1 第 1 回 つながる 世 界 の 開 発 指 針 検 討 WG 資 料 6(15-tskk-1) 論 点 1 つながる 世 界 の 基 本 モデル 案 2015 年 8 月 5 日 ソフトウェア 高 信 頼 化 センター
概 要 セーフティ セキュリティ 信 頼 性 要 件 について 議 論 のためには 基 本 的 な 構 成 やつながり 方 の 考 慮 が 必 要 世 の 中 にあるアーキテクチャを 参 考 にしながら つながる 世 界 に 関 して 本 WGにおいて 検 討 を すすめるための 基 本 的 なモデルを 定 義 する の 高 度 化 を 実 現 生 産 現 場 等 を つ な (CPS ) い で 産 業 基 盤 異 なる 分 野 の 製 品 がつながって 新 しいサービスを 創 造 (IoT) Cyber Physical society (CPS( 超 情 報 化 ) 社 会 )の 概 念 図 出 典 平 成 27 年 4 月 産 業 構 造 審 議 会 商 務 流 通 情 報 分 科 会 情 報 経 済 小 委 員 会 中 間 とりまとめ を 元 に 追 記 2
IoTのモデルについて ISO/IEC JTC1 SWG5の 調 査 等 からIoTのリファレンスについては 様 々な 標 準 化 団 体 やコンソー シアムが 定 義 していて 統 一 されていない 状 況 主 要 なリファレンスの 内 onem2m IIC Indesutrie4.0を 参 考 として 検 討 1. 公 開 されている 主 要 なリファレンス onem2m Release1 (2015 年 1 月 ) IIC Industrial Internet Architecture (2015 年 6 月 ) Industrie4.0 RAMI4.0 (2015 年 4 月 ) 2. ISO/IECの 取 り 組 み 状 況 ISO/IEC JTC1 SWG5 Study Report on IoT Reference Architectures/Frameworks (2014 年 8 月 ) 様 々な 分 野 にわたって 調 査 されており 共 通 のリファレンスの 必 要 性 が 提 言 されている JTC1 Standards:5 分 野 調 査 されている 例 えばSensorNetworkはプラグアンドプレイの 管 理 重 視 ITU-T recommendations: 例 えばITU-T Y.2060は 構 成 要 素 中 心 Y.2063 WoTはWeb 技 術 重 視 ETSI:oneM2Mの 規 格 はETSI 等 を 規 格 をベースに 検 討 GS1:タグのユニークな 割 り 当 て 重 視 他 3
onem2m(release1)リファレンス 狙 い 標 準 化 を 推 進 することにより 垂 直 統 合 的 にしかできなかったビジネスにおいて 水 平 方 向 のサービス 展 開 を 図 る 構 成 要 素 振 る 舞 い M2Mを6 階 層 とし そのうちプラットフォーム ゲートウェイ デバイ スから 構 成 要 素 を 抽 出 構 成 要 素 の 振 る 舞 いはアプリケーション 機 能 (AE) 共 通 サービス 機 能 (CSE)で 定 義 関 係 性 機 能 (Entity) 間 の 関 係 を 定 義 その 他 セキュリティについては 共 通 サービス 機 能 で 定 義 またCSEをもたない 低 機 能 デバ イスも 定 義 されている( このような 配 置 方 法 はセキュリティ セーフティ 信 頼 性 の 検 討 の 実 施 に 適 している) M2Mのレイヤー 構 造 と 標 準 化 対 応 onem2mアーキテクチャ( 実 装 イメージ) 出 展 M2M 標 準 化 最 新 動 向 onem2m 技 術 仕 様 ( 初 版 )の 全 貌 http://ftp.onem2m.org/others/marcom/01_regional_event_materials/20140901_arib -TTC%20Joint%20Seminar%20on%20oneM2M%20Standardization%20(Japanese).pdf 4
IICリファレンス 狙 い 産 業 分 野 のためのリファレンスを 定 義 構 成 要 素 振 る 舞 い 全 体 を3 階 層 に 分 類 し(NWやゲートウェイを 含 めるとM2M 階 層 と 大 き な 差 はない) それぞれから 構 成 要 素 を 抽 出 し 振 る 舞 いを 定 義 関 係 性 垂 直 方 向 のデータフローと 制 御 フローで 関 係 を 定 義 Three-tier IIS( ) Architecture 出 展 Industrial Internet Reference Architecture http://www.iiconsortium.org/iira-1-7-ajs.pdf IIS:Industrial Internet System 5
Industrie4.0 RAMI4.0 狙 い 関 係 する 事 業 者 が 利 用 する 様 々な 技 術 の 相 互 運 用 性 を 重 視 スマートグリッドアーキテクチャモデル(SGAM)を 踏 襲 した 立 方 体 の 形 式 で 定 義 立 方 体 の 横 方 向 はPLM(プロダクト ライフサイクル マネジメント) 立 方 体 の 奥 行 方 向 はTIA(トータリー インテグレイティッド オートメーション) 立 方 体 の 垂 直 方 向 は 相 互 接 続 の 求 められるサービスや 機 能 をそれぞれのレベルに 応 じて 配 置 することを 意 味 する TIA PLM ERP 基 幹 システム 製 品 設 計 生 産 設 計 生 産 管 理 在 庫 管 理 実 行 系 / 計 画 系 / 統 合 計 画 MES 製 造 実 行 システム 販 売 管 理 保 守 保 全 アフター サービス SCADA 生 産 監 視 制 御 システム PLCシーケンサ 機 器 制 御 装 置 RAMI4.0 をもとに 経 済 産 業 省 が 作 成 した 図 出 典 経 済 産 業 省 2015 年 度 版 ものづくり 白 書 本 文 http://www.meti.go.jp/report/whitepaper/mono/2015/honbun_pdf/pdf/honbun01_03_02.pdf I/O 入 出 力 FA 機 器 センサー 等 6
つながる 世 界 のモデル(IoT 基 本 モデル) IoT 基 本 モデルはアプリケーション データ 通 信 機 能 等 から 成 る IoTの 構 成 要 素 としてはIoTサーバ IoT 集 約 があげられる 構 成 要 素 はそれぞれがIoTであり それらをつなげた 全 体 のシステムにおいてもIoTとなる (System of Systems) 構 成 要 素 1. 構 成 要 素 現 実 世 界 からのデータ 収 集 (センサー 車 等 ) 収 集 したデータの 集 約 サーバとの 中 継 IoT 集 約 (ゲートウェイ 等 ) データ 蓄 積 分 析 制 御 サービス IoTサーバ 2. 補 足 : IoT 機 器 ではセンサーのように 低 機 能 で 信 頼 性 要 件 を 配 備 困 難 な 機 器 と 配 備 可 能 な 機 器 を 区 別 が 必 要 低 機 能 端 末 高 機 能 端 末 IoT 基 本 モデル アプリケーション データ 通 信 機 能 その 他 モノ その 他 はOS, ミドルウェア ハードウェアなど IoTサーバ IoT 集 約 7
IoT 基 本 モデルのつながり 方 の 例 IoTサーバ IoT 集 約 間 におけるつながり 方 のパターンとしては 以 下 のような 例 が 考 えられる IoT 基 本 モデルのつながり 方 の 例 1 垂 直 方 向 の 接 続 IoTサーバ 3 複 数 のIoTサーバ 間 の 接 続 IoT 集 約 IoTサーバ IoTサーバ (IoT 集 約 ) (IoT 集 約 ) 2 間 の 直 接 接 続 ( Car2Car 等 ) 上 記 の 図 において 接 続 される には2つのレベルを 想 定 セキュリティ 等 の 対 応 が 可 能 な 高 機 能 端 末 セキュリティ 等 の 対 応 が 不 可 能 な 低 機 能 端 末 8
( 参 考 )IoT 基 本 モデルのユースケースについて 1 交 通 情 報 配 信 2Car2Car 通 信 3 交 通 情 報 配 信 +ゴミ 収 集 3 スマホからエアコンの 操 作 9
ユースケース1: 交 通 情 報 配 信 垂 直 方 向 にデータを 集 めてサービスするケース 1 データ 収 集 プローブカー( 複 数 )を 直 接 インターネットに 接 続 しデータ 収 集 2 データ 蓄 積 解 析 大 量 の 車 両 データ( 時 刻 位 置 等 )を 蓄 積 過 去 実 績 をもとに 速 度 旅 行 時 間 を 補 完 し 分 析 3 制 御 サービス 放 送 などによりリアルタイムに 交 通 情 報 として 配 信 IoTサーバ: 車 両 から 送 付 されたデータの 蓄 積 データ 分 析 交 通 情 報 配 信 (プローブカー) 車 両 データを 送 付 凡 例 : 通 信 の 流 れ ( 注 ) 上 位 層 から 下 位 層 への 制 御 データの 流 れ 下 位 層 から 上 位 層 編 への 計 測 データの 流 れ 同 じ 層 間 の 通 信 方 向 を 厳 密 に 示 すと 煩 雑 になるのですべて 両 方 向 の 矢 印 とした 10
ユースケース2:Car2Car 自 律 した 機 器 間 で 直 接 通 信 するケース 1. 機 器 間 の 通 信 車 両 間 で 車 間 距 離 など 様 々な 情 報 を 交 換 ( 車 両 ) ( 車 両 ) 11
ユースケース3: 交 通 情 報 配 信 +ゴミ 収 集 ゴミ 収 集 サービスに 交 通 情 報 配 信 サービスのサーバ 間 でデータ 交 換 するケース 1. データ 収 集 プローブカーとゴミ 箱 をからデータ 収 集 2. データ 蓄 積 解 析 車 両 からのデータ ゴミの 量 を 蓄 積 ゴミの 量 の 過 去 のデータで 配 車 計 画 を 策 定 当 日 の 最 新 のゴミに 量 や 交 通 情 報 をもとに 配 車 を 見 直 し 3. 制 御 :サービス 上 記 配 車 情 報 をゴミ 収 集 車 に 配 信 IoTサーバ: 車 両 から 送 付 されたデータの 蓄 積 データ 分 析 交 通 情 報 配 信 IoTサーバ: ゴミ 箱 から 送 付 されたデータの 蓄 積 データ 分 析 配 車 情 報 作 成 IoT 集 約 (ゲートウェイ) データ 集 約 中 継 (プローブカー) 車 両 データを 送 付 (ゴミ 箱 ) ゴミの 量 を 送 付 12
ユースケース3 :スマホからエアコンの 操 作 スマホとエアコンの 異 分 野 のIoT 機 器 間 連 携 ケース 1. データ 収 集 スマホ エアコンをNWに 接 続 データ 収 集 は 特 に 行 われない 2. データ 蓄 積 解 析 データ 蓄 積 解 析 は 特 になし 3. サービス IoTサーバを 経 由 してエアコンを 制 御 下 図 の 破 線 のように 接 続 するケースも 想 定 される IoTサーバ: エアコンサービス 実 線 のルートであるが 破 線 のルートも 想 定 さ れる (スマホ) エアコン 操 作 データを 送 付 IoT 集 約 (ゲートウェイ): データ 中 継 :エアコン 13