ファクトリーオートメーション（FA）の世界で、最適な産業用ネットワークの選定は、生産ラインの性能を左右する極めて重要な決断です。「どのプロトコルが自社の装置に最適なのか？」と頭を悩ませているエンジニアの方も多いのではないでしょうか。

近年、数ある産業用イーサネットの中でも、**EtherCAT（イーサキャット）**が驚異的なスピードでシェアを拡大しています。なぜ、これほどまでに多くの企業がEtherCATを選ぶのでしょうか？

この記事では、広範な調査に基づき、EtherCATがFA業界で伸長している理由を、技術的な優位性からビジネス上のメリット、そして将来性に至るまで、徹底的に掘り下げて解説します。

この記事を読めば、以下の点が明確になります。

• EtherCATが持つ圧倒的な性能の秘密
• 競合プロトコル（PROFINET, EtherNet/IP）との戦略的な違い
• EtherCATがもたらす具体的なコスト削減と生産性向上の効果
• 知っておくべきデメリットと、その対策
• TSNやOPC UAといった次世代技術との関係性

技術選定の確かな判断材料として、ぜひ最後までお読みください。

かんたんまとめ

1. 産業用ネットワーク市場の地殻変動とEtherCATの躍進

まず、EtherCATが置かれている市場環境を見てみましょう。現在、FA業界では、従来のシリアル通信ベースのフィールドバスから、高速・大容量な産業用イーサネットへの移行が急速に進んでいます 。大手調査会社HMS Networksの年次レポートによると、2024年に新規設置されたノードのうち、産業用イーサネットが占める割合は7割を超え、一方でフィールドバスは2割程度まで減少しています 。  

この巨大な市場シフトの中で、プロトコル間の覇権争いが激化しています。現在の市場は、Siemensが推進するPROFINETと、Rockwell Automationが主導するEtherNet/IP、そしてBeckhoff Automationが生んだEtherCATの「ビッグスリー」によって形成されています 。  

特に注目すべきはEtherCATの成長率です。2024年の市場シェアでは、PROFINETが27%、EtherNet/IPが23%とリードする中、EtherCATも17%へと力強くシェアを伸ばし、トップ2を猛追しています 。その勢いは、実際に稼働しているノード数にも表れています。EtherCAT Technology Group (ETG)の発表によれば、2024年だけで新たに1,100万ノードが追加され、累計ノード数は約8,800万に達しました 。これは、市場全体が経済の逆風で縮小する中でも達成された数字であり、EtherCATへの根強い需要を物語っています。  

では、なぜこれほどまでにEtherCATは選ばれるのでしょうか？その答えは、その独自の技術と、それがもたらす圧倒的な価値にあります。

2. EtherCATが選ばれる理由①：圧倒的な「性能」と「コスト効率」

EtherCATの強さの根源は、そのユニークな通信方式**「オンザフライ処理（Processing on the Fly）」**にあります 。  

従来の産業用イーサネットでは、マスターから送られたデータは、各スレーブ機器で一度受け取られ、処理された後に次の機器へ転送されます。この方式では、各機器での処理時間やスイッチングハブによる遅延が積み重なり、速度と同期精度に限界がありました。

一方、EtherCATは全く異なるアプローチをとります。マスターが送信した一つのイーサネットフレームは、ネットワークの末端まで止まることなく高速で駆け抜けます。各スレーブ機器は、フレームが自らを通過する「瞬間（オンザフライ）」に、自分に必要なデータを読み取り、同時に自分のデータをフレームに書き込みます 。この処理は専用ハードウェア（ESC）で行われるため、遅延はナノ秒オーダーに抑えられます 。  

この革新的な原理が、ユーザーにとって計り知れないメリットを生み出します。

圧倒的なパフォーマンスと同期精度

• 超高速通信: 1,000点のデジタルI/Oの更新がわずか30µs、100軸のサーボモーターの制御が125µsで完了するなど、他の追随を許さない速度を誇ります 。これにより、マイクロ秒単位の超高速なマシン制御が可能になります。  
• ナノ秒レベルの同期: 「分散クロック（Distributed Clocks）」という技術により、ネットワーク上の全デバイスが1µs（マイクロ秒）未満、多くの場合は100ns（ナノ秒）を下回る驚異的な精度で同期します 。これは、多数のモーターを寸分の狂いなく協調させる多軸モーションコントロールにおいて絶大な威力を発揮します。

驚異的なコスト効率と設計自由度

• スイッチングハブが不要: 一般的なイーサネットと異なり、EtherCATは高価なスイッチングハブを必要としません 。各スレーブ機器がハブの役割を果たすため、ハードウェアコストと設置スペースを大幅に削減できます。  
• 自由な配線（トポロジー）: ライン、ツリー、スター型など、機械の物理的なレイアウトに合わせて自由自在に配線できます 。これにより、設計の自由度が飛躍的に向上し、配線コストも削減できます。  
• シンプルな設定: アドレスは自動で割り当てられ、複雑なネットワークチューニングも不要です 。これにより、システムの立ち上げやメンテナンスにかかるエンジニアリング工数を劇的に削減できます。  

つまり、EtherCATは**「最高の性能を、驚くほど低い総所有コスト（TCO）で実現できる」**という、極めて強力な価値提案を持っているのです 。

3. EtherCATが選ばれる理由②：ビジネスに直結する「OEE向上」効果

技術的な優位性もさることながら、ユーザーが最終的にEtherCATを選ぶのは、それがビジネスに直接的な利益をもたらすからです。特に、EtherCATの性能は**OEE（Overall Equipment Effectiveness：設備総合効率）**の向上に大きく貢献します 。OEEは「可動率 × 性能 × 品質」で算出される、製造設備の生産性を示す重要な指標です。  

具体的なアプリケーション事例

• 半導体製造装置: ナノ単位の精度と高速性が求められるこの分野では、EtherCATの超低遅延・高精度同期が装置のタクトタイムを短縮し、スループット（単位時間あたりの生産量）を直接向上させます。これは工場の収益性に直結する重要な要素です 。  
• 工作機械: 5軸加工のような複雑な動きでは、全軸の完璧な同期が加工精度を決定します。EtherCATは、より高速で滑らかな加工を実現し、不良率の低減と生産性の向上に貢献します 。ある事例では、EtherCAT導入によりサイクルタイムが約15%短縮、組立誤差が40%以上改善したという報告もあります 。  
• 包装機械・ロボティクス: 1分間に数百個を処理する包装ラインでは、複数の機構が完璧に同期する必要があります。EtherCATは、これをソフトウェアベースの「電子カム」として高精度に実現し、機械の高速化と品種切り替えの迅速化を両立させます 。  

OEEへの貢献

• 性能（Performance）向上: サイクルタイムの短縮により、設備の生産能力を最大限に引き出します 。  
• 品質（Quality）向上: 高精度な同期制御が加工ミスや組立誤差を減らし、不良品の発生率を低減させます 。  
• 可動率（Availability）向上: 高度な診断機能により、トラブル発生時の原因特定と復旧が迅速化します。また、予知保全にも繋がり、計画外のダウンタイムを削減します 。  

このように、EtherCATは単なる通信技術ではなく、製造現場の収益性を高めるための強力な武器として機能するのです。

4. EtherCATが選ばれる理由③：競合を凌駕する巧みな戦略

EtherCATの成功は、その巧みなエコシステム戦略と、主要FAメーカーの戦略的採用によっても支えられています。

競合プロトコルとの思想の違い

• vs PROFINET IRT: PROFINETは、リアルタイム通信と標準IT通信を同じネットワークで共存させることを得意とします 。しかし、その高性能版であるIRTは、複雑なネットワーク設計と高価な専用スイッチを必要とします 。一方、EtherCATは**「マシン制御の性能とシンプルさ」**を徹底的に追求し、その領域で圧倒的な優位性を誇ります。  
• vs EtherNet/IP: EtherNet/IPは、標準的なTCP/IPプロトコルをそのまま利用するため、既存のITインフラとの親和性が非常に高いのが特徴です 。しかし、その性能はハードウェアレベルで最適化されたEtherCATには及びません 。EtherCATは**「OT（制御技術）の性能最大化」、EtherNet/IPは「IT（情報技術）との親和性」**をそれぞれ優先する、異なる哲学に基づいています。  

主要メーカーの戦略的採用

• Beckhoff Automation: 開発元であるBeckhoffは、自社のPCベース制御の中核としてEtherCATを位置づけ、オープンな国際標準とすることで巨大なエコシステムを形成しました 。  
• オムロン: 日本のFA大手であるオムロンは、自社の基幹プラットフォーム「Sysmac」にEtherCATを全面採用 。これにより、EtherCATは一企業の技術から、グローバルな標準としての地位を確立しました。オムロンは2年近くに及ぶ徹底的な検証の末に採用を決定しており、その堅牢性と性能は折り紙付きです 。  
• 三菱電機・安川電機: モーション制御に強みを持つ両社は、自社プロトコルを主軸としつつも、高性能な選択肢としてEtherCAT対応のサーボドライブを積極的に市場投入しています 。これは、ハイエンドモーション市場におけるEtherCATの強さを認めざるを得ないことの証左と言えます。  

このように、EtherCATは「マシン制御」という得意分野に特化し、そこで最高の価値を提供することで、巨大な競合がひしめく市場で確固たる地位を築き上げたのです。

5. 知っておくべきデメリットと注意点

もちろん、EtherCATも万能ではありません。その特性を理解し、適切に活用することが重要です。

• 実装のハードル: スレーブ側には専用のESC（EtherCAT Slave Controller）チップが必要です 。また、TCP/IPベースのネットワークに慣れたエンジニアにとっては、独自の通信方式に初期の学習コストがかかる場合があります 。  
• IT統合の課題: EtherCATは制御（OT）に特化しているため、ファイル転送などの大容量IT通信は得意ではありません。標準的なIP通信はEoE（Ethernet over EtherCAT）というトンネリング機能を使いますが、性能は限定的です 。  
• セキュリティ: 性能を最優先する設計のため、プロトコル自体に暗号化などの高度なセキュリティ機能は実装されていません 。そのため、ネットワークの物理的な隔離やファイアウォールといった外部での対策が不可欠です。  

これらのデメリットは、EtherCATが「マシン内部の制御ネットワーク」として最適化されていることの裏返しでもあります。アプリケーションの要件に応じて、適切な場所でその強みを活かすことが肝心です。

EtherCATの未来：TSN・OPC UAとの共存と進化

FAネットワークの未来を語る上で、TSN（Time-Sensitive Networking）とOPC UAは避けて通れない技術です。TSNは標準イーサネットにリアルタイム性をもたらし、OPC UAはメーカーの垣根を越えたデータ交換を目指します。

これに対し、EtherCATは「置き換え」ではなく**「共存・統合」**という賢明な戦略をとっています。

• EtherCAT over TSN: EtherCATのネットワークを、TSNネットワークを介してトンネリングするアプローチです 。これにより、マシン内部ではEtherCATの圧倒的な性能を維持しつつ、マシン間や上位システムとの通信にはTSNの統合ネットワークの利点を活用できます。既存の8,800万以上のEtherCATノードを変更することなく、将来のアーキテクチャに組み込める点は大きなメリットです。  
• OPC UAとの連携: EtherCATのデータをOPC UAの情報モデルにマッピングする仕様策定も進んでおり、上位システムとのセマンティックな（意味を保った）相互運用性を確保します 。  
• EtherCAT G/G10への進化: さらに、1Gbit/s、10Gbit/sへと通信速度を向上させたEtherCAT G/G10も登場しています 。これにより、高解像度カメラを使うマシンビジョンや、超高速な計測システムといった、よりデータ集約的な未来のアプリケーションにも対応可能です 。

これらの戦略により、EtherCATは将来にわたってもその価値を失うことなく、進化し続けることが期待されます。

まとめ：なぜEtherCATは選ばれ続けるのか

EtherCATの成功は、決して偶然ではありません。それは、以下の3つの強力な柱に支えられています。

1. 卓越した「性能対コスト比」: オンザフライ処理が生み出す圧倒的な性能と、スイッチ不要のシンプルさがもたらす低いTCO。
2. 巧みな「オープンエコシステム」: 国際標準としてのオープン性と、専用ハードウェアによる性能担保を両立させ、広範なベンダーが参入する魅力的な市場を形成。
3. アプリケーションへの「選択と集中」: モーションコントロールなど、自らの強みが最も活きる分野で圧倒的な地位を築き、ユーザーに明確なビジネスメリットを提供。

もしあなたが、マシンの性能を極限まで高め、サイクルタイムを短縮し、TCOを削減したいと考えているなら、EtherCATは間違いなく検討すべき最も有力な選択肢の一つです。

この記事が、あなたの技術選定やシステム設計の一助となれば幸いです。