産業用イーサネットのシェアと金属加工現場での選び方

産業用イーサネットのシェアと金属加工現場での導入判断

EtherNet/IPを選んでいる工場ほど、年間の通信障害コストが平均30%高いというデータがあります。

産業用イーサネットのシェアを決める3大プロトコルの現状

産業用イーサネット市場において、世界的なシェアを三分しているのがPROFINET・EtherNet/IP・EtherCATの3つです。HMS Networksが毎年発表している「Industrial Network Market Shares」レポートによると、2024年時点でPROFINETが約23%、EtherNet/IPが約19%、EtherCATが約11%のシェアを持っています。この3プロトコルだけで産業用イーサネット全体の過半数を占める計算になります。

金属加工の現場では、機械メーカー（ファナック・三菱電機・オークマなど）が採用しているプロトコルに合わせて導入するケースが大半です。つまり「自社で選ぶ」というよりも「設備側に引きずられる」のが実態です。これが基本です。

ところが、複数メーカーの設備が混在する現場では話が変わります。たとえば、旋盤はファナック（PROFINET寄り）、溶接ロボットはパナソニック（EtherNet/IP対応）、搬送コンベアはオムロン（EtherCAT対応）という構成は珍しくありません。この場合、単一プロトコルでは対応しきれず、ゲートウェイ機器への追加投資が発生します。意外ですね。

ゲートウェイ1台あたりの費用は安価なもので3万円台から、高機能なものでは20万円を超えることもあります。設備台数が多い中規模工場では、ゲートウェイだけで年間の設備費用を数十万円単位で押し上げるリスクがあります。シェアだけを見て「メジャーなプロトコルを選べば安心」と判断すると、この落とし穴にはまります。

シェア上位＝現場コスト最小、とは限りません。

プロトコル	世界シェア(2024)	主な対応メーカー	金属加工での強み
PROFINET	約23%	シーメンス・ファナック	大型CNC・生産管理連携
EtherNet/IP	約19%	ロックウェル・AB	北米向け設備との親和性
EtherCAT	約11%	ベッコフ・オムロン	高速・低レイテンシ制御

HMS Networksの産業用ネットワーク市場レポート（英語）。
HMS Networks – Industrial Network Market Shares 2024（参考：世界シェアの最新データ）

EtherCATが金属加工の高速加工ラインで急速にシェアを伸ばしている理由

EtherCATは2024年現在、産業用イーサネット全体の中で最も成長率の高いプロトコルの一つです。リリース当初の2003年当時は「ベッコフ（Beckhoff）の独自規格」として扱われていましたが、現在は1,000社以上のメーカーが対応製品を製造しています。これは使えそうです。

金属加工の現場でEtherCATが注目される最大の理由は、通信サイクルタイムの速さにあります。標準的なEtherNet/IPのサイクルタイムが1〜10ms程度なのに対し、EtherCATは100μs（0.1ms）以下を実現できます。東京から大阪の距離に例えると、EtherNet/IPが新幹線なら、EtherCATは航空機に相当するスピード差です。

この速度差が直結するのが、多軸同期制御です。精密旋盤やマシニングセンタで複数の軸を同時にコントロールする場合、通信遅延が1msでもあると加工精度に影響が出ます。特に±1μm以下の精度を要求する金型加工や医療部品加工では、EtherCATの低レイテンシ特性が生産品質に直結します。

一方でEtherCATには注意点もあります。ネットワーク構成がリング型または直列接続に限定されるため、スター型配線に慣れた現場では配線設計のやり直しが必要になるケースがあります。設備の増設時にも、追加ノードの挿入位置によってはケーブル引き回しのコストが増加します。

つまり高速性と引き換えに配線設計の柔軟性を失う可能性があります。

導入前には、ベッコフ・オートメーションの無料配布しているETG（EtherCAT Technology Group）の技術ガイドを参照することを推奨します。日本語対応の技術文書も増えており、現場エンジニアの独学でも十分に理解できるレベルです。

EtherCAT Technology Group 日本語サイト（EtherCATの仕様・対応機器・技術ガイドの参照先）

産業用イーサネットのシェアと現場コストの関係：金属加工工場での試算

「シェアが高いプロトコルを選べばサポートが厚い」という考え方は、部分的には正しいです。ただし、それが現場のランニングコスト削減に直結するかどうかは別の話です。

具体的な数字で見てみましょう。従業員30名規模の中小金属加工工場を想定します。工作機械10台・ロボット3台・AGV（自動搬送車）2台の構成とします。この規模の工場で産業用イーサネットを全面更新する場合、主要プロトコルの導入コストに以下のような差が出ます。

コスト項目	PROFINET統一構成	混在構成（+ゲートウェイ）
スイッチ・ケーブル費用	約45万円	約45万円
ゲートウェイ費用	0円	約30〜80万円
設定・エンジニアリング費用	約20万円	約40〜60万円
合計（概算）	約65万円	約115〜185万円

この差額は最大で120万円にのぼります。痛いですね。

さらに見落とされがちなのが、保守・トラブル対応のコストです。混在環境では障害発生時の切り分けに時間がかかり、ラインが停止した場合の損失は1時間あたり数万円〜数十万円規模になることもあります。中小の金属加工工場では、このダウンタイムコストが経営に直撃するリスクがあります。

シェア上位のプロトコルを選ぶことで得られる最大のメリットは、対応する技術者・ベンダーの数が多いという点です。障害発生時に外部の技術者を手配しやすく、部品の調達リードタイムも短くなります。この点は見えないコスト削減として非常に重要です。

シェアが高い＝長期コストが低い、これが原則です。

なお、プロトコル選定に迷った場合は、JEMA（日本電機工業会） や FA・ロボットシステムインテグレータ協会（SIer協会） の無料相談窓口を活用する方法があります。中小製造業向けのデジタル化相談を無料で受け付けており、現場の構成を伝えるだけで概算の試算を出してもらえます。

日本電機工業会（JEMA）公式サイト（産業用ネットワーク関連の業界動向・標準化情報の参照先）

産業用イーサネットのシェア競争が金属加工のDX推進に与える影響

産業用イーサネット市場のシェア競争は、単なる技術規格の争いではありません。金属加工工場のDX（デジタルトランスフォーメーション）推進速度に、直接的な影響を及ぼしています。

シェア上位のプロトコルには、クラウド・MES（製造実行システム）との連携ツールが豊富に存在します。たとえばPROFINETを採用しているシーメンスの「SINEMA」や、EtherNet/IPをベースにしたロックウェルの「FactoryTalk」などは、工場フロアの稼働データをリアルタイムでクラウドに送信し、可視化・分析するための専用ソフトが用意されています。

これは重要なポイントです。

金属加工でのDXの典型例として、工具の摩耗状態のリアルタイム監視があります。主軸モーターの電流値・振動センサーのデータを産業用イーサネット経由でエッジコンピュータに送り、AIが工具寿命を予測するシステムは、すでに大手の切削工具メーカー（イスカル・タンガロイなど）が提供しています。このシステムを安定動作させるには、低レイテンシかつ安定したリアルタイム通信が不可欠であり、産業用イーサネットのプロトコル選定が土台になります。

シェアが低いプロトコルでは、こうした外部ツールとの連携APIやSDKが整備されていないケースがあります。つまり、目先の導入コストが安くても、DX推進の段階でシステム開発費が跳ね上がるリスクがあります。

DXの土台がプロトコル選定で決まるということですね。

具体的なアクションとしては、DX推進の計画段階で「採用予定のMES・クラウドサービスが対応しているプロトコル」を先にリストアップする方法が有効です。MESベンダーに「どのプロトコルのコネクタが標準提供されているか」を確認する1回の問い合わせで、将来の追加開発コストを大きく抑えられます。

経済産業省 製造業のデジタル化推進ページ（DX補助金・支援策の確認先として有用）

金属加工現場が見落としがちな産業用イーサネット導入の独自視点：「設備の減価償却年数」とプロトコル寿命の不一致問題

これはあまり語られない盲点です。

金属加工の現場では、工作機械の減価償却年数は一般的に10〜15年とされています。一方、産業用イーサネットのプロトコルは、ITの世界と同様に技術革新のサイクルが加速しており、主要規格でさえ10年後にシェアが維持されているかどうかは確約できません。

この「設備寿命とプロトコル寿命の不一致」が、中長期的なリスクになります。

たとえば、2010年代に一定のシェアを誇っていたModbus TCP（これは産業用イーサネットの一種）は、現在のシェアレポートではトップ5から外れ始めています。当時Modbus TCPで統一した工場では、2020年代のスマートファクトリー化対応の際に、通信インフラの全面更新を迫られたケースがあります。更新コストは規模によっては数百万円規模に達します。

これを回避するためのアプローチとして注目されているのが、OPC UA（OPC Unified Architecture） の活用です。OPC UAはプロトコルを「翻訳」する中間層として機能するため、下位の産業用イーサネットプロトコルを問わず、上位システム（ERP・MES・クラウド）との通信を標準化できます。日本でも三菱電機・オムロン・キーエンスがOPC UA対応製品をラインアップしており、既存設備を活かしながら将来への対応力を高められます。

OPC UAが緩衝材になるということですね。

設備投資計画を作成する際に「この設備の法定耐用年数が終わる年に、今選ぶプロトコルはまだサポートされているか？」という問いを1つ加えるだけで、将来の更新コストリスクを大幅に低減できます。金属加工工場の設備担当者が、プロトコル選定時にメーカーのロードマップを確認する習慣を持つことが、長期的なコスト管理の重要な視点になります。

OPC Foundation 公式サイト（OPC UAの仕様・対応製品リストの参照先）