IIoT標準がスマートシティをさらにスマートにする方法

世界標準の日は、世界経済において標準が果たす役割についての認識を高めるために、毎年世界中で祝われています。今年のテーマは「標準は都市をよりスマートにする」です。

なぜ標準なのか

私たちの世界がより接続されるにつれて、私たちが依存するシステムとデバイス間の相互運用性を可能にするための標準化されたテクノロジーに対する要求が高まっています。この接続された世界を、ヘルスケアから輸送、エネルギー、ビルディングオートメーションなど、あらゆるもので構成される産業用モノのインターネット（IIoT）と呼びたいと思います。

従来、これらのシステムはそれぞれ完全に独立しています。それらはさまざまなエンティティによって調達および運用され、さまざまなベンダーのハードウェアとソフトウェアに依存します。システム間で情報を共有するには、複雑で高価な統合ソフトウェアが必要になります。

ただし、IIoTの実装を進めるにつれ、ドメイン間でシステムを統合することで多くのメリットが得られます。これはおそらく、通常はサイロ化された数十の部門で構成されるスマートシティに最もよく似ています。たとえば、ある小宇宙を考えてみましょう。太陽光と風力のエネルギー源を使用してディーゼル発電機を増強し、主電力網が利用可能な場合と送電網に障害が発生した場合の両方で、中断のない安価な電力を提供することを検討している公立病院です。病院はIIoTシステムを使用して発電機とエネルギー負荷を管理します。これらのエネルギー負荷を管理するには、ビルディングオートメーションシステムと統合する必要があります。また、病院内のさまざまな場所やデバイスへの電源を安全に遮断できるかどうかを知るには、分散型患者監視システムと統合する必要があります。 3つのシステムすべてを統合することは、現在の独自の電力管理、ビルディングオートメーション、および医療監視システムにとって大きな課題です。

では、どこから始めればよいのでしょうか？

IIoTの約束と、さまざまな「業界」のシステム間で統合する必要性を実現するには、IIoTシステム間の相互運用性と統合セキュリティという2つのことが必要です。セキュリティは別の記事、つまり10であり、それ自体がインダストリアルインターネットコンソーシアム（IIC）のセキュリティフレームワークドキュメントで取り上げられています。最近、IICは、システムの相互運用性の課題に直接対応する産業用インターネット接続フレームワーク（IICF）を公開しました。

IICFは、IIoTのデバイス、アプリケーション、およびシステム間の構文上の相互運用性の必要性に対応します。その接続アーキテクチャ（図1）は、スマートシティアプリケーションに不可欠な相互運用可能なIIoTシステムの開発を合理化するための鍵です。

図1：産業用インターネット接続フレームワークのリファレンスアーキテクチャにより、デバイス、サブシステム、システムシステム間の相互運用が可能になります。

リファレンスアーキテクチャの中心には、標準ベースのコア接続フレームワークまたはバスがあります。すべてのデバイス、アプリケーション、およびサブシステムをコア接続標準にブリッジすることにより、相互運用性が確保され、セキュリティが簡素化され、統合が合理化されます。ゲートウェイは、レガシープロトコルを使用するデバイスと代替APIを使用するアプリケーションを統合するために使用されます。また、異なる業界のシステム間でも相互運用性を確保するために、コア接続標準間の標準ゲートウェイが2つ以上のIIoTシステムをブリッジします。

IICFは、コア接続の標準基準を使用して、一般的に使用されるいくつかのIIoTプロトコルを評価します。コア接続基準に最も近い4つの標準を特定し、それらが最適に適用するIIoTシステムのタイプに関するガイダンスも提供します（図2）。

図2：4つのコア接続標準に関するIICFのガイダンスの要約。

スマートシティ

スマートシティシステムの潜在的なユースケースを考えてみましょう。自宅の心臓病患者は、救急車サービスに緊急警報を送信する接続されたパルスモニターを作動させる不整脈を発症します。救急車が街の通りを通過するとき、インテリジェントな交通システムはその経路に沿って信号機を同期させます。輸送中、リアルタイムの医療監視データが病院の救急チームに送信され、患者の到着に備えます。病院に入ると、患者の監視デバイスは病院の患者監視システムに自動的に統合されます。このユースケースでは、スマートホーム、スマートトランスポーテーション、スマートヘルスケア業界に統合されたIIoTシステムがあります。コア接続アーキテクチャと標準のコア接続標準によって提供される相互運用性がなければ、統合には費用がかかり、せいぜい脆弱になります。

未来をつなぎ、標準化する

多くのIoTシステムは広範囲で複雑であり、無数のデバイスやモノ、機能サブシステム、さらにはシステム全体にわたる統合が必要になります。この統合の課題には、システム間の相互運用性が必要です。 IICのIICFは、この相互運用性の課題に直接対処するコア接続標準に関する接続参照アーキテクチャとガイダンスを提案します。

IIoTを通じて、私たちはよりインテリジェントな世界を構想しています。私たちの車が街灯に話しかけて交通量を減らし、スマートグリッドを通じて電力を最適化してエネルギー効率を高め、接続された医療システムによって愛する人がスムーズに病院を訪れる世界。標準、技術フレームワーク、イノベーションにより、私たちは協力して都市をよりスマートにすることができます。

この投稿は、もともとObjectManagementGroup®（OMG®）ブログで公開されていました。