stainless_steel_light_style

Transcription

1 アプリケーション連携とWebサービス アプリケーション連携の変遷と 新たな ia_cloud consulting 橋向 博昭

2 目次 1. IAにおける情報通信 おさらい 通信の標準化は終了 IAシステムはサブシステム毎に閉じていて連携できていない 2. アプリケーション連携の変遷 DCOM (DDE/OLE) CORBA SOAP-XML REST-XML REST-JSON 3. 動的でリッチなWebアプリケーションの仕組み 4. IAシステムでのクラウド情報連携iaCloudの提案 5. IAFでのiaCloudプロジェクト 新しい情報連携の基盤を IAFから発信しましょう OPC-UAとREST-JSONで IAシステムの情報連携を実現するiaCloud を構築

3 通信はTCP/IPで決まり 2001年のスライド TCP/IPで決まりと言っている 下層もEtherで決まり 標準化は終わった でも アプリケーション連携は進んでいない どうして IAシステムは垂直統合型のモデルのベンダーがほとんどで 独立系SIer ISV HSVが少なくそのメリットがない システムベンダの守りが堅く ユーザーコンピューティング も浸透していない で サプリケーション連携の仕組みがない エンドユーザは何を望んでいる

4 典型的 なPAシステム 基幹系システム 生産ライン毎のDCSベンダー間の情報連携 は全く出来ていない 基幹系とは繋がっていない OPCサーバがデータを吐き出せても そ れらをまとめるサービスがない Web上でもベンダー毎の情報閲覧しか出来 ない F/Wを超えられない B社 WEBサーバ On DMZ WEBクライアント MES インターネット 業務用LAN(TCP/IP) A社DCS/SCADA B社DCS 制御用LAN(TCP/IP) 制御用LAN(TCP/IP) フィールドバス 4-20mA フィールドバス 4-20mA

5 典型的 なFAシステム 基幹系システム 生産セルやライン毎の情報化に留まり 上に 横に は繋がっていない 装置メーカ毎の内部情報連携しか取れていない ネットワークにすら繋がっていない生産設備が 多い 装置メーカ毎のシステム F/Wを超えられない WEBサーバ On DMZ WEBクライアント MES 業務用LAN(TCP/IP) インターネット 汎用SCADA/専用監視ソフト スタンドアロオーン PLC用LAN(TCP/IP) M社 スケジューラ/監視ソフト CNC用LAN(TCP/IP)

6 典型的 な遠隔監視 あるいはm2mシステム 専用回線 公衆回線 携帯電話網 イン ターネットと進歩して来ているが それぞれの対象機器毎に独立した専用の サーバがあり個別に契約が必要 F/Wを超える仕組みが確立していないた め 携帯電話網に依存している 通信仕様もデータ構造もそれぞれに異な る m2mコンソーシアムやonem2mなどの今 後の活動に期待 ダイヤルアップによる 電話回線での遠隔監視 インターネットを 利用した遠隔監視 インターネット スマートメータ の提案 PHSや携帯電話網 による遠隔監視

7 典型的なIAシステムは ほとんどのIAシステムは 個別の垂直統合されたサブ システムの集合に留まり サブシステム間のアプリ ケーション連携やクラウドコンピューティングの世界 からほど遠い状況にある 個人やビジネスの世界では 各個人やビジネスの最小 構成単位が 個別にクラウドに繋がり自由にクラウド サービスを利用しているのに対し 大きく遅れている と言える これを打ち破ることは出来るのでしょうか

8 アプリケーション連携の技術の変遷 RPC Object指向の以前から リモートのプロセスに対しての関数呼び 出しの技術があった リモートプロセスの関数を呼び出し 引数を渡してし 結果を受 け取る DDE OLE リモートのWindowsアプリケーション間で データの受け渡しや 埋込を行う仕組み MSOfficeのObject埋込みはこれ DCOM技術による OPC Classic もこの技術 CORBA Windowsの世界だけでなく 標準化が必要でしょ OMGがリモートObjectの呼出し(ORB)や各種のサービスを 標準化 IDL, IIOP など色々出たけど 重いしめんどくさくて

9 XMLでRPC SOAP CORBAって面倒くさいし OLEはWindowsでしか使 えない RPC をXMLで書いてHTTPで送ってみたら XMLってデータ記述言語だけじゃない HTTPでRPCが出来る これってスゴイ IBMもMicrosoft も一緒にSOAP(Simple Object Access Protcol) Web-service って言うなら CORBA の各種サービスも入れちゃ えば Ws-xxxx とUDDI で壮大な構想 Microsoftも.NETでこれに乗りました (Windows XP) SOA(Service Oriented Application)や B2Bのサーバ間 I/Fとして注目された

10 Web上でリッチなクライアント体験を実現する かつてWebページは ほとんど静的な画面を ページ送り で 紙芝居みたいに 表示することしか出来なかった 動的でインタラクティブなWebアプリケーションは サー バアプリとリッチクライアントのアプリケーション連携で 実現される これを実現する多くの技術が開発され提案された Shockwave, Java Applet, ActiveX, Flash なかなか これで決まり とは行かなかった 当初からの基本技術であったhtml 拡張したJavascriptと XMLの組合せで実現したAjax(Asynchronous JavaScript + XML) 現在はこれが主流である

11 動的でインタラクティブな Webページの仕組み WEB1.0の静的なWebページ ちょっとした情報(Tips) JavaとJavascriptは違います Httpはステートレス セッショ ン管理には工夫が必要 これからはhtml5が標準 ユーザがリンクをクリック Http リクエスト レスポンス Get/Post file.html ファイル ブラウザが html ファイルを解釈し画面表示 ユーザがリンクをクリック インターネット WEB2.0以降のリッチなWebページ Ajax one way ユーザがリンクをクリック Http リクエスト レスポンス WEBクライアント Get file.html ファイル ブラウザが html ファイルを解釈し画面表示 Javascript を実行 Httpコマンド Httpレスポンス Get/Postコマンド url + パラメータ XMLファイル Javascriptが画面表示 ユーザがリンクをクリック

12 SOAPからRESTへの回帰 本来WEBはシンプル Web原理主義 HTTPは GET, PUT, POST, DELETEの4コマンドのみで ステートレスである urlを意味付けし XMLデータをHTTPで送ればそれですべ て完結できる これがREST-XML 各種サービス naming, binding,,,,,,) は各サーバ毎に決 めて仕様書で開示し 必要に応じてSDKを配布すれば充 分 機械による自動化は必要ない GoogleやAmazonのWebサービスは SOAP-XMLとRESTXMLの両方をサポートして始まった

13 現在の主流REST JSON RESTでデータを送付 それぞれのサーバ or クライアントで決 められた処理が行われるなら XMLでなくてもいいんじゃな い Javascriptの書式でデータを記述できれば多くの人がハッピー JSON(JavaScript Object Notation) が誕生 これをRESTで送れば サーバが理解してくれる ブラウザは Javascriptエンジンがみんなついてる 今やGoogleやAmazonのWebサービスはこれが現在は主流 SOAP-XMLは新規更新なく2014年でサポート終了予定 Javascript以外の言語 実行環境でもJSONのパーサやハンドリ ングのライブラリが用意されている

14 IA分野でのWebサービスの応用 DCSやSCADAがWebサービスサーバ機能を搭載する 現在 DCS/SACDAはWebサーバ機能はサポート済み 標準I/FとしてWebサービスI/Fをサポートする価値は リッチ監視端末もすべてWebブラウザに出来る クラウド上にDCS/SCADAを置くわけじゃないし PLCやプログラマブル表示器がWebサービスサーバを直接搭載す るともっといいね 現在 Webサーバを搭載した表示器やPLCは既にある Webサービスサーバ機能を載せるのはかなり重い クラウドI/Fとして Webサービスのクライアント機能を搭載 し フィールド機器を取りまとめるフィールドサーバや DCS/SCADAがあるとうれしい

15 iacloud これからのIAのクラウドデータ連携 Webサービスのサーバ機能ではなく クライアント機能を 搭載したフィールドサーバやDSC/SCADA と それに対応したクラウド上のデータ収集 蓄積サーバ プロトコルは OPC-UA(SOAP-XML)と REST-JSON 基本I/FのAPIと 主要データのスキーマを定義 リニアメモリイメージ wordデータ配列 タグ ポイント 履歴データ イベントログ 設備稼働状況 消費エネルギー イントラ内のアプリケーション連携には Webサービスのサー バ機能もI/Fも定義する

16 iacloudの概念図 基幹系システム インターネット iacloud I/F MES イントラネット B社DCS iacloud I/F A社SCADA 制御用LAN PLC用LAN フィールドバス iacloud I/F iacloud センターサーバ 矢印の向は HTTPリクエストの向き iacloud I/F iacloud I/F iacloud I/F PC 表示器 PLC用LAN 制御用LAN ipad 制御用LAN

17 iacloud I/F iacloud フィールドサーバ の基本仕様 フィールドデータ収集機能 フィールドデータを収集し タグ ポイント ヒストリカルなどの定義 に従ってデータObjectを構成し 必要な一次蓄積を行う 標準的なデータObject構造は iacloudプロジェクトで定義し XMLと JSONで記述 データObjectと物理データのマッピングツールを提供 Webクライアント機能 HTTPリクエストで データObjectをクラウドサーバへ送付 データObjectは REST-JSONまたはSOAP-XML(OPC-UA) とする Webサーバ機能 HTTPレスポンスで データObjectをクライアントへ送付 データObjectは REST-JSONまたは SOAP-XML(OPC-UAサーバ)とする

18 iacloud I/F iacloud クラウドセンタサーバ の基本仕様 データObject収集 蓄積機能 フィールドサーバからのデータObjectを収集し データベースに蓄積す る機能 データObjectは HTTPリクエストとして REST-JSONまたはSOAPXMLで受取る データベースに格納したデータObjectのロールアップや統計処理などの 付加機能を提供することも可能 Webサーバ機能 データベースに格納したデータObjectをブラウズするWebアプリケー ションを提供するWebサーバ機能 Ajaxに対応しHTTPリクエストを受け レスポンスでデータベースに格納 されているデータObjectをクライアントへREST-JSONで送付 Webサービスのサーバとして ブラウザ以外のクライアントへのサービ スも可能

19 IAF内にiaCloudプロジェクトを設置しましょう IAF_WGから新しいプロジェクトを発足させ iacloud I/F 仕様を策定する iacloud I/F 仕様に基づき フィールドサーバのリファ レンス実装を行う DCS/SCADAや表示器のベンダーのリクルートも是非 実現したい iacloud I/F 仕様を実装する センタサーバのレファレ ンス実装を行う データ収集事業の事業者のリクルートにも挑戦する エンドユーザのニーズを反映するため エンドユーザ もプロジェクトメンバとしてリクルートしたい

20 iacloudのリファレンス実装 iacloud仕様に基づき フィールドサーバのリファレンス 実装を作成 フィールドサーバのプラットフォームは PCと タブレット端末(iOS, Android) 下位I/Fは ModbusTCPによるPLCI/F iacloud仕様に基づき センタサーバのリファレンス実装 を作成 センタサーバは JAVA EE PHP Rubyなどの何れかから 選択したアプリケーションサーバとGoogle Apps or AWS の クラウドストレージサービスで構成 フィールドサーバ センタサーバとも商用製品の開発をサ ポートし リフェレンス実装と共に展示会に出展