Machine Learning、Azure Applied AI Services を使用できます。 たとえば、マイクロソフトと Siemens は複数の分野で協力し、生成 AI が PLM プロセスをどのように強化するかを紹介しています。

Teamcenter-Teamcenter と Microsoft Teams に情報をアップロードし、生成 AI で産業の生産性を向上させる方法に関するプレビュー デモをご覧ください。

トラブルシューティングの問題は、Teams、Teamcenter PLM、Azure OpenAI サービス間の統合により、自然言語の説明とスマートフォンの写真を使用して Teamcenter に文書化されます。 統合ソリューションは、問題を診断する現場作業員と適切な開発チームを結び付けて、問題を修正し、フィードバック ループを閉じます。 品質と信頼性で問題を解決します。

Azure OpenAI サービスを使用すると、問題レポートを問題に取り組んでいる各担当者の母国語にリアルタイムで翻訳でき、異なる知識や背景を持つ人々の間のギャップを埋めるテクノロジを使用して、次世代の強化された労働力を生み出すことができます。

アクション

Azure Digital Twins を使用して、製品または環境全体の包括的なデジタル モデルを作成し、より良い製品を推進し、運用を最適化し、画期的な顧客エクスペリエンスを提供するための分析情報を得ることができます。 物理的な製品の高度なデジタル表現を作成して、高度なシミュレーションとシナリオ テストを可能にすることができます。 これらのサービスは、堅牢な予測分析、強化された検索機能、ディープ ラーニングに役立つデータが豊富な環境を作成します。

デジタル ツインは、接続された製品や環境の過去を追跡し、将来を予測し、接続された環境内のサイロを打破するのに役立ちます。 PLM システムは、3D CAD モデルから品質、製造、プロセス、テストのデータに至るまで、製品とサービスのライフサイクル全体で必要な製品データを管理します。 これらのモデルはすべて組み合わせて Azure Digital Twins モデルに統合できるため、ライフサイクルの適切な時点で適切なタイミングで適切なデータを確保できます。

管理、移行、セキュリティのサービス

メーカーはクラウド上で PLM を実行する場合、複数のインスタンスを使用することがよくあります。 運用環境に加えて、テスト環境や開発環境も一般的に使用されます。 Microsoft Azure は、ハブやスポーク モデルの Azure 上の PLM インスタンスのすべてに対して利用可能な、管理、移行とセキュリティ サービスの包括的な範囲を提供します。

PLM ワークロードで使用される管理サービスには次のものがあります。

  • Azure Arc は、ハイブリッド シナリオやマルチクラウド シナリオを含む、さまざまな環境全体でアプリケーション、データ、インフラストラクチャを保護し、管理することができます。 クラウド ネイティブ ソリューションを使用して既存の投資を最新化することで、より少ないリソースでより多くのことを実現できます。

  • Azure Monitor は、最新の監視でビジネスを変革します。 クラウドおよびハイブリッド環境からテレメトリ データを収集、分析し、それに基づいて対処できます。 リソースのパフォーマンスと可用性を最大化し、問題をプロアクティブに特定することで、規模に応じた運用をサポートします。

  • Azure Backup は、バックアップ ストレージのニーズに基づいて拡張可能で、コスト効率が高く安全なワンクリック バックアップ ソリューションです。 一元化された管理インターフェイスにより、バックアップ ポリシーを簡単に定義し、Azure Virtual Machines、SQL および SAP データベース、Azure ファイル共有などの幅広いエンタープライズ ワークロードを保護できます。

  • Azure Advisor は、コストを削減し、クラウド投資の効率を高めるのに役立ちます。 信頼性、セキュリティ、優れた運用性、パフォーマンス、コストに関して Azure リソースを最適化するのに役立つ実用的な推奨事項を提供します。

  • Azure Automation は、時間の節約と諸経費の削減、ハイブリッド環境全体での Windows および Linux システムの更新、クラウドでの構成管理の簡素化、インベントリの収集と変更の追跡、およびあなたが依存しているサービス。 導入から管理までの PLM プロセスを自動化すると、プロセスが大幅に改善され、コストが削減されます。

  • Microsoft Cost Management を使用すると、自信を持ってクラウド投資を最適化できます。 手間をかけずに多くをこなす。 コストを削減し、クラウド投資の効率を高めるのに役立ちます。 可視性、説明責任、最適化に重点を置くことで、組織に財務ガバナンスを実装できます。 PLM の実装は大量のリソースを消費する可能性があるため、PLM 導入のコスト効率を確保するには財政上の責任とガバナンスが重要な部分となります。

PLM ワークロードで使用されるセキュリティ サービスには次のものがあります。

  • Microsoft Entra ID は、シングル サインオン、多要素認証、および条件付きアクセスを提供し、サイバーセキュリティ攻撃の 99.9 % を防ぐエンタープライズ ID サービスです。 Microsoft Entra ID を使用して、Azure 上の PLM システムにシングル サインオン (SSO) を提供することもできます。

  • Microsoft Defender for Cloud は、統合されたクラウド ネイティブ アプリケーション保護プラットフォームであり、セキュリティ体制を強化し、最新の脅威に対する保護を可能にし、マルチクラウドおよびハイブリッド環境全体でクラウド アプリケーションのライフサイクル全体にわたるリスクを軽減します。

PLM ワークロードで使用できる移行サービスには次のものがあります。

  • Azure Database Migration Service (DMS) は、Azure へのデータベース移行を簡素化し、ガイドし、自動化するのに役立つツールです。 データ、スキーマ、オブジェクトを複数のソースからクラウドに大規模に移行できます。 オンプレミスの データベースから移行する場合でも、別のクラウドから移行する場合でも、Database Migration Service は SQL Server や PostgreSQL など 主要な移行シナリオ をサポートします。

  • Azure Data Box デバイスは、混雑したネットワークを利用できない場合にデータを Azure に移動します。 時間、ネットワークの可用性、コストに制限がある場合は、Robocopy などの一般的なコピー ツールを使用して、大量のデータを Azure に移動できます。 すべてのデータはAESで暗号化され、アップロード後にデバイスは NIST Special Publication 800-88 Rev 1 標準に従って消去されます。 PLM 導入では、特に大量の 3D モデル CAD ファイルを処理する必要がある場合、オンプレミスの や他のクラウドから移行する数百テラバイトのデータが存在することがあります。

分析

PLM システムには、decades.It に遡る可能性のある製品履歴のデータが含まれており、Azure Synapse Analytics のようなサービスなしでは、これらのシステムから製品データの洞察を引き出すのは困難です。 これは、データ ウェアハウスとビッグ データ システム全体の洞察を提供するまでの時間を短縮するエンタープライズ分析サービスです。 これには、ビッグ データ用の Apache Spark テクノロジやログおよび時系列分析用の Azure Data Explorer など、エンタープライズ データ ウェアハウジングで使用される SQL テクノロジが統合されています。

メーカーは、PLM データに関するコンプライアンスと規制要件が厳しい環境で作業しているため、データ ガバナンスと分類が重要なニーズになっています。 3D モデルにメーカーの IP が含まれる CAD ファイルは、多くの場合、企業、国/地域、さらには業界固有の規制遵守要件の対象となります。

Microsoft Purview は、オンプレミスの、マルチクラウド、Software-as-a-Service (SaaS) データの管理と統治を支援する統合データ ガバナンス ソリューションを提供するサービスです。 自動化されたデータ検出、機密データの分類、エンドツーエンドのデータ系統を使用して、データ ランドスケープの全体的な最新のマップを作成するのに役立ちます。 データ利用者が貴重で信頼できるデータ管理にアクセスできるようにすることもできます。

革新する

PLM を Azure に移行すると、Microsoft がもたらすイノベーションとコラボレーションの新たな機会への扉が開きます。

Microsoft Teams は、PLM に革新的な価値を提供する、現在利用可能なコラボレーション ツールの中で最もよく知られています。 Azure Open AI Services を使用して製品ライフサイクル全体にわたって生産性とイノベーションを促進する Siemensの新しい Microsoft Teams のための Teamcenter PLM アプリ が現在プレビュー中です。

ソリューション プロバイダーの Threedy は、Microsoft Teams 向け Instant3Dhub をリリースしました。これは、多くの場合 PLM ソリューションに存在する 3D ソース データを使用して、最新データを使用してコラボレーションのために Teams 会議に 3D 視覚化を直接導入します。

Microsoft 365 は Microsoft 365 アプリ、インテリジェントなクラウド サービス、高度なセキュリティを備えた生産性向上クラウドです。 最近のイノベーションには、新しい働き方を実現する Microsoft 365 Copilot が含まれます。

多くのメーカーは、Microsoft Dynamics 365 を含むエンタープライズ リソース プランニング (ERP) ソリューションを使用しており、部品表、計画、変更管理のために PLM と統合されています。

Microsoft は、組織全体の専門家がAI支援を活用してさらに多くのことを行えるようにし、イノベーションへの新しいアプローチを強化するために Dynamics 365 Copilot を紹介しました。 PLM で利用可能な製品データは、Field Service などの Dynamics 365 内のアプリケーションに使用できます。

Power Platform で、データを分析し、プロセスを自動化し、アプリ、Web サイト、仮想エージェントを構築することで、イノベーションを加速し、コストを削減できます。

Power BI は、データに基づいた洞察を提供することで、情報に基づいた自信を持ったビジネス上の意思決定を行うのにも役立ちます。 ダッシュボードとレポートを使用して、PLM システムからの出力データと洞察を表示できます。

製品デザインを可視化して革新したいとき、Azure Remote Rendering は、最高品質の3Dコンテンツとインタラクティブなエクスペリエンスを、Microsoft HoloLens 2 などの複合現実デバイスにもたらします。 このサービスは、Azure の高性能コンピューティング能力を使用して複雑なモデルをクラウドにレンダリングし、それらをデバイスにリアルタイムでストリーミングすることで、3D コンテンツを詳細に操作および共同作業するのに役立ちます。

Microsoft Mesh は、組織が、つながり、コラボレーションし、独自の設計課題にアプローチするための新しい方法を提供するカスタムの没入型エクスペリエンスを作成できるようにします。 また、アバターや空間オーディオなどの機能を使用してチーム エクスペリエンスを向上させることもできます。これらの機能により、物理世界の制限を超え、対話がより魅力的で、つながりがあり、自然になっているように感じられます。 PC、Mac、または VR ヘッドセットからイマーシブ エクスペリエンスに参加する場合でも、チームはどこからでも 1 か所に集まって共有エクスペリエンスを得ることができます。

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