Web 端 末 型 IoTプラットフォーム ia-cloudの 概 要 真 のIoT Industrei4.0を 目 指 して IAFフォーラム 2016/7/8 ia-cloudプロジェクトリーダ 橋 向 博 昭
メンバ( 五 十 音 順 ) 伊 藤 ソフトデザイン エス ジー エムシステム オムロン クオリカ ケー ティー システム 産 業 インテグレーションサービス デジタル 日 立 製 作 所 ものづくりAPS 推 進 機 構 (CIMX 富 士 通 ) 安 川 電 機 産 業 オートメーションクラウド (ia-cloud)プロジェクト 製 造 科 学 技 術 センター(MSTC) 産 業 オートメーションフォーラム(IAF) 目 的 傘 下 のプロジェクト 産 業 オートメーション(IA) 分 野 において 様 々なIA 関 ia cloud API 仕 様 の 策 定 と 普 及 連 が の 目 設 的 備 機 器 システムが 保 持 する 情 報 を クラウ 構 成 ドサービスで 利 用 できる 共 通 的 な 仕 組 みを 構 築 する IA 分 野 におけるクラウドサービスを 実 現 する 基 本 プ リーダ ロトコルとデータオブジェクトフォーマットを 規 定 する @bridgeコンサルティング 規 格 を 作 成 する 既 存 のオープンで 標 準 的 な 技 術 規 格 を 利 用 し 必 要 な 拡 張 と 特 化 を 行 う 2
IoT 社 会 とはどんな 社 会? CPS(Cyber Physical System) 社 会 とは サイバー 空 間 と 実 世 界 が 繋 がり 相 互 の 密 接 な 関 係 を 形 成 し 融 合 した 社 会 CPS/IoT 社 会 は 実 世 界 をサ イバー 空 間 に 繋 ぐことで 実 現 する 社 会 実 世 界 の 人 々 様 々な もの こと がサイバー 空 間 に 繋 が り 相 互 に 情 報 交 換 をし 新 しい 価 値 を 創 造 する 世 界 JEITAのCPS/IoTのサイトから 3
IoTは 今 まで(M2M)と 何 が 違 うのか Internet of Things (IoT) モノやコトがインターネットに 繋 がること Industrial Internet of Things(IIoT) GEの 航 空 機 エンジンの 事 例 はほんとにインターネットに 繋 がって るのか? コマツのKOMTRAXはインターネット サイバー 空 間 上 にあるの? これらのベストプラクティスが 持 つ 意 味 は 極 めて 大 きいが サイ バー 空 間 の 片 隅 に 乗 っているだけで インターネットとは 言 えない のでは? 現 在 提 供 されているM2Mと 呼 ばれるデータ 収 集 サービスのほと んどが 携 帯 通 信 網 でインターネット 接 続 を 実 現 しており より 幅 広 く 簡 便 で 安 価 な 接 続 が 期 待 される インターネットに 繋 がって 初 めて IoT じゃないの? 4
Recommendations for implementing the strategic initiative INDUSTRIE 4.0 によれば 産 業 革 命 のドライビングフォースは Industrie 4.0は 今 まで(3.x)と 何 が 違 うのか 1: 水 力 蒸 気 力 2: 電 気 エネルギー 3:エレクトロニクスとIT 4:Cyber Physical Systemsに 基 づく 革 命 サイバー 空 間 に 繋 がることでそこで 何 が 起 こり どう 進 化 するのか 語 っている サイバー 空 間 に 接 続 できない (CPSに 基 づかない)システムは Industrie3.0の 進 化 (3.9?)であり 4.0 ではない サイバー 空 間 とつながることにより 人 と 機 械 がコラボできる サプライチェーンの 情 報 連 携 が 可 能 となりマスカスタマイゼーションが 可 能 となる しかし Industrie4.0の 様 々なドキュメント 事 例 も どうやってインターネットに 繋 が り どのように 情 報 連 携 が 可 能 なのかについて 多 くを 語 っていない 5
Industrie4.0には何と書いてある 従来は個別の通信手段によるリモートサービス インターネットの登場で VPNが普及 しかし 設定管理の仕事量が膨大 Industrie4.0では 個別の接続は不要 ネット上の ソーシャル マシン が SNS のように クラウドベースのプラットフォームに繋がる 6
設 備 メーカ 計 測 制 御 機 器 メーカが 独 自 仕 様 の 通 信 繋 がらない 各 メーカの 独 自 仕 様 である PLCやロボットコントローラの 上 位 通 信 NC コントローラとの 通 信 は ファイアーウォールの 外 からは 使 えない いずれも 外 部 からの 通 信 コマンドを 受 け 実 行 する 独 自 プロトコール 内 向 きアクセス VPN クラウド インターネット メーカ 独 自 の 通 信 仕 様 シリアル 通 信 機 器 も 多 数 存 在 クラウドサービスは Web サーバから 提 供 される 使 うプロトコールは http 7
製 造 業 分 野 にも 共 通 プロトコールや デファクト 標 準 規 格 はある でも PLC 通 信 のデファクト 標 準 となったModbus/TCPも 上 位 からの 通 信 コ マンドを 受 けるもので ファイアーウォールの 外 へは 出 られない OPC UAのSOAP/XMLプロトコールだけは ファイアーウォールを 外 向 き には 通 過 できるが OPC UAサーバがファイアーウォールの 内 側 にあ OPC-UAサーバ るのでやっぱり 繋 がらない Modbus/TCP 子 機 独 自 プロトコール 内 向 きアクセス VPN クラウド PLC 用 LAN インターネット 制 御 用 PCL クラウドサービスは Web サーバから 提 供 される サーバから 工 場 内 部 へは 接 続 できない 8
各 種 業 務 システムは クラウド 利 用 ができる なぜ? CRMや 会 計 ソフト 等 多 くの 業 務 系 クラウドサービスが 利 用 できるの はなぜ? 今 や 基 幹 システムさえもクラウドにおく 時 代 あらゆる 業 務 システム がクラウドサービスで 提 供 されている Web 端 末 デファクト 標 準 REST-JSON API 様 々な 業 務 用 クラウドサービス クラウド Webブラウザ インターネット CRM WebEDI 会 計 管 理 社 内 コミュニケ-ション ファイル 保 管 共 有 9
Web 端 末 型 IoTプラットフォーム ia-cloud Web 端 末 型 IoTプラットフォーム ia cloud のAPIを 実 装 した 設 備 計 測 制 御 機 器 ゲートウエイで 製 造 業 関 連 の 様 々なアプリケーションが クラウドサービス 化 する ia-cloud API 実 装 デファクト 標 準 REST-JSON API 様 々なクラウドサービスが 実 現 クラウド Web 端 末 型 IoT 機 器 インターネット 設 備 稼 働 管 理 生 産 管 理 生 産 計 画 計 測 データ 収 集 予 知 予 防 保 全 10
ia-cloudの 技 術 的 基 盤 Web 端 末 型 IoTプラットフォーム 顧 客 管 理 会 計 処 理 ネットバンクなど ほとんどの クラウドサービスで 使 っているWebデファクト 標 準 技 術 具 体 的 には フィールドデータサーバはWeb 端 末 として http(s) POSTメソッドを 使 用 し 収 集 デー タをJSON 形 式 で クラウドセンタサーバへファイア ーウォールを 通 して 安 全 に 送 信 する ia-cloud フィールドサーバ (FDS) PLC 用 LAN ia-cloud I/F Web 端 末 イントラネット プロトコル 詳 細 通 信 仕 様 を 定 義 ファイヤーウォール // REST-JSON の 場 合 POST /store-data HTTP/1.1 Host: centerserver.host.com/ Content-Type: application/json; charset= utf-8 Content-Length: nnnn <JSONデータ> Webサーバ クラウド サービス インターネット ia-cloud I/F ia-cloud センターサーバ (CCS) このJSONオブジェクトの データモデルを 定 義
生 産 設 備 計 測 制 御 機 器 が インターネットに 繋 がらないのは なぜ? 産 業 オートメーションシステム 計 測 制 御 機 器 の 多 くは 各 ベンダ ーが 独 自 仕 様 のTCP/IPなどを 利 用 した 通 信 仕 様 を 搭 載 しており セキュリティー 上 の 問 題 で インターネットに 接 続 できない そのほとんどが 機 器 のメモリイメージの 直 接 表 現 であり 構 造 化 され 意 味 付 けされたデータ 表 現 になっていないため 個 別 の 知 識 を 持 った 解 釈 評 価 が 必 要 で 情 報 連 携 や 共 有 ができない だから ia cloud Webクライアントの 業 界 標 準 プロトコールREST JSONで インターネ ットに 安 全 に 接 続 IoH(Internet of Human)は Web 端 末 型 の 業 界 標 準 を 利 用 している CRMや 会 計 処 理 などの 業 務 クラウドサービスも 同 様 の 業 界 標 準 で 安 全 に インターネットを 利 用 JSONで 記 述 された 業 界 標 準 データフォーマットを 定 義 12
平 成 27 年 度 ものづくり 白 書 から Webサービスの 標 準 技 術 の 利 用 に よる 真 の 第 4 次 産 業 革 命 Webサービスの 標 準 技 術 を 利 用 し 生 産 設 備 生 産 ラインを 繋 ぐ クラウドサービスとして データ 蓄 積 データ 共 有 のプラットフォームを 提 供 できる 13
インターネット 上 のサイバー 空 間 で 初 めて 隅 々までIoTの 恩 恵 が 届 く インターネットインフラとインターネット 技 術 を 利 用 することで デ ータの 収 集 蓄 積 利 用 のビット 単 価 が 究 極 なまでに 低 減 する そのことによって CPSが 産 業 の 隅 々にまで 普 及 浸 透 する ことが 可 能 となる(Industrie4.0) サプライチェーンの 最 上 流 から 最 下 流 まで 大 企 業 から 中 小 企 業 まで 縦 横 深 さ 方 向 の 情 報 連 携 の 広 がりにより 情 報 の 価 値 が 向 上 する クラウド 上 の 様 々なデータ 利 活 用 技 術 サービスと 連 携 できる スケールアウトを 起 さなければ IoT 第 4 次 産 業 革 命 は 中 小 企 業 までは 届 かない 14
中 小 企 業 もつながる 技 術 Webサービスの 標 準 技 術 を 利 用 すること でインターネット 上 の 様 々なインフラを 活 用 できることから 中 小 企 業 を 含 めた 広 い 情 報 連 携 が 可 能 となる データの 蓄 積 共 有 相 互 利 用 を 可 能 とす るクラウドサービスが 提 供 でき 中 小 企 業 を 含 め 広 くデータ 活 用 が 可 能 となる 単 なるIT 化 にとどまらない 真 のCPSの 形 成 が 可 能 クラウド インターネット 表 示 器 PLC 用 LAN 15
REST-JSON API 仕 様 書 最 新 バージョンは ia cloud Specification REST JSON API Ver 0.62β REST JSONプロトコールを 採 用 SOAP xml > REST xml > REST JSON と 変 化 してきた Webサービス プロトコールの 本 流 下 り 方 向 の 情 報 伝 達 手 段 として WebsocketとJSON RPCを 定 義 将 来 的 に MQTT over Websocket 等 を 考 慮 情 報 モデル(JSON) 基 本 モデル 群 に 加 え サーボ 位 置 決 め 温 調 計 などを 追 加 ORiNのCAOプロバイダーを 追 加 設 備 稼 働 情 報 生 産 管 理 関 連 情 報 を 定 義 今 後 の 実 証 事 業 を 通 じて 情 報 モデルを 追 加 していく 16
今 後 の 計 画 実 証 実 験 発 表 セミナーとデモ 展 示 6 月 23 日 機 械 振 興 会 館 ( 完 了 ) 生 産 と 設 備 TOKYO2016 生 産 システム 見 える 化 展 に 出 展 7 月 20 日 ~22 日 ビッグサイト ものづくりAPS 推 進 機 構 (APSOM)の つながる 工 場 PSLX3とも 連 携 実 証 事 業 実 際 の 製 造 現 場 等 でia cloud 機 器 とクラウドサービスを 利 用 し その 利 用 技 術 の 開 発 とデータモデルの 追 加 仕 様 の 拡 張 を 行 う Websocketによる API 仕 様 の 強 化 他 のWeb 非 対 応 通 信 を ia cloud のWebsocketにパックすること で クラウド 利 用 を 可 能 とする 技 術 開 発 17
生 産 システム 見 える 化 展 デモの 概 要 AWS DynamoDB Webサーバ IA_cloud API AWS 上 に 構 築 する CCS 機 能 7 月 20 日 からの 展 示 会 に 向 け 開 発 中 是 非 会 場 へ 18
Web 端 末 型 IoTプラットフォーム ia-cloudの 発 表 セミナー 実 証 デモ 19