産業用IoTの進化と影響:短い歴史
モノのインターネット(IoT)は、次の産業革命として広く見なされています。過去10年間で、ニッチな概念から主流技術へと移行し、Gartner、IDC、Statistaなどの主要アナリストファームは、継続的なIoT開発が今後10年間で2〜3兆ドル以上のグローバル収益を生むと予測しています。業界専門家は、産業セクターが最大の恩恵を受け、産業用IoT(IIoT)がこの成長の大部分を占めると同意しています。
IIoTがどこへ向かうかを理解するには、そのルーツを1960年代後半まで遡る必要があります。今日のコネクテッドファクトリーへの道は、自動化とマシンツーマシン(M2M)通信の早期イノベーションによって舗装されました。
ささやかな始まり
1968年1月1日、エンジニアのRichard(Dick)Morleyが、プログラマブルロジックコントローラ(PLC)の発明につながるメモを起草しました。彼のModicon PLCは、General Motorsの製造能力を劇的に向上させ、現代自動化の舞台を整えました。
同年、Theodore G. Paraskevakosが世界初のM2Mデバイスを開発し、「デジタル情報の生成と伝送装置」の創造を目指しました。MorleyのPLCとParaskevakosのM2Mデバイスの両方が、IIoTへの基礎的ステップとなりました。
接続性の基盤構築
1980年代に2つのマイルストーンが産業接続性を加速させました。1983年、Ethernetが標準化され、異なるメーカーの機械が共通の物理層で通信可能になりました。6年後、Tim Berners-LeeがCERNでWorld Wide Webを発明し、後に産業データ交換に影響を与えるグローバルな自動情報共有プラットフォームを提供しました。
産業リーダーは、プラントフロアの相互運用可能な接続性の必要性を認識しました。Fisher-Rosemount、Intellution、Rockwell Softwareなどのベンダーグループが「デバイスドライバー問題」に対処するため招集されました。この会議が、現在のOPC Foundationの誕生を意味しました。
接続、協働、協力
初期のヒューマンマシンインターフェース(HMI)と監視制御データ収集(SCADA)システムは、独自プロトコルやベンダー固有ドライバーに依存していました。オペレーターが複数ベンダーのソリューションを統合するにつれ、クロスプラットフォーム通信の必要性が高まりました。一部ベンダーは独自APIを作成しましたが、これらは市場を断片化させました。OPC Foundationの協働的アプローチが最終的に通信を標準化し、エンドユーザーに利益をもたらしました。
1995年、プラントフロアでのMicrosoft Windows台頭が相互運用性への推進を強化しました。Windows 95は、プラグアンドプレイサポートを備えた最初の市販オフザシェルフOSとして、産業ハードウェアとの容易な統合を可能にしました。1990年代後半にはワイヤレスM2M技術が登場し、Ethernetが産業現場でのユニバーサル接続標準となりました。DNP、IEC 61850(電力)、BACnet(ビルオートメーション)、Profibus、CC-Link、HARTなどの業界固有インターフェース標準が専門コンソーシアムを形成し、セクターをIIoTへ導きました。
IIoTを大衆へ
ユビキタスOSとEthernetバックボーンが整うと、より多くのデバイスが接続されるようになりました。1999年、Kevin Ashtonが「モノのインターネット」という用語を、センサーを介してインターネットが物理世界とリンクするネットワークを説明するために提唱しました。この概念により、長期投資であるレガシー機器も接続可能になりました。
画期的な瞬間は、2000年代初頭のクラウド技術の広範な採用に訪れました。Amazon Web Servicesが2002年に開始し、クラウドコンピューティングを企業が利用可能にし、産業アーキテクチャを再構築しました。14年後、クラウドと仮想マシンは新たなIIoT機会を解き放ち続けています。
一方、コンシューマー市場のスマートフォンブームが、産業セクターに小型・スマートなPLC、DCS、ハイブリッドコントローラー、プログラマブルオートメーションコントローラ(PAC)の開発を促しました。バッテリーと太陽光発電の改善により、石油パイプラインのような広大なインフラでの分散センシングが実用的になりました。電力と接続性の融合が、産業データに意味のあるコンテキストをもたらしました。
データが情報へ変わる
文脈化されたデータが実用的な情報となり、OPC Foundationが2006年にOPC UAをリリースするきっかけとなりました。新プロトコルはAPIを物理層から分離し、フィールドデバイス、制御層アプリケーション、MES、ERPシステム向けに設計されました。汎用情報モデルがプリミティブデータ型、バイナリ構造、XMLドキュメントをサポートし、ショップフロアから経営幹部までシームレスなデータアクセスを提供します。
2010年までに、機械と運用データが具体的価値を提供し、組織はデータを縦断的に保存・分析することを求めました。データヒストリアン市場が急増し、センサーコストが劇的に低下し、多くのレガシー(ブラウンフィールド)アーキテクチャがIIoTを採用可能になりました。CitrixやIntelなどのリーダーが支持するエッジコンピューティングと個人デバイスの進歩が、移動中のデータアクセスと分析をさらに強化しました。
IIoTの今日、明日、そして未来
過去6年間で、堅牢な接続性、高度な分析、状態ベース監視、予知保全、機械学習、拡張現実の融合が、IIoTの未来への明確なビジョンを結晶化させました。GE、IBM、PTCなどのテクノロジー大手がIIoTプラットフォームに多額投資し、最近の買収がこれらのソリューションを洗練させています。
Morleyの初期PLCから今日のユビキタスセンサーまで、道のりは長かったが、モメンタムは疑いようがありません。最近のビジネスインテリジェンスレポートは、今後5年間でIoTソリューションに約6兆ドルが費やされ、企業が主要な採用者になると予測しています。
これらの投資は重大なシフトを示唆しています:ITと運用技術部門がますます協働・統合し、MQTT、WAMP、XMPPなどの従来IT標準が産業文脈で牽引力を得ています。統合データがユビキタスになるにつれ、データサイエンティストが経営意思決定の役割へ踏み出しています。
IIoTの正確な軌道予測は困難ですが、現在のティッピングポイントは、より多くのデバイスが接続しデータを生成するにつれ、分析と人工知能の可能性が無限に拡大することを示唆しています。
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