産業用IoT（IIoT）とは：定義、重要性、産業変革の推進力

Industrial Internet of Things（IIoT、産業用モノのインターネット）が企業の意識に飛び込んでから5年が経過し、この接続されたインテリジェントな機械とデバイスの強力な新時代について多くが議論され、書かれてきました。それらの情報の大半がデジタルランドスケープに分散しているため、RTIはIIoTの何（What）、なぜ（Why）、どう（How）、どこ（Where）を統合しました。ご意見はinfo@rti.comまでお寄せください。

IIoT（産業用IoT）入門

インターネットは人々のコミュニケーション、仕事、協働のあり方を変えました。今、焦点は機械に対して同じことを実現することに移っています。過去10年間、システム開発者はセンサー、エッジノード、分析を相互接続し、運用を高生産性環境へと昇華するスマートシステムの構築に注力してきました。これらの接続されたエコシステムが、私たちが産業用IoT（IIoT）と呼ぶものです。

この第4次産業革命は、産業オートメーション史上最も破壊的なものであり、ヘルスケアからエネルギー、輸送から製造まであらゆるセクターに影響を与えています。変化のペースは加速し、より強力なコンピュートと分析プラットフォームから新たな能力が生まれています。あらゆる業界のエンジニアが間もなくこれらの進歩を活用し、機械とプロセスを接続し、前例のない効率と信頼性を解き放つでしょう。

IIoT（産業用IoT）とは何か

IIoTとは、産業アプリケーションを実行する機械、デバイス、センサーの自動化された相互関連利用を指します。ビッグデータと機械学習に強く重点を置き、IIoTは組織が運用効率を向上させ、人対機械インタラクションを削減し、実用的なデータから新たな収益モデルを切り開くことを可能にします。2023年のIDCレポートによると、IIoT市場は2027年までに1.7兆ドルに達すると予測されています。

Industrial Internet ConsortiumはIIoTシステムを以下のように定義しています：「モノのインターネット、機械、コンピュータ、人々により、高度なデータ分析を用いたインテリジェントな産業オペレーションを可能にし、変革的なビジネス成果をもたらす。」

詳細については、RTI CEO Stan Schneiderの電子書籍『The Rise of the Robot Overlords』をダウンロードしてください。簡潔なビデオ概要については、以下のIDGクリップをご覧ください。

IoTとIIoT：違いは何か

「Internet of Things」という用語は、1999年にKevin AshtonがProcter & Gambleへのプレゼンテーションで最初に使用しました。初期のIoTは消費者向けアプリケーションに焦点を当てていました。卵が切れそうになると知らせてくれるコネクテッド冷蔵庫などを想像してください。

IoTは、ウェアラブルからホームセキュリティシステム、旅行計画アプリまで、すべての接続アプリケーションのスーパーセットです。市場規模は数千億ドル規模で、あらゆる業界を破壊してきました。利便性への消費者需要が、データを新たな成長機会に活用する企業の関心を駆り立てています。

対照的に、IIoTは輸送、製造、エネルギー、農業などの産業分野を対象としたIoTの特殊なサブセットです。産業アプリケーションはより高い複雑性、相互運用性、セキュリティを伴うため、技術要件はコンシューマーIoTとは大きく異なります。両分野とも課題に直面しますが、自律産業システムでは賭けとリスクがはるかに大きくなります。

過去数年間、大学、企業、コンソーシアム、標準化団体が協力し、安全でスケーラブルで信頼性の高いIIoTソリューションを推進してきました。

インダストリー4.0とIIoT

インダストリー4.0は、ドイツ政府の「ハイテク戦略2020」の下で発足し、機械とプロセスがサイバーフィジカルシステムに自動的に統合される接続されたバリューチェーンを推進します。目標は、先進技術による製造価値の向上と廃棄物削減です。

初期の議論ではインダストリー4.0とIIoTの区別が試みられましたが、今日のコンセンサスは、両者の共通点の方が相違点より多いというものです。両用語とも、機械、デバイス、分析の融合による生産性と成果の向上を表しています。

主要IIoT業界と用途

IIoTアプリケーションはほぼすべての業界に浸透しています：

航空宇宙 – 空港、航空機、ドローン、無人機
農業 – 精密農業と家畜監視
自動車 – コネクテッド、準自律、完全自律車両
エネルギー – スマートグリッド、分散型エネルギー資源、再生可能エネルギー
ヘルスケア – コネクテッド医療機器、ロボット手術、画像診断
製造 – コネクテッドファクトリーとデジタルツイン
軍事 – シミュレーション、訓練、自律作戦
石油・ガス – 探査、精製、パイプライン監視
スマートシティ – 市民サービス、駐車、インフラ
輸送 – バス、地下鉄、列車、新興ハイパーループ

クロスインダストリーのユースケースには、自律システム、通信ネットワーク、ロボティクス、ドローン、ハプティックインターフェースが含まれます。

IIoTの仕組み

典型的なIIoTシステムは、エッジセンサーから中央クラウド分析まで、複数のデバイスとネットワーク間でデータを共有します。膨大なデータ量を管理しながら厳格な安全・セキュリティ要件を満たすことは困難です。Industrial Internet Consortiumのデータバスアーキテクチャは、データインモーションのリアルタイム管理により、デバイスがメッセージ交換ではなく共有・フィルタリングされたデータオブジェクトを通じて通信できるようにすることで、この課題に対処します。

データバスの詳細については、RTIの専用ウェブページをご覧ください。

IIoT接続性

接続性はデータ密度の高いIIoTアプリケーションの背骨です。Industrial Internet Connectivity Framework（IICF）は、断片化した接続ソリューションのランドスケープをマッピングし、孤立したシステムのデータを解放し、業界横断的な新規アプリケーション開発を加速する参照アーキテクチャを推奨します。

IICFは、ドメイン固有技術の忠実性を保ちながら構文的相互運用性を提供する、ゲートウェイベースの統合とコア接続標準を推進します。

エンジニア、開発者、アーキテクトのためのIIoT

IIoTは単なる技術アップグレードではありません。ベンダー関係を書き換え、収益性を再定義し、提供モデルを変革します。エンジニアとアーキテクトは、不確実な環境で完璧に動作し、数十年スケールするシステムを設計しなければなりません。2015年初版、2019年更新のIndustrial Internet Reference Architecture（IIRA）は、将来対応可能なIIoTソリューションを作るための標準ベースフレームワークを提供します。

IIoTシステムにおけるDDS

Object Management GroupのData Distribution Service（DDS）は、複雑な分散システム向けに設計されたミドルウェア標準です。そのデータ中心アーキテクチャは、IIoTでのレイヤードデータバス実装に最適です。DDSは深海ロボティクスからNASA宇宙打ち上げまで数千のアプリケーションを支え、極めて高い信頼性、拡張性、文脈を持ったデータ完全性を提供します。

DDSはオープンインターフェースを持ち、自動車（AUTOSAR Adaptive）、航空電子（FACE）、グリッドモダナイゼーション（OpenFMB）、医療（OpenICE、MD PnP）の標準で採用されています。またIndustrial Internet Consortiumのコア接続標準でもあります。

IIoTのROI

プロセス自動化により、IIoTは生産性向上、コスト削減、新収益源を推進します。予知保全、品質改善、運用効率化によりスタッフが高付加価値タスクに集中できるようになります。スマートマシンからのデータは、新製品、サービス、ビジネスモデルを可能にする洞察も生み出します。

例えば、IIoTでエネルギー消費を監視するスマートビルディングは、HVACと照明を最適化して運用コストを削減できます。同じデータを電力会社に販売し、数千棟のビルから集約して需要予測と調整を行うことで、新たな収益源を創出できます。

要するに、IIoTは生産性向上、品質強化、新たな成長機会の創出を可能にします。

IIoTへの障壁

メリットがある一方で、IIoT導入には主要な障壁があります。筆頭はセキュリティと相互運用性です。物理システムがオンライン化するにつれ、サイバー攻撃は多大な財務損失や安全への脅威をもたらす可能性があります。セキュリティは後付けではなく、当初からシステムに組み込まれなければなりません。業界リーダーは、セキュリティがIIoT展開の最大懸念事項であることに同意しています。

相互運用性も同様に重要です。IIoTはセンサー、機械、エンタープライズシステム間で世界規模のリアルタイム正確なデータ交換に依存します。共通標準の欠如がコミュニケーションを妨げます。IICFとDDS標準はこれらのリスクを軽減し、シームレスな統合と開発複雑性の低減を可能にします。

RTIとIIoT

データ中心の接続性は、高性能インテリジェントIIoTシステムに不可欠です。DDSの商用リーダーとして、RTIは深海監視から宇宙探査、自律輸送からコネクテッドヘルスケアまで、IIoT環境を支える接続フレームワークを提供します。リアルタイムで高信頼性の接続がいかに貴社のIIoTソリューションを変革できるか、お問い合わせください。