工場のIoT化とArduino

昨日ネットで流れてきました下記の「三菱UFJ銀行がITシステムをクラウド化」のニュース。 もっともお堅い業務システムをアマゾンのクラウドサービスに移行する方針とのことです。 背景にはブロックチェーン暗号化技術があると思います。 これは他の業界でもおなじでクラウド化の波が訪れています。日本産業界で一番裾の広い、製造業でも着々とクラウド化が進行しています。

三菱UFJがITシステムをクラウド化、アマゾンに移管の衝撃

記事より抜粋 ============================================
今後5年間で100億円のコスト削減が可能といい、将来的には1000を超えるシステムの約半分をクラウド化していく計画だ。また、「クラウドへのシステム移行は聖域を設けず全面的に行う。現在は技術的な問題で移行は難しいが、それが解決されるツールが将来的に出てくれば勘定系システムを移行する可能性は十分ある」(BTMU幹部)としているのだ。

この流れを戦々恐々と見ているのが、ITシステムの販売で食ってきた旧来の大手ITベンダーだ。金融系のITサービスは年間で国内約3兆円の市場で、NTTデータ、富士通など上位4社で約10%ずつシェアを持つ。これが貴重な飯の種になってきた。
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ボストンコンサルティング、世界のIoT市場は2020年までに2670億USドル(29兆6743億円)規模に拡大



ボストンコンサルティングのIoT分野で成長する10の事例(ユースケース)をみると最初は、電力やガスなど産業インフラ系から進み、次に物流、そして製造業などへ移行して最後にヘルスケア分野に拡大すると予測しています。工場に関しては自己最適化生産というは、今までにないDeep Learingを利用したインテリジェントの高い個別生産的な意味合いなのか?

世界的にみても製造業で一派リードをしているのはIndustry 4..0を推進した独シーメンスです。 クラウドインフラ、つまり、PaaS基盤は独SAPと密接に連携しています。 

http://ascii.jp/elem/000/001/214/1214273/

記事より抜粋 ============================================
顧客の関心は、これまでのようにサプライヤーとその顧客という関係ではなく双方がどのようにして協業していくかにあります。そのために、どんなサービスを提供できるかを考えており、SAPは相互運用により収集したデータを分析するという部分を支援できます。

シーメンス(Siemens)は産業向けクラウド「MindSphere」を構築していますが、これは自社製品にあるセンサーを接続するクラウドです。この技術バックボーンとして、SAPのHCPが利用されています。これにより、自社製品を購入した顧客に販売後も予測分析などのサービスを提供できます。顧客との関係を、製品をただ販売して終わりという関係から、一緒にコラボレーションする“パートナー”に変化させています。
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*クラウドベースの産業用オープンIoTオペレーションシステム「MindSphere(マインドスフィア)」の提供開始
シーメンス株式会社 東京, 2017年4月10日

https://www.siemens.co.jp/Japanese/Press/2017/Press/Pages/Press-20170410.aspx

*シーメンスMindShpereサイト

http://w3.siemens.com/automation/jp/ja/mindsphere/Pages/mindsphere.html


*製造業のデジタル化推進で協業、中小企業でも手軽にスマート工場を実現
記事より抜粋 ============================================
シーメンスとジェイテクト【光洋精工株式会社と豊田工機株式会社合併】は、2017年4月19日、製造業のデジタル化領域での協業を発表した。手始めに、シーメンスが同年4月から提供を開始したクラウドベースの産業用オープンIoTオペレーションシステム「MindSphere」により、ジェイテクトのスマート工場化を支援するという。

ジェイテクトは、MindSphereのオープンな環境を活用し、エッジ型解析モジュール「TOYOPUC-AAA」、つながるPLC「TOYOPUC-Plus」などを介した、新旧生産設備との接続だけでなく、品質、保全、生産、人を見据えたMindSphere上のアプリケーション開発も行う。さらに、ジェイテクトはシーメンスやサードパーティー企業、そして顧客が開発するMindSphereアプリケーションなども活用しながら、オープンで効果的なソリューションを提供していく方針を掲げる。

これらの取り組みにより、ジェイテクトの顧客、特にセキュリティやIT技術者、IoT導入においてコスト面の負担が大きい中小規模の顧客が、手軽かつ安価にスマート工場の実現に着手できるようになるという。
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http://techfactory.itmedia.co.jp/tf/articles/1704/27/news008.html

シーメンスは自社PaaS基盤であるMindSphereに加えてスマート工場を具現化するためにIoTゲートウェイを用意しています。このIoTゲートウェイは、Arduino IDE完全互換で手軽にスケッチを開発するだけで既存の工場ネットワークにも相互連動できるよう設計されています。かつ、従来の工場向けEmbedded PCやタッチパネルと比較してもとても安いのです! そして、MindSphereクラウドサービスと簡単に連携できるメリットがあります。

*SIMATIC IOT2040 from Siemens - The IoT Gateway



下記の技術者の投稿が、シーメンスのIoTゲートウェイ説明で一番わかりやすかったのでご紹介します。





*MQTTやNode REDを使い、センサーネットワークを構築、工場のIoT化が実現できます! 



最後にシーメンス島田氏のインタビューが興味深い!
*他社では1億かかる工場のIoT化が、シーメンスではIoTプラットフォーム MindSphereを使うことで数千円から可能

https://iotnews.jp/archives/53800

以上

■日本IBM様のBluemixユーザー事例としてとりあげていただきました!
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無免許、無料で利用できる長距離無線通信規格「LoRa」を使ったIoTインフラ事業にPaaS基盤が欠かせなかった理由


LoRa miniと温度・湿度センサーをセットにしたLoRa IoTスターターキットは、ただいまオープンウェーブ社から販売中です!

■IoTセンサーノード LoRa mini



そこでさまざまなセンサー類にLoRa通信機能を実現できるLoRa mini(LG01およびLoRa mini共にArduino IDE互換)を組み合わせて、IoTゲートウェイをセットにしたのが、LoRa IoTスターターキットです。



まずはIoTを体感してみたい人に最適です!LoRa IoT スターターキットには2つの組み合わせがあります。

LoRa IoT スターターキット-I
・LoRaゲートウェイ LG01JP  × 1
・LoRa miniセンサーノード × 2
・LoRa mini用アンテナ       × 2
・LoRa mini用開発ボード    × 2
・LoRa mini着脱可能テストユーティリティ × 1
・温度、湿度センサーDHT11  × 2

LoRa IoT スターターキット-II
・LoRaゲートウェイ LG01-JP  × 2
・LoRa miniセンサーノード  × 5
・LoRa mini用アンテナ  × 5
・LoRa mini用開発ボード × 2
・LoRa mini着脱可能テストユーティリティ × 1
・温度、湿度センサーDHT11  × 2

LoRa IoT スターターキット販促チラシ
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http://www.ibeacondo.com/download/LoRa_IoT_Starter_Kit.pdf

◆LoRaWAN対応IoTゲートウェイ 「LG01-JP」日本語マニュアル(初回版)
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http://www.ibeacondo.com/download/LG01_LoRa_Gateway_Manual_JP.pdf

◆上記マニュアルでIoTプラットフォームThingSpeakへのLoRaWAN対応IoTゲートウェイとLoRaノードと温度・湿度センサーのクラウド実装方法を説明しております。 ThingSpeakは、とりあえず無料で試すことができます!

◆オープンウェーブ社の開発部鈴木さんにLoRa無線用サーバーおよびクライアント用Arduinoスケッチを開発していただきました。LoRaでIoTプラットフォーム(ThingSpeak)にデータを上げる方法は、下記Qiitaサイトで公開しております。

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LoRaでIoTプラットフォーム(ThingSpeak)にデータを上げる方法

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LoRaWANでIoTプラットフォーム(The Things Network)にデータを上げる方法

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LoRa IoT スターターキットの発売および価格は当社パートナーのオープンウェーブまでお問い合わせ下さい。

LoRa IoTスターターキット発売元
株式会社オープンウェーブ
〒221-0822 神奈川県横浜市神奈川区西神奈川1-8-11-103
Tel: 045-620-6648
Email: info@openwave.co.jp
http://www.openwave.co.jp/lorawan/

■ようやく、技適審査が認定されました!







◆Dragino LoRa IoTキットのプレゼン動画



◆詳細はこちらから.
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http://www.crijapan.jp/index.php/ja/iotgateway.html

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■Dragino社LoRaWAN対応IoTゲートウェイ
・SEMTECH社LoRa通信チップ搭載したIoTゲートウェイ LG01-JP




■LoRaWAN対応センサーノード LoRa mini 表





■LoRaWAN対応センサーノードLoRa mini 裏



■LoRaWAN対応センサーノードLoRa miniをArduino IDE互換開発PCBに装着している様子






■LoRa mini用着脱可能なテストユーティティ
Arduino IDEで開発したさまざまなセンサー制御プログラムをLoRa mini本体にロードするためのテストユーティリティ




■「LoRa」導入ガイド―「IoT」「LoRa」の仕組みから、「IoTアプリケーション」の実例までのLoRa入門書


A5判  160ページ 定価 2,484円(本体2,300円)
ISBN978-4-7775-1972-9 C3004 2300円
2016年 9月28日 工学社より全国書店にて発売!
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ボストンコンサルティング、世界のIoT市場は2020年までに2670億USドル(29兆6743億円)規模に拡大

2013年、M2Mプラットフォームを独自開発した国内某ITベンチャー企業と顧問契約をいただき、お手伝いさせていただきました。当時、ベンチャー企業社長のコネクションで、米国大手IT会社日本法人の研究所所長の方にM2Mサービスの説明を私が行うこととなりました。 当時は、M2MといってもFA分野の方ならまだしも、IT業界でもあまりしられている言葉ではありませんでした。当時、その研究所所長の方のコメントが記憶に残っています。その米国大手IT会社でも、M2Mについて市場分析をし、世界じゅうでビジネスになっているのは、韓国だけだったと言及されていました。

それが2014年になり、ドイツで産学共同でIndustrial 4.0を発表したころから、風向きがかわり、M2MからIoTへとおおきく転換してきたのかもしれません。最初はドイツがIoT市場を創出したかもしれませんが、今やIoT市場の大きな波は全世界へと広がり、旧来の産業構造をかえる可能性を感じるこの頃です。

下記投稿記事は、Forbes独占記事ですが、データはボストンコンサルティンググループが分析したものを流用しています。IoT市場分析として、とても興味深いので翻訳してみました。ご参照ください。

Internet Of Things Market To Reach $267B By 2020
*オリジナルソース
↓↓↓↓↓↓↓↓↓
https://www.forbes.com/sites/louiscolumbus/2017/01/29/internet-of-things-market-to-reach-267b-by-2020

Louis Columbus ,  
CONTRIBUTOR

ボストンコンサルティング、世界のIoT市場は2020年までに2670億USドル(29兆6743億円)規模に拡大


(Credit: Shutterstock)

• IoT技術、アプリケーション、ソリューションを利用したB2B市場は2020年までに2500億ユーロ(2670億USドル)規模に拡大
• 2020年までにIoT総支出の50%は、個別製造、輸送と物流、そしてユーティリティ(ツール)が占有
• IoTアプリケーションによる支出は2020年までに600億ユーロ(641億USドル)と予測
• IoT分析による支出は200億ユーロ(214億USドル)と予測
• 今日のIoT顧客の40%が、旧来の大手ソフトウェア会社のソリューションを利用したい


最近のボストンコンサルタントグループ(以下BCGと略)の市場分析から将来のIoT採用と支出に関する洞察では、“IoTで勝利するのは、ビジネスプロセスと関連性がある”とのことです。BCGでは、2020年までにIoT技術、製品、サービスを活用した市場規模は2500億ユーロ(2670億USドル、29兆6743億円)まで拡大すると予測しています。

IoT市場における最大の2つの収益成長源は、サービスとIoTアプリケーションの投資によるものです。 BCGの最新のIoT市場調査の主要な取り組みは以下の通りです:

• BCGは、2015年から2020年の間に、IoT技術スタックのすべての層からの収入が少なくとも20%の年間成長率(CAGR =Compound Annual Growth Rate)を達成すると予測しています。
• B2Bの顧客は、サービス、IoT分析、およびアプリケーションに最も重点を置いており、これらの2つの分野が急速に成長しています。2020年までに、これら2つの層は、IoTの成長の60%を占有します。 これら2つの上位層は、それぞれ、2020年までに600億ユーロ(641億USドル)を支出すると予測しています。



• 予測メンテナンス、自己最適化生産、自動在庫管理は、2020年までのIoT市場の成長を促進する3つの使用例です。
• ビジネスリーダーは、IoTが企業の顧客満足度の向上、品質の向上、新しいビジネスモデル(データドリブンサービスなど)のサポート、およびコストの削減にどのように役立つかを重要視しています。これに対応して、BCGはユースケースの広範な分析を完了しました。
• それらには、センサーを使用して機械を修理する必要がある時を予測し、自己最適化生産、自動在庫管理、遠隔患者モニタリング、スマートメーター、トラック&トレース、自動運転車、分散方発電および蓄電、フリート管理、ディマンドレスポンスなどがあります。
• 次の図は、10のユースケースを予測された支出レベル別に成熟度と比較しています。



• 2020年までにIoT支出の50%は個別製造、輸送と物流、ユーティリティ(ツール)によってもたらされます。BCGは、IoTが今日のテクノロジーに基づいていない産業でも最も大きな転換効果をもたらすと予測しています。
• これらのユースケースが最も重要な成功要因は、オンプレミス、レガシー、クラウドの各システムおよびプラットフォームを網羅する、安全でスケーラブルで信頼性の高いエンドツーエンドの統合ソリューションです。この分野で注目する企業には、従来のERP、オンプレミスシステムをクラウドアプリケーションやプラットフォームに接続し、リアルタイム統合を可能にするB2B顧客が増えているenosiXという商品があり、結果としてより高速な運用パフォーマンスが可能になります。



• 今日のIoT顧客の40%は、IoTソリューションのために伝統的で大手ソフトウェア会社を使用することを欲しています。

これは、現在メジャーな会社が、将来、IoTプロバイダーへと転換を計ることができるかどうか脱皮できるにかかっているという現れです。

General Electric社の Predixプラットフォームは、GEの顧客のマシンがより効率的に動作するように設計されたエンドツーエンドのIoT産業用オペレーティングシステムです。GEは、Industrial Internet of Things(IIoT)の世界的リーダーであり、IOTの有力プロバイダーとなることを明確にしました。

シーメンスもまた、MindSphereプラットフォームと同様の道を追求しています。MicrosoftのAzure IoT Suite、SAP HANA Cloud Platform、IBM Watson IoTプラットフォーム、およびCisco IoT Systemはすべて、IoTプロバイダとしてビジネスモデルを再定義する企業の例です。インテル、ボッシュなどのデバイスメーカーは、より包括的なIoTエコシステムを顧客に提供するために、ハードウェアと補完的なオペレーティングシステムを提供しています。

以上

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そこでさまざまなセンサー類にLoRa通信機能を実現できるLoRa mini(LG01およびLoRa mini共にArduino IDE互換)を組み合わせて、IoTゲートウェイをセットにしたのが、LoRa IoTスターターキットです。



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・LoRa miniセンサーノード × 2
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A5判  160ページ 定価 2,484円(本体2,300円)
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IoT的視点でみるArduino vs. Rasberry Pi

最近、お客様を訪問すると、「ArduinoとRasberry Piはどう違うの?」と質問されることが多くなりましたので、独断と偏見にて簡単にお答えします。

いわゆる、シングルボードコンピュータといえば、Arduino, Rasberry Pi, DragonBoard, Freedom, NUC, BagleBone, Nucleo, GR-PEACH/SAKURA, Armadillo, Edison/Galielo2, Lazuriteなどいろんな種類があります。その中でも世界的に数百万枚以上出荷されているのは、ArduinoRasberry Piの2つが圧倒的なシェアを誇っています。

昨年始め、米国ラスベガスで開催されたCES (Consumer Electronics Show)では、インテルが初めて自社CPUを搭載したArduino互換のGenuinoというシングルボードコンピュータを発表し、日本でも昨年3月から出荷されました。

◆Intel版Arduino 101 「Genuino」


あのCPU最大手のインテルが、シングルボードコンピュータに乗り出したかと当時は少し驚きました!そして、GenuinoにはBLE機能が標準搭載されています。このArduinoと市場を競っているRasberry Piは、後発ながらリッチな画像処理やHDMIなどデジタルテレビとのインターフェースをボード上に標準搭載するなど、いままでLinux OSとパソコンを搭載したアプライアンスPC市場をも浸食してマーケットを拡大しています。


◆Rasberry Pi

◆この2つのシングルボードコンピュータを比較してみると



な感じで整理できます。

IoTシステムを構築する上で、この2つのシングルボードコンピュータをみると、それぞれに向き不向きがあります。 

◆Arduinoのメリットとデメリット
○センサー類と接続しIoTシステムを構築する際オープンソースハードウェアである基盤データをも修正し開発可能
×いわゆるグラフィック周りの仕様はほとんど考慮されていない

◆Rasberry Piのメリットとデメリット
○Windowsパソコンで実現したほとんどの機能は、3000円前後のRasberry Piで対応できる
×組み込み系のモジュールなど低消費電力を意識したデバイスには向かない

今年はじめCES 2017で、Arduino開発元社長が展示会のプレゼンでArduino商品をアピールする際に、LoRaシールドを取り出し説明していました。



ちなみに当社パートナーのDragino社では、ArduinoおよびRasberry Pi用LoRa GPS機能付きシールドを発売しています。

◆Dragino社Arduino用LoRa GPS機能付きシールド




◆Dragino社Rasberry Pi用LoRa GPS機能付きシールド




また、日本ではあまり知られてないようですが、東日本大震災が起こり、まもなく、米国MIT Medai Labの所長である伊藤嬢一氏らが、原発付近にガイガーカウンターを敷き詰め、市民による草の根ネットワーク SAFECAST。このガイガーカウンターbGeigie Nanoは、Arduinoをベースにデザインされています。


Safecast MiniDoc | by Adrian Storey from Safecast on Vimeo.









*SAFECASTが開発したArduinoベース・ガイガーカウンターはDYIキットが$600で販売中

https://shop.kithub.cc/collections/environmental-monitoring-kits/products/safecast-bgeigie-nano

*SAFECASTの福島原発付近の放射線マップ

http://safecast.jp/maps/

Rasbery Piに比べて計算能力は乏しく感じるArduinoですが、ガイガーカウンタ用センサーとGPSとWiFi機能でこんなことが実現できるのです! SAFECAST事例は、最高のスマートシティ ユースケースだと思います。




◆Dragino LoRa IoTキットのプレゼン動画



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■LoRaWAN対応センサーノード LoRa mini 表





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スマートシティー ・オランダ通信キャリアKPNの事例

日本のIT系ネットニュースは国内および米国系IT企業のニュースが圧倒的に多く、欧州での先端的なIoT事例などは極めて少ないのが実情です。 IoTに関しては、ドイツが官民あげて産業化を邁進しております。 近隣諸国であるオランダやベルギーやフランスでもドイツから刺激をうけたのか?IoT化の波は訪れて先鋭的にさまざまな挑戦をしています。 特にLoRa変調技術に関しては、元々フランス企業が開発した技術なのでこれも一因している可能性があります。

下記は、オランダの通信キャリアKPNのLoRaネットワークインフラをつかった概略です。

2016年7月、オランダ全土、150万個のLoRaセンサーノードがネットワーク接続。2015年11月から8ヶ月間かけ、数百台の携帯電波塔にLoRaゲートウェイを設置。Schiphol Airportの荷物管理,Utrecht Central 駅の鉄道切替、アムステルダム市内街全体IoT化



◆KPNのLoRa登録サイト

http://www.loranode.com



「Last year, we identified an increasing demand for low-power network technology for Internet of Things applications. We are responding to this by choosing LoRa, so millions of devices can be connected to the internet in a cost-effective manner」
「In less than a year, KPN has implemented a network that allows us to satisfy this market demand.」   

by Joost Farwerck, KPN's Chief Operations Officer


2015年7月にサービスローンチしたiBeaconとLoRaWANゲートウェイを連携した広域エリアのIoT化事例。アムステルダム市全体がIoT化。ウェブスター大学の非常勤講師、ビーコンメーカーGlimworm Beacon社の共同投資家、そしてIoT Living Labの発案者でもある Paul Manwaringが推進者。アムステルダム市内全体に3,000個以上のiBeacon端末が設置。このビーコン環境を"Amsterdam Beacon Mile"と命名。観光客向けに観光ガイド・モバイルアプリも公開中。




◆IoT Living Labのサイト

http://ibeaconlivinglab.com/



◆iBeaconとLoRaWANゲートウェイが連携した街全体IoT化プロジェクト

http://joomlaweb.blog117.fc2.com/blog-entry-397.html



◆KPNのLoRa関連パンフレット











◆Dragino LoRa IoTキットのプレゼン動画



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■LoRaWAN対応センサーノード LoRa mini 920-JP表





■LoRaWAN対応センサーノードLoRa mini 920-JP裏



■LoRaWAN対応センサーノードLoRa mini 920-JPをArduino IDE互換開発PCBに装着している様子






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昨晩、オランダ大使館が主催する「Entrepreneur’s Night」に参加

グローバルに展開しIoTコミュニティーを構築している「THE THINGS NETWORK」のFOUNDER CEO Wienke Giezemanさんから来日するというメールがきましたので赤坂の森ビルで開催されたセミナーに参加しました。 オランダ大使館が主催する「Entrepreneur’s Night」というセミナーでオランダの三名の起業家が、30分程のプレゼンを行った後に英語で質疑応答がおこなわれました。

日本では米国のIT情報であふれていますが、たまには欧州のIT事情を知るのはとても新鮮です!



By Jim Stolze, TED.com Ambassador, co-founder SingularityU The Netherlands

http://www.aigency.co

上記サイトの手法はともておもしろいです。Web経由でDeep Learingエンジンと連携して質疑応答します。今後こういう手法がウェブやスマホアプリで普及するかもしれません?



By Oscar Kneppers, Founder and CEO Rockstart Amsterdam

https://www.rockstart.com/

スタートアップ企業に投資した後、チームを構成する。そのチームメンバーは

Hacker(技術系人材)
Hipler(デザイン系人材)
Hustler(営業系人材)

で構成するというのが印象的でした。審査後、企業に投資して1000日までに結果をだすというのが1つの目安なのでしょう?



By Wienke Giezeman, Founder and CEO THE THINGS NETWORK

https://www.thethingsnetwork.org/

メールで何度か連絡していたので、セミナー前に談笑しました。  実は半年前にWienkeさんが韓国に訪問した際のプレゼンをYouTubeで見ました。 アップセルするタイミングがあるだろうと予想はしていました。 彼は、オランダの通信キャリア KPNの出身とのことです。








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■LoRaWAN対応センサーノード LoRa mini 920-JP表



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吉田秀利

Author:吉田秀利
はじめまして!友人から教えてもらったオープンソースを仕事にいかしています。Tips&Tricksをご紹介します。

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