GEM標準更新 2022年10月

2段階のサブスクリプション

機器のGEMインターフェースはメッセージブローカーとして機能し、さらに多くの役割を担います。単なるオン/オフのメッセージ購読サービスではありません。 エンドユーザーホストは、機器から送信される各メッセージの内容を規定する大幅な制御権を有します。同一のGEMインターフェースであっても、各エンドユーザーホストのデータ収集設定に基づき、あるサイトでは少数の小規模メッセージを送信し、別のサイトでは多数の大型メッセージを送信することが可能です。以下に示す機能を、典型的なメッセージブローカー購読モデルと比較してください。後者では、クライアントは特定のメッセージを受信するか否かを購読するのみであり、メッセージの内容や頻度を制御することはできません。

収集イベントレポートでは、エンドユーザーが収集イベントメッセージ通知の有効化と無効化を行えます。これは典型的なクライアントサブスクリプションモデルです。サブスクリプションの第二段階として、エンドユーザーはこれらのメッセージで報告されるデータも選択できます。

トレースレポートでは、エンドユーザーがトレースレポートのメッセージ頻度を選択できます。サブスクリプションの第二段階として、エンドユーザーはそれらのメッセージで報告されるデータも選択します。

アラームレポートにより、エンドユーザーはアラームメッセージ通知の有効化と無効化が可能です。サブスクリプションの第二レベルとして、エンドユーザーはアラームに関連付けられた収集イベントのレポート設定も個別に選択します。

適応性

あらゆる製造設備は、単純なものから複雑なものまで、GEMインターフェースを備えることができます。GEMインターフェースの複雑さは、設備自体の複雑さを反映します。例えば、あるGEMインターフェースには15の固有収集イベントがある一方、別のインターフェースには20,000の収集イベントがある場合があります。ある設備には10のステータス変数がある一方、別の設備には5,000を超えるステータス変数がある場合があります。

さらに、GEMインターフェースの技術は十分に成熟しているため、Windows、Linux、PLC、その他のオペレーティングシステムを問わず、あらゆる機器プラットフォーム上でGEMインターフェースを実装することが可能です。 驚くほど多くの機器が、Visual Basic 6.0やVisual C++ 6.0といった古いソフトウェア開発技術を使用していますが、これらでもGEMを実装可能です。そして、PLC上で完全に実装された機器であっても、シリアル通信やTCP/IPを用いてPLC内に最小限のGEMインターフェースを実装できます。GEM標準は、実装が適切な機能を選択的に実装することを認めています。

拡張性

既存のGEMインターフェースに、後方互換性を損なうことなく追加の収集イベント、アラーム、変数を容易に追加できます。そして、新しい項目がGEMインターフェースに追加されると、エンドユーザーホストは任意でそのデータを利用するか否かを選択できます。

また、異なるソースからの要件を統合し、単一のGEMインターフェースにまとめることも目的です。具体的には、GEMインターフェースの要件は、様々なエンドユーザー、GEM標準自体、機器サプライヤー、および追加の標準規格から提供されます。これら全てのソースからの要件を単一のGEMインターフェースに統合することは比較的容易です。そして、統合されたデータ収集機能は、本質的にトレースレポートや収集イベントレポートに組み合わせて活用できます。

トップダウン接続性

多くの状況において、ある機器が別の機器のデータにアクセスできるようにすることは有用です。そのための解決策の一つが、機器間直接通信です。ただし、GEMを使用する場合、機器間直接接続が禁止されているわけではありませんが、通常は使用されません。 代わりに、GEMは接続においてトップダウン方式を採用しています。これは、エンドユーザーホストがGEMインターフェースを使用してある機器から情報を収集し、その情報を下流の機器に渡すことを意味します。間接的なため非効率に見えるかもしれませんが、このトップダウン方式は工場現場での統合が容易になる場合があります。その理由には以下が含まれます：

1. シナリオは機器に依存しないものとし得る。機器間通信の検証は困難である。また、あるベンダーの機器を別のベンダーの機器と容易に交換することはできない。各機器は単一のホストエンティティとのみテストされる必要がある。

2. これは機器サプライヤーのサポートが容易である。機器サプライヤーはGEMインターフェースのみをサポートすればよく、追加の機器間プロトコルをサポートする必要はない。

3. これによりエンドユーザーはより多くの制御権を得られます。エンドユーザーは各機器で発生している状況を正確に記録でき、必要に応じて情報を操作することも可能です。機器間の独立した接続は、問題診断時にさらなる複雑さを生じさせます。

GEM基準の画期的な変更

数週間後、SEMI E30 GEM規格の改訂案である投票案6572Cが、北米情報・管理委員会秋季会合において審議されます。 会議は2022年11月9日、カリフォルニア州ミルピタスにあるSEMI本部で開催されます。本投票案は、GEM規格にとって数年来最大規模の変更を提案するものです。今回が4回目の投票となるため、特に前回投票で変更案への強い支持が示されたことを踏まえると、変更が承認される可能性が極めて高いと考えられます。以下に提案変更の概要を示します。

プロセスプログラム管理

装置レシピ（別名：プロセスプログラム）の取り扱いに関する複数の変更が提案されています。最大の変更点は、SEMI E5（SECS-II）規格（全標準メッセージ定義のライブラリ）で既に承認済みのStream 21 SECS-IIメッセージを正式に採用する提案です。 Stream 21メッセージにより、16.7MBを超える非フォーマット処理プログラムの装置間転送が可能となります。これはGEM規格にとって長年待たれていた強化であり、現行規格では大規模処理プログラムをサポートする代替手段を定義していますが、その複雑さゆえに実装例はほとんど存在しません。

さらに、プロセスプログラム管理セクションは完全に再編成され、各実装代替案を分離することで、シナリオ群の特定を容易にしました。例えば、各シナリオのメッセージをまとめた新しい表を以下に示します：

表7 SECS-II メッセージ概要（各プロセス・プログラム管理オプション別）

GEM規格の本体から削除された各プロセスプログラム実装の代替案は、付録に移管された。

レシピ管理がより理解しやすく、実装しやすくなり、プロセスプログラムの増大する規模を少ない労力で処理できるようになることが期待されています。

追加の新規メッセージ

投票案6572Cでは、新規メッセージS2F51からF64の追加も提案されています。これらのメッセージは以前SEMI E5（SECS-II）規格で承認済みであり、今回GEM規格への追加が提案されています。これらのメッセージはGEMインターフェースの透明性をさらに高めます。新規メッセージの概要は以下の通りです：

これらの新しいメッセージは、GEMインターフェースの設定と構成をより透明化するだけでなく、GEMインターフェースのテスト改善も可能にします。例えば、次のような手順でGEMインターフェースをテストできるようになります：

1. メッセージ S2F33 を使用してレポートを定義する
2. 新規メッセージ S2F51 を使用してレポートの存在を確認する
3. 新規メッセージ S2F53 を使用してレポート定義を確認する
4. メッセージ S2F35 を使用してレポートを収集イベントにリンクする
5. 新規メッセージ S2F55 を使用してレポートのリンクを確認する
6. メッセージ S2F37 を使用して収集イベントを有効化する
7. 収集イベントの有効化ステータスを新規メッセージS2F57で確認
8. 機器から切断し、機器を再起動
9. レポートの存在を新規メッセージS2F51で確認
10. レポート定義を新規メッセージS2F53で確認
11. レポートのリンクを新規メッセージS2F55で確認
12. 収集イベントの有効化ステータスを新規メッセージS2F57で確認

今日では、ホストがGEMインターフェースに再接続する際、データ収集を再定義することが一般的です。これは、接続されていない間に別のホストアプリケーションがデータ収集の設定を変更した可能性があり、データ収集が変更されていないことを保証するためです。データ収集を再定義する代わりに、ホストはデータ収集が依然として同じであるかどうかを確認できます。

機器識別

現在、機器はソフトウェアリビジョンとモデル番号を用いてGEMインターフェース経由で識別される。同一モデル番号で同一ソフトウェアリビジョンを実行する2台の機器は容易に区別できない。

いくつかの新しい識別機能が追加されました。

機器識別機能の改善は、高度なプロセス制御アプリケーションを支援するはずです。

ドキュメントへのアクセス

GEMインターフェースを使用する際の一般的な課題の一つは、機器の正しいドキュメント、そしてそのドキュメントの適切なバージョンにアクセスすることです。本投票では、GEMインターフェースを通じてGEMドキュメントを取得する2つの方法を提供することを提案します。

1. 従来のGEMドキュメント（PDFまたはCSVファイル）をダウンロードしてください。
2. GEMインターフェースを記述するXMLファイルであるSEDDファイルをダウンロードしてください。SEDDはSECS Equipment Data Dictionary（SECS機器データ辞書）の略称です。

いずれの場合も、ドキュメントはストリーム21メッセージを使用してダウンロードされます。これはプロセスプログラム転送で利用可能な新しいメッセージと同じものです。

各種変更

他にもいくつかの変更が提案されている。SEMIは比較的最近、制限付きバイアス用語の要件とその他のバイアス用語に関するガイドラインを採択した。GEM規格には制限付きバイアス用語は含まれていなかったが、一部のバイアス用語は存在する。本投票案では、SEMIガイドラインに従って対処可能なバイアス用語に対処する。

GEMコンプライアンス声明も、GEMの変更を反映して更新されました。新しいコンプライアンス声明は以下の通りです：