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 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にわたる自動化と効率に重点が置かれています。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、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ために、そのデータに人工知能と機械学習を適用する必要があります。また、人間のユーザは、可能な限りシームレスにこれらのデバイスと対話して、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る必要があります。

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、収集して送信したデータを保存、管理、分析、および適切に使用可能にする、という 2 つの重要なこと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ています。

• 接続 (および 5G): IIoT ネットワークでは、マシンおよびデバイスで生成される大量のデータを送受信する能力が必要です。これは従来、Wi-Fi接続の電力によって実現され、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がこの計算を変化させ、より大きなデータセットを管理するための帯域幅を増強すると同時に、待ち時間と消費電力を削減している。これらの特性は、より効率的なデータ処理とバッテリ駆動時間の長期化のために、より高速な信号送受信が可能な多数のデバイスをサポートできます。
• IIoT センサー：現在、センサーは新しい産業機器と機械に通常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ゲートウェイ機器も装着できる。これにより、IIoT 資産は、他の物体の近接性、気圧または湿度、運動速度、流体レベル、その他の機械的条件など、環境内の状態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てリアルタイムアクションを通知したり、クラウドを介してセントラルシステム (ERP など) に送信して高度な分析を行ったりすることができます。
• クラウドコンピューティングのパワーとエッジコンピューティング：クラウド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で、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することができます。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採用し、IIoT ネットワークに物理的に近づけるオンプレミスでデータを取得することを意味します。これにより、遅延と遅延が削減され、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 データを中央の AI 搭載システムに定期的に送信することができます。
• AI と機械学習：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 データを処理できるようになります。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構造化されていない複雑なデータの管理と理解にも役立ちます。これらのツールを使用すると、IIoT データを他のタイプのデータインサイト (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) とほとんど無制限に組み合わせて分析することができます。システムが経時的に学習し、データセットが大きくなり、より正確になると、企業は、競争力を高め、コストを削減し、顧客の要求を満たすために、ますます複雑で洗練されたインサイトと学習を収集し始めることができます。
• サイバー物理システムの セキュリティ ：IIoT ネットワークに生命を与えるのと同じ接続性により、それらもリスクにさらされます。ほとんどの企業は、セントラルシステムやデータベースに関してセキュリティとアクセスプロトコルが緊密に行われていますが、IoT デバイスは比較的保護されていないことがあります。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安全性が高いシステムへのフルアクセスを提供できます。幸い、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。ただし、遅れることが多いのは、すべての従業員およびオペレーターに明確に伝達され、強化されるビジネス間セキュリティプロトコルです。セキュリティ戦略がまだ重要でない場合は、現代のあらゆるビジネスにとって最優先事項になる必要があります。

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、企業は機会とリスクに迅速かつ確信を持って対応することができます。また、同じデバイスがデータを送信するだけでなく、データ分析に基づいて指示を受け取り、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. ヘルシーマシン：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ています。AI および機械学習アルゴリズムでは、このセンサーデータを使用して、予測や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。
3. 効率の向上：残念ながら、「破綻しない場合」は、多くの場合、企業が業務ニーズを優先する際に取るべきスタンスです。この姿勢は、非効率なレガシープロセスがプライムを超えてハングする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、効率性と生産性の向上に関する継続的な推奨事項と戦略が実現します。
4. よりスマートな在庫管理：今日の顧客は、翌日配送と、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、より小さく、より分散された倉庫と、より多くの個別アイテムを含むより広範な在庫のネットワークが形成されます。IIoT デバイスは、地理的に分断された倉庫、在庫、配送ネットワークをすべて取り込むのに役立ちます。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、在庫がどこにあるのかを常に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、追加 (3D) プリンタなどのデバイスは、リモート製造業者への依存を減らすことができるため、企業は仮想在庫を保持し、必要な製品をオンデマンドおよびオンサイトで製造することができます。
5. 安全な労働者: どの産業環境でも、常に傷害やひずみの危険があります。今日、多くの企業が IoT 職場の安全デバイスを使用して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送信したり、VR ヘッドセットを使用して作業者が感覚的なエクスペリエンスをスマートデバイスや機械の精度とマージしたり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装着して、人間の相手との物理的な双方向性を監視し、予期しないリスクや反復的な負担から保護し、さらには時間の経過とともに新しい安全なワークフローに通知することもできます。
6. 顧客サービスの向上：IIoT ネットワークは、企業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、透明性とパーソナライズされたロジスティクスが実現し、新製品の製造と開発に顧客のフィードバックと好みを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、現場の状況について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、特に AI を活用したアナリティクス、自動化されたプロセス、クラス最高の ERP と統合されている場合、現代の業界全体で幅広いアプリケーションを提供しています。

• スマート製造：企業は、顧客のフィードバック、メディアのトレンド、およびグローバル市場からデータを収集します。AI を活用したシステムでは、このデータとその他の関連データを統合して、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、機械と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、サプライヤー、在庫の数などを知ることができます。また、IIoT デバイスとマシンを臨機応変にプログラミングして、リアルタイムのイベントや混乱に適応させることもできます。これにより、企業は緊急時対応計画を組み込み、競争力に優れたレジリエンス（回復力）を確保することができます。
• インテリジェントなロジスティクス：スピードとボリュームに対する需要の高まりに応えるために、物流業者は、オンデマンドの小型車両（バイクやスクーターなど）を使用して、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 および追跡デバイスまたはアプリに適合させることで、サプライチェーン管理者は、貨物船や電動自転車のいずれであっても、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、負荷の統合、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 モニターやウェアラブルは、医療機関とつながっていながら、治療をよりコントロールしやすくなります。医療従事者の場合、これらのデバイスによって提供されるデータによって、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するより情報に基づいた徹底的なアプローチが実現します。そして、より多くのハンズオンアプリケーションにおいて、外科的IIoTデバイスは、遠隔手術や高度な診断機器によって、未開発または孤立した地域の医療従事者が感覚的な入力やパートナーをリアルタイムで共有し、世界屈指の医師や看護師たちと共有できるよう着実に向上しています。
• 農業：天候と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です。現代の農業部門では、水やその他の資源を必要に応じて流通させる精密農業から、温度、湿度などの要因を監視するセンサーによる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栽培環境を構築するあらゆるものに IoT ソリューションを使用しています。
• スマートな建物管理：スマートデバイスとセンサーを備えた建物により、設備管理者は、コストを削減し、インフラの健全性を高め、エネルギー効率を向上させるために使用できる業務をかつてないほど可視化できます。IIoT センサは、HVAC システムに関する粒度の細かいリアルタイムデータを収集します。たとえば、必要に応じて、さまざまなゾーンで暖房を調整するために使用できます。センサーは、浸水防止や振動の検出、亀裂形成、湿度の露出などの古い建物における構造的整合性の懸念を早期に発見するためにも利用できる。
• 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さまざまな用途を持っています。分散されたマイクログリッドでは、太陽光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を「プロシューマー」にすることができます。消費電力の量と、グリッドに売り戻すか、最適なタイミングで再配分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、ビジネス全体での定期的に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、一夜にして行う必要はありません。最新のクラウド ERP から開始して、事業運営の一元化および統合を支援し、スマートデバイス、スマートチーム、およびスマートシステムを接続して統合しながら段階的に構築することができます。