IIoT(インダストリアル IoT)とは?

IIoT(Industrial Internet of Things)とは、産業専用のIoTであり、産業機器をネットワークで結びつけ、業務の効率化と可視化を目指しています。

IIoTとは?インダストリアル IoTの概要

IIoT(産業用IOT)とは、インダストリアル IoT (Industrial Internet of Things) の略で、工場やインフラなどの産業分野において、センサーや機械をインターネットに接続し、データをリアルタイムで収集、分析、制御する技術です。

AIと機械学習機能を備えた最新のERPで実行される場合、IIoTデバイスによって生成されたデータを分析して活用し、効率性や生産性、可視性を向上させることができます。IIoTネットワークは通常、マシン間(M2M)通信と、セントラルシステムとすべてのIoT統合デバイス間のデータ定期送信をサポートします。IIoTテクノロジーは インダストリー4.0 技術の基本コンポーネントでもあります。

日本では、労働力不足の問題があるため、人手不足への対応や老朽化した設備の保守、製造業の生産性向上を目的に、IIOTの導入が注目されています。また、日本政府の「スマートものづくり」支援策もあり、今後さらに注目が集まると予想されています。

IIoT とは?図解でわかる産業用IoTの概要

IIoT と IoT の違い

これらのテクノロジーの違いは、テクノロジーがどのように機能するかと、その使用方法においてはそれほど重要ではありません。世界の IoT ソリューションの大部分は、個人をエンドユーザーとする傾向があり、最も一般的にスマートウォッチ、音声制御デジタルアシスタント、スマートアプライアンスやテレビなどに組み込まれています。

 

IIoT は IoT のサブセットであり、同じ基本テクノロジーによって推進されますが、孤立したユーザではなく、接続された組織エコシステム全体の自動化と効率を重視しています。IIoT ネットワークでは、データの収集とキュレーションは、より複雑なプロセスの最初のステップにすぎません。ビジネスに最大のメリットを提供するには、人工知能と機械学習をそのデータに適用して、正確なインサイトを提供し、ワークフローと自動タスクを最適化する必要があります。また、人間のユーザは、これらのデバイスをできるだけシームレスに操作して、人間とテクノロジーの能力を最大限に強化できるサイバー物理ネットワークを構築できなければなりません

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その仕組み:IIoT テクノロジー

IIoT ネットワークを有効にするには、デバイスと資産を相互およびセントラルシステムに接続し、収集して送信するデータを保存、管理、分析、および適切な使用に可能にする、という 2 つの重要な作業を行う必要があります。

 

そのために、IIoT ネットワークは以下のテクノロジーに依存します。

 

  • 接続 (および 5G): IIoT ネットワークには、機械およびデバイスによって生成された大量のデータを送受信する能力が必要です。これは従来からWi-Fi接続のパワーによって有効化され、制限されてきた。しかし、5Gなどのセルラーネットワークの進歩によって、この計算が変化し、より大きなデータセットを管理する帯域幅が増えながら、遅延や消費電力も減少している。これらの特性は、より効率的なデータ処理と長いバッテリー駆動のために、より迅速に信号を送受信できる多数のデバイスをサポートできます。

  • IIoT センサー:今日、センサーは、通常、新しい産業機器と機械に組み込まれています。 しかし、アナログ機械や製造機器には、カメラやゲージなどのIoTゲートウェイデバイスも装備できる。これにより、IIoT 資産は、他の物体の近さ、気圧や湿度、運動速度、流体レベル、その他の機械的条件など、環境内の状況を検出することができます。その後、この情報をすべてローカルで処理し、リアルタイムアクションを通知したり、詳細分析のためにクラウドを介してセントラルシステム (ERP など) に転送したりすることができます。

  • クラウドコンピューティング能力とエッジコンピューティング:クラウドコンピューティングテクノロジーとエッジコンピューティングテクノロジーの両方により、IIoT の柔軟性とユーザビリティが大幅に向上しました。IIoT ネットワークは、クラウドを介して、高い処理能力とストレージ容量をオンデマンドで活用できます。つまり、ネットワーク内のデバイスは、より大規模で複雑なデータセットを収集して送信できます。エッジコンピューティングとは、単にデータを処理および分析できるシステムを取り込み、オンプレミスで IIoT ネットワークに物理的に近づくことを意味します。これにより、遅延や遅延が軽減され、時間依存の IIoT データをリアルタイムで処理できるようになります。より深く、緊急度の低い分析のために、IIoT データをセントラルの AI 搭載システムに定期的に送信することができます。

  • AI機械学習人工知能と機械学習テクノロジーにより、企業は高度な予測分析を使用して IIoT データを処理できます。最新のデータベースと機械学習アルゴリズムは、多様なデータセットや非構造化データや複雑なデータを管理し、理解するのにも役立ちます。これらのツールを使用すると、顧客フィードバック、気象レポート、マーケティング分析など、他のタイプのデータインサイトとほとんど無限に組み合わせて IIoT データを分析することができます。システムが時間の経過とともに学習し、データセットが大きくなり、正確になるにつれ、企業はますます複雑で洗練されたインサイトと学習を収集して、競争力を高め、コストを削減し、顧客の要求に応えることができます。

  • サイバー物理システムのセキュリティIIoTネットワークに命を与えている接続性が同時にシステムを危険にさらしてしまうこともあります。ほとんどの企業は、セントラルシステムおよびデータベースに関する厳重なセキュリティおよびアクセスプロトコルを持っていますが、IoT デバイスは比較的保護されていない場合があります。基本的には、地下窓として機能し、従来のエントリポイントを介してかなり安全であるシステムへのフルアクセスが可能です。幸いなことに、セキュリティプロトコルとテクノロジーは、IIoT の進歩に大きく追いついています。しかし、しばしば後れを取ることが多いのは、すべての従業員とオペレーターに明確に伝達され、強化されるビジネス間のセキュリティプロトコルです。セキュリティ戦略が最新ビジネスにとってまだ最優先事項になっていない場合は、その戦略が最優先事項となります。 

IIoT とサイバーフィジカルシステムのメリットトップ 6

IIoT ネットワークは、デジタルトランスフォーメーションのプロセス全体の一部として、レジリエンスと競争力を高めるための強力なツールを提供します。

 

  1. ビジネスの俊敏性の向上:IIoT デバイスがリアルタイムでデータを共有すると、継続的にデータの収集、分析、学習を行うインテリジェンスネットワークに貢献します。これにより、企業は迅速かつ決断力を持って機会とリスクに対応することができます。また、これらの同じデバイスは、データを送信するだけでなく、データ分析に基づく指示を受信して、自動化されたワークフローを調整および最適化することもできます。
  2. ヘルスケアマシン:IoT ネットワーク内のデバイスとマシンは、運用ログとパフォーマンスデータを継続的に送信します。AI および機械学習アルゴリズムでは、このセンサデータを使用して、予測およびその他の保全ニーズに関する貴重なインサイトが得られるため、大幅なコスト削減につながる可能性があります。実際、McKinsey によると、「予測保全は通常、機械のダウンタイムを 30% から 50% 短縮し、機械寿命を 20% から 40% 向上させます」
  3. 効率の向上:残念ながら、「破綻しなければ」という姿勢は、企業が業務ニーズを優先するときに取る姿勢である場合が多いです。この姿勢は、非効率なレガシープロセスがプライムを過ぎて障害を起こす原因となる可能性があります。高度な分析を IIoT データに適用することで、プロセスの更新、ワークフローの合理化、効率と生産性の向上に関する推奨事項と戦略を継続的に行うことができます。
  4. よりスマートな在庫管理今日の顧客は、翌日の納入と、増え続ける多様性とカスタマイズを望んでいます。つまり、より小規模で、より分散された倉庫のネットワークが大きくなり、より多くの個別アイテムを含む在庫の幅が広がります。IIoT デバイスは、地理的に分散された倉庫、在庫、配送ネットワークをすべて統合するのに役立ちます。これにより、サプライチェーンマネージャー(および顧客)は、在庫の状況をリアルタイムで把握することができます。また、一部の製品では、添加物 (3D) プリンターなどのデバイスにより、リモート製造業者への依存度を減らすことができ、企業は仮想在庫を保持し、必要な製品をオンデマンドでオンサイトで製造することができます。
  5. より安全な作業員:どの産業環境でも、常にケガやひずみの危険があります。現在、多くの企業が IoT の職場の安全デバイスを使用することで、このリスクを軽減しています。これらは、ウェアラブルセンサーを介して警告を発したり、VR ヘッドセットを使用して、作業員がスマートデバイスや機械の精度で感覚エクスペリエンスを融合するのに役立つ場合があります。製造設定では、IIoT デバイスにセンサーを取り付けて、人間の相手との物理的な双方向性を監視し、予期せぬリスクや繰り返しのひずみから保護し、さらに時間の経過とともに新しい安全なワークフローを通知することもできます。
  6. カスタマーサービスの向上:IIoT ネットワークは、ビジネス内のデバイスやマシンだけでなく、カスタマーエクスペリエンスとインプットも統合します。 この統合により、よりシームレスなショッピングエクスペリエンス、より透過的でパーソナライズされたロジスティクス、および顧客のフィードバックと希望を新製品の製造および開発に組み込む能力が高まります。顧客とのリアルタイムかつ有意義なエンゲージメントにより、競争力とレジリエンス(回復力)の高いビジネスモデルが実現します。

インダストリアル IoT アプリケーションおよび例

IIoT テクノロジーは、現場の状態をリアルタイムで監視およびレポートする能力を備えており、AI を活用した分析、自動プロセス、クラス最高の ERP と統合された場合は特に、現代の業種に幅広く適用されています。

 

  • スマート製造企業は、顧客フィードバック、メディアトレンド、およびグローバル市場からデータを収集します。AI を搭載したシステムでは、このデータとその他の関連データを組み合わせて、製品開発と品質管理に通知することができます。このようなインサイトに基づいて、機械およびロボットデバイスの IIoT ネットワークを自動化し、スマートファクトリーでの製品製造を最適化することができます。

  • レジリエンス(回復力)の高いサプライチェーンIIoT ネットワークにより、サプライチェーンマネージャーは、製品の場所、所有しているサプライヤー、在庫の数などを知ることができます。IIoT デバイスやマシンは、リアルタイムのイベントや混乱に適応するようにその場でプログラミングすることもできるため、ビジネスに緊急時対応計画を組み込み、競争力を高め、回復力を高めることができます。

  • インテリジェントロジスティクス:スピードと量に対する需要の高まりに対応するため、ロジスティクスプロバイダーは、オンデマンド小型車両(バイクやスクーターも含む)を使用したラストマイル配送パートナーのネットワークで商用車両フリートを強化する必要がありました。このような車両ネットワークを IIoT や追跡デバイスやアプリと適合させることで、サプライチェーン管理者は、貨物船でも電動自転車でも、フリート内のすべての車両を一元的に把握することができます。IoT センサーからのリアルタイムデータは、積載の合併、廃棄物の最小化、配送の迅速化にも役立ちます。

  • 医療:患者の視点から見ると、IoT モニターとウェアラブルは、医療機関とつながっている間も、治療をより適切にコントロールできるよう支援します。医療従事者の場合、これらの装置によって提供されるデータは、患者の健康をより完全に把握することができます。その結果、診断、治療、および一般的なウェルビーイングに対して、より十分な情報を得て、徹底したアプローチが実現します。そして、より実践的な用途では、遠隔手術や高度な診断装置によって、未発達または孤立した地域の医療従事者が、世界屈指の医師や看護師とリアルタイムで感覚情報を共有し、連携できる場所に、外科・外科 IIoT デバイスが着実に改善しています。

  • 農業:天候や自然の力に依存する企業にとって、リスクと脆弱性の軽減に役立つツールは歓迎すべき追加ツールです。フォーブス誌によると、現代の農業分野は、水などの資源を必要に応じて流通させる精密農業から、温度や湿度などを監視するセンサーを通じて垂直農場のエアロポニクスを促進し、植物にとって理想的な屋内成長環境を作り出すあらゆるものに、IoTソリューションを活用しているという。

  • スマートな建物管理:スマートデバイスとセンサーを取り付けた建物は、設備管理者がコストを節約し、インフラの健全性を長期化し、エネルギー効率を向上させるために使用できる、これまでにない可視性を備えています。IIoT センサは、HVAC システムに関する詳細なリアルタイムデータを収集します。たとえば、さまざまなゾーンで、必要に応じて暖房を調整するために使用できます。また、センサーは、浸水を防止したり、振動を検出したり、編成の亀裂や湿度の露出などの構造上の完全性の懸念を古い建物で発見したりするために、早期に漏れを発見するために使用することもできます。

  • 持続可能な公益事業とエネルギー管理:IIoT テクノロジーは、使用パターンの監視から需要の予測、エネルギー消費の最適化まで、エネルギーおよび公益事業部門で無数の使用を行っています。分散型マイクログリッドでは、ソーラーパネルやその他の代替エネルギー源を持つエネルギー消費者は「プロシューマー」になることができます。電力の使用量とグリッドに再販売できる量を確認したり、最適な状態で再分配したりすることができます。

IIoT 変革に向けた次のステップ

ビジネストランスフォーメーションを成功させるには、適切な変更管理戦略と、ビジネス全体にわたる定期的かつ有意義なコミュニケーションへのコミットメントが必要です。IIoT ネットワークの構築は、夜間に行う必要はありません。最新のクラウド ERP から始めて、事業運営を一元化および統一し、スマートデバイス、スマートチーム、スマートシステムを接続、統合しながら徐々に構築することができます。 

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