IoTデバイスとは何か？

IoTデバイスとは何ですか？

IoTは、IP接続を使用して人間の介入なしに通信する、一意に識別可能なエンドポイント、つまり「モノ」のネットワークです。

消費者の観点から見ると、一般的なIoTデバイスには、スマート冷蔵庫、ホームセキュリティセンサー、接続照明、サーモスタット、ドアベルなどがあります。これらのデバイスにより、消費者は家電や場所の状態を遠隔で監視し、意思決定と行動を自動化できます。消費者は今や、接続された医療センサー、フィットネストラッカー、リアルタイム在庫追跡、配送ドローンに慣れ親しんでいます。

ビジネス環境で使用されるIoTデバイスは多くの機能を共有していますが、これらのデバイスの用途は各業界に特化しています。産業運用で使用されるIoTデバイスは、産業IoT（IIoT）デバイスとして分類され、プロセスと運用全体で人と機械の両方を追跡するために使用されます。収集されるデータには、圧力、振動、光、熱、湿度の測定値が含まれることが多く、これらは機械の性能指標として、またはシステムの観点から運用を見るために役立ちます。このデータはIoTアナリティクスを使用して処理し、運用改善に役立つ洞察を生成できます。

IoTデバイスの応用範囲は、IoTソリューションを使用する業界と同じくらい広範囲です。医療業界では、プロバイダーは患者監視にIoTデバイスを活用し、患者の指標収集、医療機器の追跡、冷蔵ワクチンの監視を支援しています。製造業者、公益事業者、エネルギー会社は、目標達成のために機器をよりスマートにするIoTデバイスを使用しています：計画外ダウンタイムの削減、安全性の向上、より高品質な製品の提供、持続可能性イニシアチブの基盤提供です。

製造機器プロバイダーは、スマート接続製品を作成するためにIoTデバイスを活用することが増えています。情報と洞察は、リモート監視、スマートフィールドサービス、パフォーマンス最適化、さらにはEquipment-as-a-Service（EaaS）などの新しいビジネスモデルまで、顧客体験を向上させる幅広いユースケースを支えています。

IoTデバイスはどのように動作しますか？

組み込みセンサーは、ウェアラブルデバイスから車両、産業機器まで様々なIP対応物理デバイスの性能を追跡します。センサーは、デバイスが機能を実行する際に温度や圧力などのリアルタイムデータを収集します。オンボードプロセッサーは、送信用にデータを調整するか、場合によってはより複雑なデータ分析を実行します。

IoTデバイスのインターネット接続により、遠隔管理と制御が可能になり、収集されたデータの一貫した交換が実現されます。データは他のIoTデバイスと共有されるか、ゲートウェイを通じて送信され、ローカル（エッジコンピューティング）またはクラウドで分析されます。

IoTデバイスは一般的に、ルールエンジンを実行するIoTプラットフォームに情報を送信します。ルールエンジンは、特定のデータや複数のIoTデバイスからの情報を含む特定の状況にどう反応するかを決定する一連の決定を行うシステムです。これは複雑なロジックを比較的シンプルな方法でモデル化する効果的な方法であり、ビジネスユーザーがプログラマーに依存することなくルールと結果を設定できます。

産業環境では、IoTデバイスは機器の異常な温度や振動を通信する場合があります。これは即座の技術者の注意を促すために使用されるか、機器オペレーターが将来のメンテナンス需要を特定し、計画外ダウンタイムを防ぐのに役立つメンテナンスモデルに情報を提供します。

IoTデバイスはIoTプラットフォームとどのように連携しますか？

IoTプラットフォームは、IoTエコシステム内のすべての「モノ」を接続するツールと機能を提供するアプリケーションです。デバイスライフサイクル管理、デバイス通信、データアナリティクス、統合、アプリケーション開発などの機能を提供することで、IoTプラットフォームはIoTシステムに貢献する多くの動的要素を調和させます。

IoTプラットフォームにより、ユーザーはIoTデバイスを設定し、接続されたデバイスからデータを収集し、データを処理・分析し、洞察を可視化できます。この情報は、パターンの検出、問題の特定、非効率性の発見など、様々な利害関係者によって多様な方法で使用できます。IoTプラットフォームは、カスタムIoTアプリケーションの開発、展開、運用、拡張のためのアプリケーション構築をサポートします。そしてIoTプラットフォームは、IoTデバイスから取得したデータの価値を、企業全体で使用される他のアプリケーション、クラウドサービス、システムに統合することで、さらなる洞察と高度な自動化ワークフローを実現し、組織がその価値を活用できるよう支援します。

IoTプラットフォームは、オンプレミス、クラウド、またはエッジで動作できます。IoTエッジコンピューティングは、IIoTユーザーにとってますます人気のあるアプローチです。エッジでワークロードを実行することで—クラウドやオンプレミスハードウェアでデータを処理するために送信するのではなく、IoTデバイスに近いシステムで—組織は反応時間を改善し、帯域幅とバックエンドサーバーの負荷を削減できます。このアプローチは機器により大きな自律性を提供します。

IoTデバイスは、IoTプラットフォームの価値に不可欠です。組織が運用に関する洞察を生成できるデータ基盤を提供します。適切なIoTデバイスがなければ—例えば、デバイスが特定のプラットフォームでサポートされていない、許容可能なROIを提供するには高すぎる、電力消費が多すぎる、接続が困難、その他の課題がある場合—ユーザーは計画されたユースケースを実現できません。

IoTデバイスはどのように接続しますか？

IoTデバイスを初めて接続することから、デバイス性能に関するリアルタイム洞察の取得まで、接続方法はIoTデバイスの管理、監視、制御、通信の基盤として機能します。

IoTデバイスは数十の異なる方法で通信でき、数百の異なるプロトコルを使用します。通信方法は、デバイスが何であるか、どこにあるか、どの他のデバイスやシステムと通信する必要があるか、何を伝える必要があるかによって決まります。単一の最良のプロトコルはありません。プロトコルは本質的に、あるIoTデバイスから別のデバイスにメッセージをルーティングするために使用される共通の「言語」です。適切な選択は常に、IoTプロジェクトが必要とするカバレッジ、帯域幅、電力消費を含む、アプリケーションの特定のニーズに依存します。

IoTデバイスにとって重要な2つの主要なプロトコル層があります。これらのプロトコルは、デバイス間の通信を管理するルールセットです。

ネットワーク層プロトコルは、通信媒体の選択を含みます。一般的なネットワーク層プロトコルには、ZigBee、Bluetooth、Ethernet、LoRa/LoraWAN、WiFiがあります。

一方、アプリケーション層は、IoTデバイスと通信する必要があるネットワーク間のインターフェースです。アプリケーション層はデータフォーマットと表示を構造化し、IoTデバイスが行っていることと、生成するデータをネットワークに引き渡す方法の橋渡しとして機能します。IoTデバイスにとって重要なアプリケーション層プロトコルには、MQTT、HTTP、OPC UA、LWM2Mなどがあります。

IoTゲートウェイは、インターネットからローカルネットワーク内のデバイスにアクセスし、IoTプラットフォームと通信できるようにするために使用されます。これらのゲートウェイは、受信データを処理し、統一フォーマットに変換し、インターネットサーバーにルーティングします。

ゲートウェイは、IoTプラットフォームからの入力を変換し、関連するデバイスに送信することもでき、デバイスが必要なアクションを実行できるようにします。

図1：IoTデバイス接続

IoTデバイスのビジネスユースケースとは？

オーストラリア最大の乳製品生産者の一つであるBega Cheeseは、サプライチェーンプロセス—トラックからスーパーマーケットまでの牛乳の旅—をより速く、より安全に、より効率的に、よりコスト効果的に、そして廃棄物の影響を受けにくくしたいと考えていました。これを実現するために、同社は運用全体の様々な機械とコンポーネントに取り付けられたIoTデバイスを活用しました。

酪農場とトラックに約1,000のセンサーと関連IoTデバイスを展開することで、Begaはリアルタイムデータを使用して、インバウンドとアウトバウンドの両方で同社のサプライチェーンを真に分析できました。

これらのセンサーは、牛乳の量、温度、品質を監視します。近接センサーはタンカートラックの到着と出発を検出し、動的スケジューリングを行います。音響および電流変換器とセンサーは、牛乳回収プロセスの重要なイベントを監視し、環境センサーは牛乳供給予測をチェックします。

Cumulocityプラットフォームを使用して、センサーデータが分析され、Begaに有用で正確な情報を提供し、運用に対するリアルタイムの可視性と洞察を提供し、さらにBegaが高精度な牛乳生産予測アプリケーションを構築できるようにします。

これにより、Begaは牛乳の旅をはるかに危険の少ないものにするために必要な重要な情報を得て、顧客が可能な限り新鮮な牛乳を手に入れられるようにしています。

IoTデバイスの課題

IoTデバイスは個人およびビジネスのユースケースで非常に有用ですが、IoTデバイスのデータ、管理、接続の複雑さに関しては課題が残っています。

1. データの複雑さとコスト

IoTデバイスは大量のデータを収集してサーバーに送信します。これにより、データをコスト効果的に送信することが困難になる場合があります。IoTプラットフォームに入る様々なデータは、ビジネス決定を知らせる洞察を導出するために分析される前に均質化する必要がある複雑なデータセットを生み出す可能性があります。

データの量と複雑さにより、組織がIoTデバイスとその機能を完全に活用することが困難になる場合があります。さらに、IoTデバイスをサポートする環境での展開、設定、保守に関連する高いコストがしばしばあります。多くの組織は、大規模なIoTデバイスフリートに関連するコスト障壁を取り除くためにIoTエッジコンピューティングを採用しています—産業機器のパフォーマンス最適化に必要な低遅延は言うまでもありません。

2. デバイス管理の非効率性

大規模なIoTでは、数千、数十万、さらには数百万のデバイスを管理する能力が必要です。監視とメンテナンスから廃棄まで、ライフサイクル全体を通じてこれらのデバイスを登録し管理することは、適切なIoTプラットフォームがなければ大きな課題です。遅れをとると、古い（そして脆弱な）ソフトウェアを実行するIoTデバイス、接続の喪失、メンテナンスと維持管理が顧客向けイノベーションから注意をそらすリスクがあります。

3. 自社構築プラットフォームの柔軟性の欠如

IoT機能を社内で構築するコストには、立ち上げと維持のための時間とリソースの両方への大幅な投資が必要です。自社製IoTプラットフォームは特定の課題を上手く解決するかもしれませんが、他のイニシアチブの立ち上げを困難にする技術的複雑さを導入する可能性があります。

さらに、多くのIoTプラットフォームは組織とともにスケールするように設計されておらず、接続できるデバイス数や合理的に収集、処理、保存できるデータ量に制限があります。

このため、多くの組織は最も速く、より持続可能なアプローチが、IoTプラットフォームを「購入して構築」することであることを発見しています—差別化機能とサービスを構築する基盤を提供する事前構築システムを購入することです。

4. セキュリティ

IoTが失敗する理由の一つ：IoTセキュリティ。強力なセキュリティがなければ、IoTデバイスとそのデータは、プライベート情報を公開し、ビジネスをリスクにさらすハッキングやデータ侵害に対して脆弱です。

セキュリティは、組織が自社構築IoTプラットフォームでの運用を再考すべきもう一つの理由です。まず安全に新しいプラットフォームを構築することは困難であり、進化する技術とセキュリティ標準に確実に対応し続けることはさらに困難です。

IoTデバイスのセキュリティ確保方法

IoTデバイスの機能とデータ通信の性質を考慮すると、IoTセキュリティソリューションは不可欠です。ハッキングやデータセキュリティ侵害は、あなたの会社、顧客、ビジネスパートナーの福祉と評判を脅かします。IoTデバイスとその接続を保護する方法をいくつか紹介します。

• セキュアAPI：APIとの通信が安全であり、クラウド、デバイス、ローカルネットワーク間で保存中または転送中にデータが侵害されないことを確保する。
• 物理的セキュリティ：タンパーデバイスの作動などの発生を監視することで、IoTデバイスへの不正アクセスを物理的に保護する。
• ネットワークセキュリティ：デバイスからアプリケーションへの通信とデータ転送を保護するための効率的なプロトコルを確保する。
• アプリケーションセキュリティ：アプリケーションレベルの強化のための効果的な実践に従う。
• アクセス制御：認証と認可プロセスを確立し、デバイスとデバイスグループの権限と役割を作成する。

強力なIoTデバイスソリューションの利点

適切なIoTデバイスソリューションは力の乗数です。デバイスの接続、統合、監視のためのツールにより、IoTデバイスを使用してスマート機器を構築する能力が指数関数的に成長します。リアルタイムデータを洞察、機会、イノベーションに変換し、新しいビジネスモデルを進化させ、新しい顧客向けサービスを提供できます。

Cumulocityは、企業がIoTアプリケーションを迅速に展開し、データを収集して行動し、IoTを様々なデバイスとエンタープライズアプリケーションと統合することを可能にします。

Cumulocityプラットフォームにより、機器を接続・監視して顧客に新しいサービスを提供し、ビジネス運用を理解・合理化し、または内部・外部顧客にスケーラブルなIoTサービスを提供できます。システムレベルから個々の機械や個々のセンサーまで、組織内のすべてのリモート資産の完全なビジネス可視性と制御を提供するように設計されています。IoTアプリケーションを構築しデータを分析するためのローコード/ノーコードツールにより、組織全体がIoT洞察を活用できるようになります。

コア機能

IoTデバイスで無数の機会にアクセス—ワンクリックで。

接続

モノのインターネットでビジネスを成長させるには、あらゆる「モノ」を接続する必要があります—そして迅速に。セルフサービスIoTプラットフォームで、あらゆる資産を素早く接続します。

管理

計画、監視、メンテナンスから廃棄まで、すべてのIoTデバイスを一箇所から管理します。

統合

今すぐ統合し、あらゆる場所のIoTデバイスから取得しているすべてのデータを活用します。

開発

アプリケーション実現プラットフォームでIoTアプリをより速く開発し、開発者の大幅な時間節約を実現し、非開発者が直感的なドラッグアンドドロップツールでソリューションを構築できるようにします。

アクセス

重要なデータにアクセスし、洞察を発見し、リアルタイムで決定を下します。洞察がより広くアクセス可能になるほど、企業全体での価値が高まります。

実行

Cumulocityにより、IoTをどこでも実行できます：あらゆるクラウド、オンプレミス、エッジで（そしてあらゆる組み合わせで）。

IoTプロジェクトは複雑になる可能性があることを私たちは知っています。だからこそCumulocityプラットフォームは、IoTプロジェクトから技術的複雑さを取り除き、ビジネスリーダーが真のビジネス成果に集中できるようにします。高速ROIを持つ独立アナリストによる最高評価の主要セルフサービスIoTプラットフォームとして、Cumulocityは信頼できる堅牢なプラットフォーム上での真に迅速なセルフサービスアプローチです。