いまさら聞けない IoT と CPS ~ 何が違うの? 最近の動向も概説 ~ CEATEC ブースプレゼン 2016 年 10 月 4 日 -5 日 独立行政法人情報処理推進機構 (IPA) 技術本部ソフトウェア高信頼化センター (SEC) 研究員宮原真次 2016 IPA Software Reliability Enhancement Center
IoT と CPS は何が違うの? IoT:Internet of Things ( あらゆるモノが Internet につながる世界 Internet を介した情報活用の概念 ) CPS:Cyber-Physical System ( センサーデータなどリアルの情報を集めて分析 解析し 機械や人 社会に反映させる ) 定義は諸説あるが CPS は IoT のひとつの活用形態という見方もできる 2
産業の軸で捉えると ( 垂直連携と水平連携 ) CPS: 生産現場等をつないで産業基盤を高度化 ( リアル空間とサイバー空間を融合 ) IoT: 異なる分野の製品がつながって新しい価値 サービスを創造 高度化を実現 生産現場等をつ (CPS ) ないで産業基盤の 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) 出典 平成 27 年 5 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 3
IoT 時代 : 様々なモノやサービスがつながる世界 電力会社 蓄電池 コジェネ HEMS ネットワーク EV/HV 太陽光発電 スマートメータ 自動運転 HEMS 端末 省エネ制御家電 照明 車車間通信 ITS 路側機 ITS& 自動車安全機能の連携 AV ネットワーク 4K 8K コンテンツ ネットワーク家電 ホームサーバ 車載 ECU ホームゲートウェイ 医療 ヘルスケアネットワーク ロボット介護 後付車載器テレマティクス端末 データレコーダ等 New サービス 医療 ヘルスケア機器 医療 ヘルスケアサーバ 持込機器 お弁当セール Convenience ウェラブル機器 ATM 生活圏の公共エリアのネットワーク機器 サービス提供サーバ ( クラウド ) 農地や工場 機器メーカ遠隔監視 制御 出典 : 一般社団法人重要生活機器連携セキュリティ協議会 セキュアライフ 2020 中の図に加筆 HEMS 関連企業 コンテンツ提供企業 医療機関 ヘルスケア企業 自動車メーカ 交通管制 4
IoT の接続デバイスは 2020 年に 250 億 IoT デバイスの半数以上は 消費者関係 (consumer) Automotive Consumer Generic Business Vertical Business Connected Things( 百万 ) 30,000 25,000 20,000 Total : 250 億 32 億 52 億 15,000 10,000 132 億 5,000 0 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 35 億 ( 出典 :Gartner 公表データより作成 ) 5
CPS 社会 : 大量のセンサーデータを分析 活用する世界 個人から地球環境まで あらゆるところにセンシングデバイスが遍在する社会が到来 ビックデータ AI 解析 CO 2 20:00 22:00 DB インターネット パーソナル情報管理 分析センタ 社会状況データ管理 分析センタ 環境 構造情報管理 分析センタ パーソナル情報センシング 社会状況センシング 環境 構造情報センシング 室内環境 体内環境 混雑度測定 渋滞予測 地滑り監視 橋梁健全性 移動履歴 街頭防犯カメラ 氾濫監視水質等環境監視 個人の健康状態や屋内外の環境因子をセンシングし ヘルスケア情報を提供 社会状況をセンシングし 渋滞回避等の次のアクションのための意思決定支援情報を提供 環境 構造情報をセンシングし 可視化情報や将来予測等のアセスメント情報を提供 6
参考 実世界とサイバー空間が相互連携した社会 出典 :JEITA http://www.jeita.or.jp/cps/about/ 7
事例 1) バルセロナ市の公共 IoT( スマートパーキング ) バルセロナ市では 市内全域に Wi-Fi で接続したスマートパーキングメータを配置して 住民に駐車可能な地点の情報をリアルタイムで提供 また スマートフォンでの駐車料金の支払いを可能としている 出典 :Internet of Things - From Research and Innovation to Market Deployment 8
事例 2)JR 東日本 スマートメンテナンス センサ ビックデータを活用した保守コストの大幅削減 ~ 時間計画保全から状況監視保全へ ~ 出典 :JR 東日本 WEB ITpro ニュース 2014.8.26 記事 9
事例 3)General Electric 社の機器データ活用 GE 製の飛行機エンジンに数百個のセンサーを搭載し エンジンの稼働データをリアルタイムで収集 分析 航空会社に対して効率的な運用やエンジン操作方法を提案するサービスを提供 出典 :ITmedia エンタープライズ WEB 2016 年 04 月 20 日 10
IoT と CPS の海外の動き 11
海外の動き : 独 Industry4.0 と米 IIC(Industrial Internet Consortium) 独インダストリー 4. 0 米インダストリアルインターネット 出典 : 経済産業省製造産業局プレゼン資料より 12
The Fourth Industrial Revolution Industrie 4.0 背景: ドイツの日本と似た国情 世界有数の高コスト体質価格競争力の低下 資源 人手の不足 人口構成の変化 ( 少子 高齢化 ) 都市化 ( 都市集中 ) Industrie 4.0 プロジェクト開始 (2012) ドイツ政府主導投資額 2 億 付加価値のある量産システムへの切り替えによって 製造コストの大幅削減 国際競争力の維持向上を図るのが目的 製造のデジタル化を図り 自動化 省力化 ネットワーク化による生産効率向上 リアルタイム性確保 中小企業の強化 活性化 Recommendations for Implementing Strategic Initiative INDUSTRIE 4.0 acatech (April 2013) 13
Industrial Internet 背景 : ビジネスの新たな創出 革新的なビジネス成果への期待 Internet Thinking ( インターネットで考える ) を産業界に適用すること Industrial Internet Consortium(IIC) 設立 (2014.3) Industrial Internet の成長を加速させる非営利団体 ビジネス目的に多くの企業が参画 (2015/09 世界 21 カ国 220 企業 ) 米国政府機関 NIST(National Institute of Standards and Technology) の Public Working Group として活動 Dr. Prith Banerjee Mr. Mobeen Khan Mr. Paul Didier Dr. Jacques Durand Dr. Joseph J. Salvo Managing Director of GlobalExecutive Director, Advanced Solutions Architect Director of Standards and Director of the Industrial Technology R&D, AccentureMobility Solutions, Manager, Internet of Engineering, Fujitsu Internet Consortium, AT&T Business Solutions Things Group, Cisco Systems General Electric Jack Desjardins Mr. Jeff Fedders Dr. Richard Soley Dr. Stan Schneider Dr. Janos Sztipanovits VP of Operations and Chief Strategist, Internet of Things Executive Director, IIC CEO, Real-Time Innovations, Inc. Distinguished Professor of Ecosystem & Alliance (IoT) Group Strategy and Engineering, Vanderbilt Development IBM Technology Office, Intel University Analytics Internet of Things 14
IoT 関連の国際規格類 共通 汎用規格 代表的な業界別 特定規格 規格 / 団体 概要 主要参加メンバー等 IEEE P2413 IoT においてドメイン横断のプラット - フォームを検討 ISO/IEC 30141 JTC1 SWG5の後をうけてWG10でリファ - レンスアーキテクチャを検討 NIST CPS PWG CPSのFramework 検討のためのPublic - WG onem2m 世界の主要 7 標準化団体の共同プロContinua HGI OMA 等業 ジェクト 従来の垂直統合型 M2Mサー界団体約 200 社 ビスを共通 PFで水平統合型に展開 Industrie 4.0 ドイツ政府が製造業のイノベーション政 Siemens Bosch SAP 策として主導 他 IIC エネルギー 医療 製造 運輸 行政にGE AT&T IBM Cisco 焦点 Intel 等 約 240 社 AllSeen Alliance 家電製品 モバイル端末向け規格 Qualcomm LG MS 等 約 50 社 OCF 家庭 企業における多様なデバイス間 Intel サムスン電子 の相互運用のための規格 Cisco MS 他 HomeKit ios( スマホ ) と機器をつなぐ規格 Apple 他約 20 社 15
IoT と CPS の国内の動き 16
IoT 推進体制 :IoT 推進コンソーシアム設立 (2015.10) 出典 :IoT 推進コンソーシアム http://www.iotac.jp/wg/security/ 17
IoT に関する各種ガイドラインの関連性 サイバーセキュリティ基本法 ( 平成 26 年 11 月 12 日 ) 改正 :H28.4.22 サイバーセキュリティに関する基本的な計画を定める 具体化 サイバーセキュリティ戦略 (H27.9.4) 内閣サイバーセキュリティセンター (NISC) IoT システムのセキュリティに係る総合的なガイドラインや基準の整備を行う 具体化 IoT セキュリティガイドライン (H28.7.5) IoT 推進コンソ ( 経産省 総務省 ) NW 構築 サービスを含むガイドライン 安全な IoT システムのためのセキュリティに関する一般的枠組 (H28.8.26) 内閣サイバーセキュリティセンター (NISC) IoT セキュリティの基本原則 取組方針 提案 提案 サイバーセキュリティマネジメントシステム日本情報経済社会推進協会 (JIPDEC) ネットワークセキュリティの要件 つながる世界の開発指針 (H28.3.24) 情報処理推進機構 (IPA) IoT 機器 システム開発の要件 産業分野に展開 製品分野別セキュリティガイドライン (H28.6.8) 重要生活機器連携セキュリティ協議会 (CCDS) 車載器 IoT-GW ATM POS 分野のセキュリティガイドライン 18
つながる世界の開発指針を策定 つながる世界の開発指針の特徴 本開発指針は 2016 年 3 月 24 日に公開 http://www.ipa.go.jp/sec/reports/20160324.html 19
つながる世界の開発指針 ( 詳細はパネル前で ) IoT 機器 システムの開発者 保守者 経営者に最低限検討して頂きたい安全 安心に関する事項をライフサイクル視点で整理 方針 分析 大項目 つながる世界の安全安心に企業として取り組む つながる世界のリスクを認識する 指針 指針 1 安全安心の基本方針を策定する 指針 2 安全安心のための体制 人材を見直す 指針 3 内部不正やミスに備える 指針 4 守るべきものを特定する 指針 5 つながることによるリスクを想定する 指針 6 つながりで波及するリスクを想定する 指針 7 物理的なリスクを認識する 指針 8 個々でも全体でも守れる設計をする 指針 9 つながる相手に迷惑をかけない設計をする つながる世界の開発指針の内容 目次第 1 章つながる世界と開発指針の目的第 2 章開発指針の対象第 3 章つながる世界のリスク想定第 4 章つながる世界の開発指針 (17 個 ) 第 5 章今後必要となる対策技術例 指針は ポイント 解説 対策例を記述 開発指針を書籍化し 2016 年 5 月 11 日に発刊 http://www.ipa.go.jp/sec/reports/20160511_2.html 設計 保守 運用 守るべきものを守る設計を考える 市場に出た後も守る設計を考える 関係者と一緒に守る 指針 10 安全安心を実現する設計の整合性をとる 指針 11 不特定の相手とつなげられても安全安心を確保できる設計をする 指針 12 安全安心を実現する設計の検証 評価を行う 指針 13 自身がどのような状態かを把握し 記録する機能を設ける 指針 14 時間が経っても安全安心を維持する機能を設ける 指針 15 出荷後も IoT リスクを把握し 情報発信する 指針 16 出荷後の関係事業者に守ってもらいたいことを伝える 指針 17 つながることによるリスクを一般利用者に知ってもらう 20
IoT の特質とは? IoT セキュリティガイドラインでは IoT の性質を以下の 6 つとしている ( 性質 1) 脅威の影響範囲 影響度合いが大きいこと ( 性質 2) IoT 機器のライフサイクルが長いこと ( 性質 3) IoT 機器に対する監視が行き届きにくいこと ( 性質 4) IoT 機器側とネットワーク側の環境や特性の相互理解が不十分であること ( 性質 5) IoT 機器の機能 性能が限られていること ( 性質 6) 開発者が想定していなかった接続が行われること 21
ホットなニュース IoT 日米で国際基準つくり 出典 :YOMIUTI ONLINE 2016.9.27 http://www.yomiuri.co.jp/economy/20160926-oyt1t50095.html 22
ご清聴ありがとうございました 23
Catch! Check! Click! 24