超スマート社会へ向けた エッジコンピューティングのプラッ...
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Copyright 2017(DSPC) Device & System Platform Development Center Co., Ltd.Copyright 2017(DSPC) Device & System Platform Development Center Co., Ltd.
超スマート社会へ向けたエッジコンピューティングのプラットフォーム化推進
－環境貢献への取り組みー
2018年2月2日株式会社デバイス＆システム・プラットフォーム開発センター
村方 正美
1. IoTとは？ 現状、動向、課題
2. DSPCの事業紹介
3. エッジプラットフォームコンソーシアム（EPFC）
4. 環境貢献への取り組み
5. まとめ
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1. IoTとは？ 現状、動向、課題
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超スマート社会に向けて
• IoTとは、身近に溢れる多種多様なデータから新しい価値を創出する仕組み
• 社会全体がIoTにより変革される「超スマート社会」が到来する
左図：Libelium Comunicaciones社参照
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インターネット接続デバイス数の増加
2020年には、接続デバイス数は全世界で「500億台」に
コンシューマー機器
産業 社会基盤
世界の人口
接続されるデバイス数
１人あたりのデバイス数
インターネットに接続されるデバイス数が、世界人口を超える
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• IoTにより価値の所在が変わる。
IoTの本質とは？
これまで ⇒ モノの価値は、主にハードの機能や性能⇒ ソフトが組み込まれることによりソフトの機能や
性能がモノの価値を規定
これから ⇒ IoTにより価値の本質がサービスへシフトex. センサにより航空機エンジンを遠隔監視・故障予知（1%の効率化で20億ドルのコスト削減）
⇒ サービスとモノを一体で考え価値を生み出す
• 「モノの価値」は、ハードウェアからサービス・ソリューションへ
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ヘルスケア医療介護・見守りリハビリ
エネルギー交通環境センシング防犯・警備自然災害
自動運転安全運転支援物流・交通
農業・畜産収量最適化天候・自然環境流通
エネルギー防犯見守りヘルスケア
稼働率向上故障予知品質管理・流通サプライチェーン管理
インダストリー
ヘルスケア
スマートシティ
農業
スマートホーム
自動車交通
IoTインフラ
IoTが期待される事業分野
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8平成28年版 情報通信白書より2013 TSensors Summit by Janusz Bryzek
１兆個ライン
その内９９％は新たな利用（平成２８年版 情報通信白書）
生成されるデータの４０％はセンサから（BITSTEW SYSTEMS） 安価なセンサの必要性 プラットフォーム構築するリーダーシップ要
キラーアプリの開発
■ センサの数量は2023年には１兆個を超える
IoTの動向
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黎明期 過度な期待 幻滅期 啓蒙活動期 生産性の安定期time
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■ 技術的期待度はピークに達しているが普及には2－5年かかる
Gartner Hype Cycle For Emerging Technologies, 2017
技術的期待・IoT Platform・Edge Computing・Deep Learning・Machine Learning
(Source：Gartner)
どのようにIoTを普及させてスマート社会を実現するか
IoTの動向
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世の中の要求の変化 個別化、多様化（ロングテール化） 低コストでカスタマイズ容易な仕組みの必要性
市場規模
ヘッド
テール
IoTアプリケーション
ロングテール
プラットフォーム化
多種多様なアプリケーション
世の中の要求の変化
ConfidentialクラウドベースIoTの課題
クラウドベースの処理は数百msec⇒リアルタイム性が要求されるアプリケーションでは大きな課題
• 産業用ロボット：1～10msec、自動運転：～5msec、• 送電システム：～2msec、災害対策ロボット：数msec、VR/AR：1msec
（出典：「IoTとエッジコンピューティング 」2016.03.28 NTT未来ねっと研究所 ）
• 2020年までの間の電力消費量は4％/年上昇（出典：Lawrence Berkley National Labs(LBNL)）
データセンターの消費電力の増加
通信トラフィックの増加
• 世界の月間IPトラフィック量は、2020年には約194.4EB (対2015年比で約3倍)に増加
（出典：「Cisco Visual Networking Index (VNI)Complete
Forecast for 2015 to 2020」）
エッジコンピューティング
クラウドに依存するIoTシステムの課題リアルタイム性、データのセキュリティ、通信トラフィックの増大、データセンターでの消費電力が大きい、など
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２．DSPCの事業紹介
超低消費電力なIoTデータ収集端末システムを開発し、IoT市場への普及・拡大を図る
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〔自立電源IoTデータ収集端末ブロック図〕
〔モーター故障予兆診断システム〕
DSPCの事業概要
国プロ（NEDO）委託開発事業・超低消費電力データ収集システムの研究開発
自主事業・IoTスマートエッジデバイスの開発・エッジデバイス導入のコンサルティング、実証実験・IoT 関連の市場・技術調査等
エッジプラットフォームコンソーシアム(EPFC)活動・業界全体の活性化の為にニーズ側、シーズ側が参加してデファクトスタンダード化を推進
Confidential
超低消費電力センサモジュール
・混載MEMSセンサ・ULP集積回路
■ゲートウェイ
クラウド/フォグ
予測ライブラリ(通信量削減)
低電力無線
自立電源モジュール
・広帯域振動発電
・電波発電
■センサ端末
国プロ（NEDO）委託開発事業
事業展開
システム化
超低消費電力なデータ収集端末システムで必要な技術開発とシステム化技術の研究開発
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◆顧客ニーズに合わせたシステムソリューションの提案 電池交換不要の完全自立電源化（トータルコストの優位性） 顧客ニーズ（VOC）を把握できる体制構築（ビジネス展開体制） 最先端技術を統合したシステムを提供（技術的優位性）
データ収集からユーザーアプリまで対応（ワンストップサービス）
事業領域
環境発電
自立電源データ収集端末
モバイル機器
ゲートウエイ
アプリケーションインターフェイス
通信サービス
クラウドサーバー
集計・分析・予測
データ収集端末 通信機器 データ蓄積 アプリケーション
ローカル通信
Webブラウザによる管理
通信サービス
Fog
自主事業
IoTソリューションの提案、PoC（概念検証）の開発・検証
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事業概要
【例：モーターの故障予兆診断】
• 振動データを収集し、分析ソフトによりFFT解析（周波数解析）を行い異常値を検出
IoTエッジシステムの開発
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IoTエッジシステム導入のコンサルティング・工場機器の故障予兆診断・工場内生産情報端末の無線化・広域無線（LPWA）を利用した設備管理・環境情報収集の無線化（工場、インフラ、農業等）・各種IoT端末の電池レス（環境発電）化
IoTエッジシステムの実証実験【例：大規模、長距離LPWA無線端末】
事業概要
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エッジプラットフォームコンソーシアム
ニーズ側とシーズ側が連携・協働してエッジ側IoTシステム向けのプラットフォームを構築
エッジシステムにより事業現場の課題解決、価値創出に貢献
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【スマホ】
PC/AT互換機
【PC】
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IoT Edge
IoTエッジのプラットフォームの必要性
Raspberry Pi
Arduino
・電子プロトタイピング・プラットフォーム
・IoTアプリではサーバーサイドのアプリケーション開発が多い
実環境では使えない！
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【スマホ】
PC/AT互換機
【PC】
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IoT Edge
〔基本的考え方〕
PoCから実設置への移行
使い易い設計ツール整備
様々なアプリ対応ライブラリ
アプリソフト開発支援ツール
ソフトライブラリ コンポネント群
〔エッジ側ブロック図〕
IoTエッジのプラットフォームの必要性
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目的• 実用的なIoTシステムを構築し、現場の課題解決に寄与・貢献
目標• エッジシステムを実現するための共通の基盤（プラットフォーム）の定義・構築、社会実装の普及・促進
活動内容• 事業現場のニーズとシーズ技術のマッチング活動• エッジプラットフォーム構築のための会員協働活動• 会員間での情報共有を目的とした活動報告会• 先進技術、業界動向などの情報共有を目的としたセミナー、
シンポジウム等の開催
エッジプラットフォームコンソーシアム
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エンドユーザーへのIoT普及・実証実験・導入をトータルでサポート
* WG参加企業・団体内で集計
コンソーシアム会員数47機関（2018年1月31日現在）
ニーズ側とシーズ側が協働してIoTソリューションを提供
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ワーキンググループ活動内容
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エッジプラットフォームの要件定義
この部分について適用・応用分野毎の物理的・電気的仕様を定義
自立電源IoTデータ収集端末ブロック図
様々なアプリケーション向けのエッジシステム（データ集端末）として展開
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４． 環境貢献への取り組み
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環境貢献技術の開発と社会実装• エネルギーハーベスティング技術 振動発電、熱発電など
• センシング技術 振動センサ、ガスセンサ、温湿度センサなど
• 上記を組み合わせたIoTシステムの社会実装 産業用途（工場IoT）、スマートシティ関係
川崎市経済労働局、上下水道局と連携・協力して環境貢献技術の実用化検証を推進中• グリーンイノベーションクラスタ• かわさき水ビジネスネットワーク
環境貢献への取り組み
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攪拌プロペラ
モータ送水ポンプ
浄水場では様々な機器・設備により浄水処理が行われている 水の安定供給のため各種機器・設備の安定稼働が必要
浄水場の仕組み
モータ
ポンプ 振動センサによりモータ等の回転機器の稼働状況をモニタリング→ 健全性診断、故障予知
ダウンタイムゼロ化→ 水の安定供給→ メンテナンス費用の削減
機器の健全性診断と故障予知
各種機器の健全性診断・故障予知 浄水場を実証フィールドとして開発中の技術の実用性検証を実施中
浄水場内機器の例
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予知保全のための技術開発• 機器の状態を監視する各種センサ（振動センサなど）• センサで収集したデータの分析・解析技術• 電池を不要とする自立発電技術（振動発電、熱発電など）
期待効果• ダウンタイムゼロ化による機器の安定稼働• 機器のメンテナンス費用の削減
機器・設備の健全性診断と予知保全技術
振動センサ
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自立発電技術
モータとポンプの軸受け
循環水ポンプのベルトカバー
回転機器（モータなど）周辺設備の振動を基にした振動発電技術の有用性検証 → 省エネ化への貢献
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地中に埋設されている汚泥圧送管
各種施設の老朽化対策や容易に点検できない施設の状態把握• 給排水管などの老朽化の予測・検知、漏水検知• 汚泥圧水管の摩耗状態の把握
取り組むべき課題
給排水管からの漏水
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まとめ
IoTにより価値の所在が変わるモノからコト（サービス・ソリューション）へ
DSPCは、超低消費電力なIoTデータ収集端末システムを開発し、IoT市場への普及・拡大を図る
EPFCは、ニーズ側企業とシーズ側企業が協働してエッジシステムを実現するための共通の基盤（プラットフォーム）の定義・構築、社会実装の普及・促進を進める
DSPCは、環境貢献のための技術開発や社会実装に積極的に取り組みます