産業用モノのインターネット (IIoT) | 2023 年に知っておくべきこと

IIoTとは？

モノのインターネット (IoT)は、インターネットまたはその他の通信ネットワークを介してデータを交換および処理するすべての異なるテクノロジ (センサー、コンピューター、マシン、ウェアラブル テクノロジ、ソフトウェア、およびその他のテクノロジ) を表します。これには、iPad、ボイラー、電話、セキュリティ システム、照明など、家庭内のさまざまなインターネット接続デバイスが含まれます。または、オフィス、工場、さらには広大な都市環境 (スマート トラフィック システム、街灯、監視システム、送電網など) で見られる接続を指す場合もあります。

上記を踏まえると、産業用モノのインターネット (IIoT)とは、製造および産業プロセスを強化するために、インターネットまたはネットワークに接続されたデバイスや機械を使用することを指します。これには通常、センサーとアクチュエーターの使用が含まれ、より良い監視、自動化、および分析の機会が生まれます。

2023 年のインダストリアル IoT の最大のストーリーは何ですか?

スケーリングの問題

この 1 年間、IoT ソリューションを工場/プラント/デポの運用から全社的な運用に移行することについて多くの議論がありました。IIoT のこの「スケーリング」は、多くの場合、ソリューションを提供する企業が若く、独自のソリューションをスケールアップした経験がほとんどないという事実によって妨げられています。

統合の複雑さと不十分なライフサイクル サポートも問題を引き起こし、IIoT ソリューションの購入者の 80% は、パイロット プロジェクトの60% 未満しかスケールできません。これは、企業がこれらのスケーリングの問題を解決することに熟達するにつれて、時間の経過とともに変化しますが、今のところ、すべてのメーカーは、ソリューション プロバイダーが運用されている時間の長さと、関与しているプロジェクトの規模を疑問視する必要があります。 

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IIoT セキュリティはあまり問題にならない

ネットワークに接続されるデバイスやセンサーの数が増えると、必然的にネットワーク内の脆弱性の数が増えます。これは、家庭環境ではそれほど問題にならないかもしれませんが、産業環境では、セキュリティ違反は、生産の損失、機器の損傷、収益の損失、および重大なデータの盗難を引き起こす可能性があります. このため、すべての本格的な IIoT ベンダーはデータ セキュリティを真剣に受け止めており、サイバー犯罪者との戦いに勝利しているようです。 

もともと分離された分離されたネットワークとして設計された多くの IIoT システムは、現在、拡大する Web 接続ネットワークに接続されています。これはサイバー攻撃の機会を生み出していますが、ほとんどの IIoT サービス プロバイダーはリスクを認識しており、潜在的な危険を相殺することができます。産業用システム管理者が適切なシステム セキュリティを確保するために使用するベスト プラクティスがいくつかあります。既存のサイバーセキュリティ フレームワークを使用し、LAN セキュリティを優先し、エンドポイントを保護します (強力なパスワード ポリシー、ファイアウォール、ウイルス対策ソフトウェアなど)。これらのプラクティスがより洗練されるにつれて、IIoT システムにかかる初期のセキュリティの負担が緩和され、大量採用への主要な障壁が低くなりました

無線センサーの現状

資産のリアルタイム追跡に対する需要が高まるにつれて、ワイヤレス センサーは IIoT システムにおいてますます重要になっています。ただし、ワイヤレス センサーの世界は、ワイヤレス データ転送の複雑さに慣れていない人にとっては混乱を招く可能性があります。

ワイヤレスでデータをブロードキャストおよび受信するために使用される技術にはさまざまな種類があり、それらはさまざまな産業シナリオに適用されます。産業環境の複雑さ、障害物の数、屋内と屋外のスペースのサイズ、およびその他の多くの要因により、特定の無線信号は、特定の環境またはそれらの環境内の特定のデータ ニーズにより適している場合があります。いくつかの例は次のとおりです。

BLE  (Bluetooth Low Energy) は、特定の産業用タスクに非常に役立つ可能性があり、携帯電話技術で既に広く使用されています。人や資産の追跡に簡単に使用でき、他のソリューションよりも消費電力が少なくてすみますが、不正確で信号が歪む可能性もあります。

UWB  (ウルトラワイドバンド) は BLE よりもはるかに高い帯域幅を備えているため、大規模なデータセットの転送がはるかに簡単になります。また、信号が干渉を受けにくいため、はるかに正確なデータ読み取りを作成できます。 

GPS は資産の位置を特定するために使用できますが、衛星に依存しているため、屋内環境ではあまり役に立ちません。RTK-GPS は、衛星データのクリーンアップに役立つベース ユニットを使用することで、屋外の精密追跡に広く普及しています。

これらのワイヤレス システムがどのように競合し、相互接続するかは、IIoT が成長し、革新するにつれて、主要な関心領域になるでしょう。

新しい Wi-Fi ネットワークの戦い (5G プライベート ネットワークと Wifi 6)

5G プライベート ネットワークと Wi-Fi 6 の間で激戦が繰り広げられています。どちらも産業環境で勢いを増そうとしていますが、どちらにも異なる長所と短所があります。最近、Tesla が 5G を選択したと発表したことで、人々は Wi-Fi 6 を選択するだろうと思っていたにもかかわらず、大騒ぎした理由は何でしょうか? また、Wi-Fi で支配的な勢力になるのはなぜでしょうか?

従来の Wi-Fi ネットワークは、コンピューターや電話をオフィス ネットワークやホーム ネットワークに接続するのに効果的でしたが、自動車工場などの産業環境では、Wi-Fi は長年にわたって問題を抱えていました。機械は Wi-Fi 信号を妨害し、環境はしばしば過酷であり、生産に不可欠なネットワークは、ネットワークに接続している他のデバイスによって中断または過負荷になる可能性があります。実現までには長い時間がかかりましたが、これらの問題を解決するために新世代の Wi-Fi システムが登場しており、主な競合相手は Wi-Fi 6 と 5G です。

哲学的には、Wi-Fi 6 はワイルド ウェストに似ています。これは、対応するプライベート 5G よりもはるかに自由で順応性があります。プライベート 5G は、一般に動的ではありませんが、セットアップに多くの煩雑な手続きが必要です。しかし、ネットワーク間のコアの違いに関係なく、ネットワークの必然的な拡張は、より効率的で費用対効果の高い企業につながります。多くの IIoT ハードウェア プロバイダーは、どちらの Wi-Fi システムが勝つかを賭けてヘッジする必要がありますが、多くの企業は自社製品を両方に対応させることをすでに選択しています。間違った選択をした企業からの興味深い影響を期待してください。

予知保全

最近注目を集めている IIoT の 1 つの分野は、予知保全です。IIoT を介してツールや機器をリアルタイムで監視することで、機械の故障や生産の中断を防ぐことができます。通常時の異常チェックに加え、振動解析、赤外線解析、音響音響解析を組み合わせることで実現します。予知保全は、使用状況に関係なく定期的にメンテナンスをスケジュールする予防保全とは異なります。予防保守は明らかに費用対効果が低く、多くの企業は予測モデルに切り替えることで大幅なコスト削減を実現しています。

AI 外観検査と品質保証

予知保全に関連して、AI Visual Inspection は多くの産業環境で品質保証の重要な部分になりつつあります。タグとセンサーは多くの便利なリアルタイム追跡ソリューションを提供しますが、多くの場合 AI 拡張機能を備えたシンプルなカメラを使用すると、多くのプロセスの時間が短縮されます。AI 学習システムは、時間の経過とともに検査プロセスを改善し、機械、製品、および環境の検査を自動化できます。これらのシステムの多くは、許容可能な製品モデルと検査中の製品の画像を比較する「拒否決定エンジン」を利用しています。結果は、履歴データとともにリアルタイムで表示されます。このテクノロジーが発展するにつれて、多くの企業は大幅なコスト削減を期待できます。

ウェアラブル

Fitbits から Apple Watch に至るまで、インターネットに接続されたウェアラブル デバイスが登場してからしばらく経ちます。しかし、COVID-19 のパンデミックにより、産業環境でのウェアラブルの使用が加速し、追跡技術が一般に受け入れられるようになりました。社会的距離、労働者の安全、およびセキュリティに使用されるウェアラブル タグとインターフェイスは、産業環境でますます一般的になる一方です。衣服やヘルメットに付けられることが多いタグは、特定のワークステーションへの従業員の近さに基づいてプロセスを自動化するためにも使用できます。タグ付け技術が安価になり、タグとウェアラブル インターフェイスの利点が明らかになるにつれて、従業員はその使用に慣れる一方です。 

エッジ コンピューティング

過去 1 年間の主要なトピックであったエッジ コンピューティングは、ますます多くの IoT デバイスが産業環境に組み込まれるにつれてますます重要になっています。原則として、エッジ コンピューティングは、IoT デバイスによって作成されたデータの保存、処理、および分析の方法を変更します。以前は、このデータのほとんどがクラウドベースのソリューションまたはエンタープライズ データ センターに保存されていましたが、現在、企業は、このすべてのストレージ、処理、および分析作業を、データが発生するデバイスの近くに移動しようとしています。スマート ファクトリや産業サイトによってデータ負荷が大幅に増大する中、このデータを「エッジ」、つまり近くに保持することは、はるかに費用対効果が高くなり、リモート ストレージと処理に関連する遅延の問題も軽減されます。重い作業が完了した後、必要に応じて関連データをクラウドに送信できます。   

チップ不足アップデート

COVID-19 パンデミックから産業界にもたらされた大きな話題の 1 つは、サプライ チェーンの問題がマイクロチップ生産に及ぼす影響でした。ほとんどすべての自動車が正常に機能するためにマイクロチップのバッテリーに依存しているため、自動車業界はこの問題の影響を特に受けています。IIoT システムに不可欠なマイクロコントローラやセンサーにマイクロチップが使用されているため、IIoT も脆弱です。しかし、問題を引き起こしているのはパンデミックだけではありません。ますます多くのスマート デバイスが市場にあふれているため、マイクロチップに対する需要が多くの問題を引き起こしています。

とはいえ、追加の生産能力は今後 1 年か 2 年で利用できるようになり、IIoT 自体は、将来のサプライ チェーンの問題、特にその予測機能を円滑化するために重要になる可能性があります。このような環境で生産上の問題をインテリジェントに解決できる企業は、大きな競争上の優位性を得ることができます。