日本opc協議会 マーケティング部会部会長 岡実 オムロン株...
TRANSCRIPT
JIIAセミナー 『スマートファクトリーに向けて』
2020年8月25日
日本OPC協議会
マーケティング部会 部会長
岡 実(オムロン株式会社)
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2019年04月11日https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1904/11/news066.html
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2019年08月5日
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Who are we? – 自己紹介、日本OPC協議会の紹介
What’s about OPC UA? – OPC UA ってなに?
Why OPC UA? - なぜ OPC UA?
What’s New? - OPC UA 最新トピック と事例
まとめ
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岡 実 (Minoru OKA)
「高度11m」 担当
IoTプロフェッショナルコーディネーター
日本OPC協議会 マーケティング部会 部会長 (2019年~)
所属:オムロン株式会社PLC・産業用コントローラの商品企画特に、製造現場のIoT化によるモノづくり革新に関心
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FMS(マシニングセンタ)
作業ステーション
スタッカークレーン
パレットチェンジャー
タブレット
タブレット
情報端末
位置情報ビーコン
稼働情報収集サーバー 位置情報収集サーバー
SCADAによる可視化
制御情報層・リアルタイムモニタリング・分析
ワークセンタースケジューラー情報層
・生産計画・実行制御・予実管理
PLM基幹システム
・リソース管理・設計データ・レシピ
サーバー
ERP ・受発注システム・MRP・設計データ・レシピ・図面 CAD/CAM
MES機能
マシニング
自動倉庫(部品)
制御
情報処理
L1
L2
L3
L4
収集
分析 活用
IEC62264(ISA95)製造システムの階層
日常生活社会活動
環境変化産業活動
10,000m
10m
L0
https://www.youtube.com/watch?v=AyueO4Yr1Yw
The Industrial Interoperability StandardTM
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OPC FoundationScottsdale, Arizona
OPC EuropeGermany
OPC JapanTokyo
OPC ChinaBeijing
OPC Korea 2018
ビジョン
◦ センサーからエンタープライズまで、産業オートメーションの安全で信頼性のある相互運用
◦ マルチベンダー、マルチプラットフォーム、マルチドメイン
グローバル組織
◦ 非営利団体
◦ オートメーション市場、IT市場の会社
◦ 国際標準 IEC62541
10
会員数: 737社(2019/12/12現在)
440
550
630
737
2016 2017 2018 2019
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日本でのOPCの普及・推進を、国内のコンソーシアム、標準化団体、フォーラム、政府などと連携しながら進めています。
発足: 1996年
会員数:59社 (2020/8/1現在)
https://jp.opcfoundation.org/
相互接続テスト IOP(9月)
展示会 IIFES(11月)
OPC Day(12月)
記事投稿・講演活動
2019年度 主な活動
⚫ OPC UA
オープン仕様、国際標準(IEC62541)
⚫ コード通信スタック: C# / Java / ANSI C オープンソース著作権:企業会員(RCL) その他(GPLv2)
知財権:会員は、OPCのIPポリシーにバインドされる。
⚫ 開発用ツールサンプルアプリケーション、ライブラリ、テスト用ツール
企業会員は無料。その他の会員は内容により、有償提供、無償提供、非公開。
• 相互接続試験(Interoperability Test)
企業会員のみ
• 認証テスト企業会員は費用半額割引
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Who are we? – 自己紹介、日本OPC協議会の紹介
What’s about OPC UA? – OPC UA ってなに?
Why OPC UA? - なぜ OPC UA?
What’s New? - OPC UA 最新トピック と事例
まとめ
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社会基盤
社会インフラ食品デジタル機器
“世界を豊かにする” 産業のIoT化で、さらに豊かな世界へ
自動車
モータリゼーション 通信革命 豊かな食生活
画像:いらすとや
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OPC UA A B
Google Trend キーワード検索数 (2010年~2019年5月)
フィールドネットA
フィールドネットB
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OPC UAは
インダストリ4.0を実現する
ための推奨規格
RAMI4.0
(2015年4月1日)
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IIC Industrie4.0 Made in China2025 Japan IVI
Korea MII3.0
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0 20 40 60 80 100
ロシア
インド
スペイン
日本
フランス
イタリア
オランダ
デンマーク
チェコ
ベルギー
スウェーデン
シンガポール
台湾
韓国
フィンランド
ノルウェー
スイス
オーストリア
ドイツ
Google Trend キーワード検索数 (2010年~2019年5月)
欧州を中心に、アジア各地域でも関心が高まっています。
●●
●
●
●
ITEI が OPC Foundation を助けて、OPC UA (IEC 62541) を中国の国内標準GB/T 33863に変換。
ITEI と OPC Foundation が協力して、OPC製品の準拠をテストする OPC China Test Labを設立。
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1st World Interoperability Conference @ ハノーバメッセ2019
Copyright © 2020, OPC Council Japan, All Rights Reserved1st World Interoperability Conference @ ハノーバメッセ2019
35の業界団体が”OPC UAとのコラボレーション”だけをテーマに参画。
350名を超える参加者
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設計エンジニアリング
業界分野
コンソーシアム
エネルギー ファクトリーオートメーション
フィールドネットワーク
プロセスオートメーション
The Industrial Interoperability Standard
50を超える業界団体と”コラボレーション”が進んでいます。
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業界を代表するようなユーザ企業のOPC Foundation加入が続いています。
画像:いらすとや
ユーザ会員の例
“OPC Foundationの会員になることで、アセットへのセキュアで標準的な情報やインターフェースを提供するOPC UAコンパニオン仕様のような、来るべきキーテクノロジーへの迅速な情報が保証できます。” Michael Schweiger, フォルクスワーゲン
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第四次産業革命 OPC UA
Google Trend キーワード検索数 @ 日本(2011年~2019年11月)
OPC Day Japan参加者数
OPC Day 2018 in 東京の様子
OPC Day 2020
2020/12/10 (予定)
194
Operational
Technology
Information
Technology
I
T
Utilized
活用する
Communicated
伝える
Secured
安全にConnected
つなげる
The Industrial
Interoperability StandardTM
I
T
接続 相互接続
日経メカニカル誌に見るオートメーション、ネットワークのトレンド (1984-1994)
MAP (1984)
CIM (1986)Ethernet (1994)
OPC Classic (1996)
OPC UA (2008)
相互運用(インターオペラビリティ)
OLE for Process Control
OLE for Process Control Open Platform Communications
I
T
DATA TABLE 5
WORD0 = 0x5128
WORD1 = 1111000010101001
WORD2
WORD3
…
WORD255
?
?
0102 82
DB5 DW0
= 0x5128
- ドキュメント化に多大な労力- ベンダ毎にパラメータが異なる- 人間が理解するために努力している
従来(Before): データが交換される
I
T
あなたは誰?
わたしはR2-D2
私を2階に持ち上げてくれ
る? あなたの重さは?
あなたは何ができる
の?私は 搬送・穴あけ・切
断ができます
200 kg
OK, さぁ始めましょ
う!
今後(After): 意味がつたわる
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プリンタや、ワイヤレスヘッドセットのように産業機器や機械が使える
小型軽量
商品価値で差異化
ハイレゾ
音質
高速
両面印刷
低価格
簡単
Bluetooth
USB
LAN
「ワタシはヘッドセット」「ワタシはプリンタ」
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文法だけでなく、文脈(コンテクスト) も大切です。
ママ・パパ
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センサを例に
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情報の構造や意味が伝えやすくなり、情報の活用も容易となります。また情報やインタフェースの標準化にも役立ちます。
デバイス 機械・装置 工場・製造ライン
ON/OFF受光量
動作中・待機中メンテ必要
進捗率、稼働率、良品率消費電力
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アプリケーション認証
ユーザ認証
利用者の妥当性
- Username & Password
- WS-Security Token
- X.509 V3
ユーザ認可
アクセス制御
- Access Level
- Write Mask
- Executable
利用環境の妥当性
- Application Instance Certificate
FIC001.SV=50.00
Write: FIC001.SV=50.00
メッセージ認証
認証と認可
完全性と機密性
ドイツ情報セキュリティ庁(BSI)におけるOPC UAセキュリティの分析報告(2017年4月)
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ビジョンの実現 価値の輪を拡げる
モデル定義基盤(Meta Model)の確立
基本モデル構成要素(Built-in Information Model)の定義
拡張モデルの拡充◦ 協調領域(Companion Information Model)
◦ 競争領域(Vender Specific Extensions)
情報を表すための規則
共通で利用する情報
業種に特化した情報
企業独自の情報
OPC UA 基本サービスBasic rules for exposing information with OPC UA
OPC UA 情報モデルBase, DA, AC, HA, Prog, DI
ベンダ固有の拡張モデル
コンパニオン情報モデルPLCopen, ADI, FDI, FDT, BACnet, MDIS, ISA95,
AutomationML, MTConnect, AutoID, VDW,
IEC 61850/61400, ODVA/Sercos and more coming
OPC UA 基本サービスBasic rules for exposing information with OPC UA
OPC UA 情報モデルBase, DA, AC, HA, Prog, DI
ベンダ固有の拡張モデル
コンパニオン情報モデルPLCopen, ADI, FDI, FDT, BACnet, MDIS, ISA95,
AutomationML, MTConnect, AutoID, VDW,
IEC 61850/61400, ODVA/Sercos and more coming
"コラボレーション(collaboration)
“共に働く,協力するの意味で,共演,合作,共同作業,利的協力を指す言葉” (出所: ウィキペディア)
OPCが適用される市場・業界団体と協力し 適用するための仕様(コンパニオン仕様)
適用事例(ユースケース)や適用のためのガイドライン
を創出する。
50を越える団体とコラボレーションを進めている
4つご紹介します。
PLCopen
EUROMAP
Umati
HKI
最も早く取り組んだコラボレーションの1つ。
●提供価値
PLCの国際標準規格IEC61131-3と、
OPC UA (IEC62541)を連携させ、
特定のベンダやプラットフォームに依存せずに、
PLCが持つ情報をMESなどの上位システムに提供できる。
2006年 OPC-Fから協業を提案
2008年 ジョイントワーキンググループ設立
2010年 コンパニオン仕様 V1.0公開
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機械と上位のITシステム、周辺機器をつなぐ標準インタフェース
OPC UAをコミュニケーションプラットフォームとして採用
出典:MONOist
安全で信頼性の高い、産業用通信の標準規格OPC-UAを搭載し、射出成形機とMES(製造実行システム)間の通信規定であるEuromap77や、全ての機器で共用できるObjectTypeを規定したEuromap83に標準で対応
OPC UA対応射出成形機 OPC UA対応工作機
70社・110台の工作機の相互接続デモ (2019年9月, EMO Hannover)
日本の工作機械メーカ 7社が参加。
出典:infoPLC
VDMA VDMA |
Chances and challenges of
OPC UA Companion
Specifications– Experiences from plastics and
rubber machinery
| Dr. Harald Weber
Dr. Harald Weber
Technology and Innovation
VDMA Plastics and Rubber Machinery
Director Technical Commission
EUROMAP
OPC Day Japan 2019 (2019年12月12日) 講演より
VDMA
EUROMAPとは?
| Dr. Harald Weber
1964年に設立
欧州のプラスチック・ゴム用加工機械業界を傘下にもつ組織で、全世界で約40%の製
品、そのうちの輸出が50%のボリュームを占める。
EUROMAP は、プラスチック・ゴム用の業界におけるコアとなる機械類を製造してい
る、およそ1000の会社を代表している。
(前工程、加工、後行程)
メンバーの協会は、オーストリア、フランス、ドイツ、イタリア、ルクセンブルク、ス
ペイン、スイス、トルコ、イギリスに所在する。
活動
» 技術推奨
» マーケット情報
» 展示のサポート
VDMA
挑戦: Please no data salad! (意訳:データのごちゃまぜを止めて)
| Dr. Harald Weber
VDMA
変化: 特定のユースケースに対応した、構造化された データ - モデル
| Dr. Harald Weber
BaseObjectType
IMM_MES_InterfaceType
MachineInformationMachineInformationType
(Defined in EUROMAP 83)
MachineConfigurationMachineConfigurationType
(Defined in EUROMAP 83)
MachineMESConfigurationMachineMESConfigurationType
(Defined in EUROMAP 83)
MachineStatusMachineStatusType
(Defined in EUROMAP 83)
MachineMESStatusMachineMESStatusType
(Defined in EUROMAP 83)
InjectionUnits InjectionUnitsType
MouldsMouldsType
(Defined in EUROMAP 83)
PowerUnitsPowerUnitsType
(Defined in EUROMAP 83)
JobsJobsType
(Defined in EUROMAP 83)
ProductionDatasetManagementProductionDatasetManagementType
(Defined in EUROMAP 83)
0:NodeVersion
InjectionUnit_<Nr> InjectionUnitType
Index
BarrelId
IsPresent
InProduction
ScrewId
ScrewDiameter
ScrewVolume
TemperatureZonesTemperatureZonesType
(Defined in EUROMAP 83)
DeviceSet
(Defined in OPC UA DI)
IMM_<Manufacturer>_<SerialNumber> LogbookEventType
CycleParametersEventType
GeneratesEvent
VDMA
挑戦: The射出成型機
| Dr. Harald Weber
Ima
ge
so
urc
e: K
rau
ssM
aff
ei
Some 10K €
Some 1M €
全てに対応する1つのインターフェース‼
VDMA
挑戦: 複数のプロジェクト参照: www.euromap.org/i40
| Dr. Harald Weber
EUROMAP 77 (Release) → OPC 40077 (RC)
»射出成型機とMESのインターフェース
EUROMAP 79 (under development)
»射出成型機とロボットのインターフェース
»リアルタイムが必要!
EUROMAP 83 (Release) → OPC 40083 (RC: Release
Candidate)
»一般的な型情報の定義 (General Type definitions)
EUROMAP 82 (Part 1 Release, Part 2+3 RC) → OPC 40082 (RC)
»周辺デバイスとのインターフェース (温度制御、ホットランナー、…)
EUROMAP 84 (RC) → OPC 40084 (RC)
»押出成形 (ラインとコンポーネント)
EUROMAP 86 (準備中)
»マテリアルサプライシステム
VDMA
挑戦: 適切なシステム境界を選定する→モジュラー構造が有効
| Dr. Harald Weber
Main extruder Co extruder Die
Line status
MES
Haul-off
Main extruder
with line controlCo extruder Die
MES
Haul-off
84.2
84.3
84.3 84.7
84.4
Main extruder Co extruder Die
MES
Line control
Haul-off
84.2-x
(84.3)
(84.3) (84.7)
(84.4)
84.2-x
(84.4)
(84.7)(84.3)
A
B
C
VDMA
挑戦: 全体的なコンセプトへの統合
| Dr. Harald Weber
OPC UA Specification (IEC 62541)Companion Specification for
Device Integration
Companion Specification for MachineryIndustry
generic
Branch
generic
Application
specific
CS for Plastics and
rubber machines
EUROMAP 83
CS for
RoboticsCS for
Machine Vision
EUROMAP 77(Injection moulding machines – MES)
EUROMAP 79
(IMM – Robots)…
…
Te
ch
no
log
yIn
form
atio
n
CS for
Machine Vision
VDMA
挑戦/好機: 国際パートナーとの協力
| Dr. Harald Weber
→ジョイントワーキンググループ „OPC UA for plastics and rubber machinery“
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• 業務用厨房機器 13 種類の情報モデルを策定
• コーヒーメーカー• オーブン• フライパン• 揚げ物機• 湯沸かし器
●●
• 2019/3 最終ドラフト(RC)が会員に公開
自分で確認する → テストツール
みんなで確認する → IOP
専門機関が確認する → 認証テスト
本当に安心できる製品を使ってシステムを構築することができるように
Compliance Test Tool (CTT)• 規格適合テストを自動実行• テストレポートを生成• OPC-F Corporate会員は無料で使える。
OPC製品を各ベンダーが持ち寄って、実際に接続試験を行ないます。
年に1回 (日本、北米、欧州)
Corporate会員のみ参加可能。
結果は非公開。開発中の製品でも参加可能。
IOP Asia 2019の様子
IOP (インターオペラビリティワークショップ)
OPC UA製品
接続組み合わせ数
2021年度
2021年6月 3日間
(予定、東京にて)
Without
Certification◦ 投資への不安
テストの精度が分からない
相互運用性が担保できない
信頼性が見積れない
使用性が分からない
◦ 運用への不安 予期しないシステム停止
事故による人的傷害
法的責任
規制遵守
With Certification◦ 信頼できるOPCの技術
ISOに準拠した運営
仕様に準拠
安定した品質を確保
予期した振る舞いを担保
◦ OPC認証の優位性 相互運用性を担保
基準製品(5社)によるテスト
実運用レベルの品質
連続稼働テスト(72時間)
負荷テスト(資源の枯渇)
耐障害性テスト(発生・復帰)
安心?
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Who are we? – 自己紹介、日本OPC協議会の紹介
What’s about OPC UA? – OPC UA ってなに?
Why OPC UA? - なぜ OPC UA?
What’s New? – 具体事例と最新トピック
まとめ
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出光興産は2019年8月13日、複数の製油所や事業所で構成される大規模生産システムの主要通信方式として「OPC UA」を採用したことを発表した。
出典:MONOist
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グローバルで標準化でき、将来性もある基盤としてOPC UAの採用を開始
↗↗Before: 製造拠点毎に仕組みが異なる
(M&Aなどの背景で)
To:仕組みや指標を標準化へ
※図はイメージです。
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医薬装置のデータインテグリティ対応を容易に (データ改ざんの防止)
OPC UA
OPC UA
OPC UA
OPC UA
OPC UA
OPC UA
品質トレーサビリティ
MES
アンスクランブル
充填キャッピング ラベリング
梱包
パレタイジング
※図はイメージです。
洗浄・乾燥滅菌
サイバーセキュリティへの備え
情報提供: 名古屋工業大学
ミニプラントを用いたOPC UAセキュリティ実証実験
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I/O PLC またはゲートウェイ機器
既に導入されている工作機械の稼動情報
を、PLCで制御されている周辺装置の情報
や、電力・温度などの稼働環境の情報と合
わせて収集・見える化。
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Field Level Communicationsイニシアティブ
(FLC)
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IT / OT 間の通信
クラウドとの接続・連携
セキュアなリモート接続
OT内の通信
コントローラ間
コントローラとフィールド機器間
ワイヤレス(5G)との統合
将来への布石
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Field Level Communications イニシアティブ 設立メンバー
(2018年11月 ドイツにて)
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コントローラ
OPC UA PubSub
Publisher
Subscriber
コントローラ
OPC UA PubSub
Subscriber
Publisher
TSNネットワーク
TSNスイッチ
周期的, 同格のtime sliced traffic
fix max, lengthmessages
scheduledtraffic
Configuration:+ 正確な時刻同期+ メッセージスケジューリング
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ロボット
PLC
IO
ロボットIO
IO
TSN
PLC ロボット
TSN TSN
フィールドバス
各軸
フィールドバス
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OPC UA紹介パンフレット (日本語版) https://jp.opcfoundation.org/resources/brochures/
MONOist 連載 “OPC UA最新技術解説”
OPC UA 開発用参考書「OPCアプリケーション開発入門 ~ OPC DA から OPC UAまで ~」
OPC UA in YouTube 日本OPC協議会チャネル OPC Foundationチャネル
開発キット in GitHub https://github.com/OPCFoundation
https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/series/13984/
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YouTube日本OPC協議会 チャンネル
Twitter日本OPC協議会
LinkedIn日本OPC協議会ページ
背景
適性
実態
将来性
Why ?
✓つなげる
✓つたえる
✓安全に
The Industrial Interoperability Standard
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日本OPC協議会https://jp.opcfoundation.org
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【幹事会員】10会員
アズビル株式会社、 三菱日立パワーシステムズ株式会社、 オムロン株式会社、 三菱電機株式会社、 東芝インフラシステムズ株式会社横河電機株式会社、 日本マイクロソフト株式会社、 ルネサスエレクトロニクス株式会社、 富士電機株式会社、エヌ・ティ・ティ・コミュニケーションズ株式会社
【一般会員】49会員
Appendix: 日本OPC協議会 会員一覧 (2020/8/1 現在)
株式会社ICS研究所株式会社iData株式会社アナザーウェアウェリンテック・ジャパン株式会社株式会社エム・システム技研 システム事業部エムティティ株式会社エンドレスハウザージャパン株式会社OSIsoft ジャパン株式会社オークマ株式会社株式会社オフィスエフエイ・コム株式会社キャトックスPTCジャパン株式会社GEインテリジェント・プラットフォームス株式会社シーメンス株式会社ジェイティ エンジニアリング株式会社株式会社ジェイテクトシュナイダーエレクトリック(旧株式会社デジタル)シュナイダーエレクトリックソフトウェア株式会社創源ソフティング インダストリアル オートメーション
株式会社たけびしダッソーシステムズ株式会社株式会社椿本チエイン株式会社DTS東京電機産業株式会社日本ナショナルインスツルメンツ株式会社株式会社ニコン日本テクノ・ラボ株式会社ハーティング株式会社ハネウェルジャパン株式会社B&R Industrial Automation株式会社株式会社日立製作所株式会社日立ハイテクソリューションズファナック株式会社フェニックスコンタクト株式会社株式会社Puerto富士アイティ株式会社ベッコフオートメーション株式会社株式会社牧野フライス製作所株式会社ミマキエンジニアリング
村田機械株式会社株式会社明電舎メタウォーター株式会社株式会社安川電機横河ソリューションサービス株式会社ロックウェルオートメーションジャパン株式会社株式会社ロボティクスウェア株式会社ワイ・デー・ケー