SENSOR EXPO JAPAN 2016 - SSIL · IoTプラットフォーム Argoculusのご紹介 2016年9月28日...
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IoTプラットフォームArgoculusの紹介-アジェンダ
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1. 会社紹介
2. IoTシステム開発のポイント
3. Argoculusの機能
4. システム構成例
5. 活用事例
6. Argoculusサービス
会社紹介:サイエンス ソリューションズ㈱
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社名: サイエンス ソリューションズ株式会社
設立: 1996年9月2日
住所: 東京都目黒区中町二丁目21番7号
事業: 研究開発、設計、製造に対する技術サービス
機械工学 電気工学
システム工学 情報工学
エンジニアリング
科学・工学系 ITシステム構築
受託研究・開発
設計、数値解析、シミュレーション等
新技術の提案、発明、試作、評価
システムの企画・提案、設計/構築、R&D
SSIL
企業
大学
ITシステム構築
プラントの異常診断システム
数値処理プログラム(診断アルゴリズム開発、最適化計算、画像処理・認識) 等
IT + エンジニアリングによるシステム構築
IoT(Internet of Things)とは
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セキュリティ・監視システム
インターネット
施設
輸送・物流
健康・医療
小売業
産業(ものづくり)
エネルギー
家電
ネットワークコネクションによるビジネス価値の創造
製品価値 「ハード」から「サービス」へ
「もの」がインターネットに接続され、情報交換することにより相互に制御する仕組み
IoTシステム開発のポイント
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ビジネス価値の創造
データ収集は目的ではなく、収集されたデータから何を生み出すか。
理想的には、新たなビジネスモデル創出、大幅なコスト削減...
しかし、目標設定は不明確になりがち
先ずは、シンプルな目標(コンセプト)作り ⇒ 検証
PoC(Proof of Concept)⇒ 本格的なビジネスへ
開発のポイント
スピードが重要 ⇒ データの蓄積には時間がかかる。
エコシステムがキーポイント
企画・検討 プロトタイピング 実用化検討・予算化 開発 サービス
PoC
改良
IoTプラットフォームの要件
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様々なデバイス(センサー、アクチュエーター等)に対応
標準的な通信仕様を実装(HTTP、MQTT、CoAP)
適切なセキュリティ対策
オープンな仕様(外部システムとの連携容易さ)
システム開発の容易さ(様々なタイプのデータに対応…)
ビッグデータ+(インターネット)リアルタイム
同じソフトウエアで自社サーバーとクラウドに対応 + スケーラブル
頑強性(遅い・不安定なインターネット/モバイル、デバイスのオン/オフ 等に対応)
小規模システムから実運用システムへ(効果的な投資)
参考)BOSCH Realizing the connected world – how to choose the right IoT platform
IoTシステム開発のポイント ー エコシステム
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IT、エンジニアリング、現場ノウハウ等、様々な知識、経験が必要
エコシステム:複数の企業がパートナーシップを組み、互いの技術や資本を活かしながら、業界の枠等を超えて広く共存共栄していく仕組み
ネットワーク H/W・S/W
センサーデバイス
組込み系システム
ゲートウェイ
セキュリティ エッジ・クライアント・ ネットワーク・サーバー
クラウド
データベース
WEB
サーバー クライアント PC・タブレット・スマートフォン
現場オペレーション
ドメイン知識
データ分析
ビジネス 通信
IoTプラットフォーム Argoculus
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特徴
センサーからのデータ取得・クラウドへの送信、サーバーでのデータ管理、データ閲覧、データ分析・診断、機器制御等の一連のサービスを纏めて提供
初期投資ミニマムかつスケーラブルなIoTシステムを構築
クラウド上で直ぐに利用
各種ネットワーク(公衆回線網、LAN)に対応
パッケージ製品(サービス)、または、顧客固有システムの開発基盤として利用
高サンプリング周期のデータや多次元データ、位置情報等、様々なデータに対応
センサーを容易にArgoculusに接続
小さく手早く始めて(PoCから)、大きく成長(実システムへ)
現場での改良(センサー追加、監視ロジックの改訂…)
IoTシステムを迅速、且つ、低コストに実現するためのプラットフォーム
エンドユーザー様自身で、特別なIT知識を必要とせずに直ぐにIoTシステムを構築
Argoculusの概要(1)
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デジタルセンサー
サーバー
BeagleBone+SORACOM
Raspberry PI + Argoculus CONNECT
(A/D変換器)
Portwell
CENTURY SYSTEMS
FAカメラ
デジタルセンサー
アナログセンサー
センサー
アクチュエータ
アナログセンサー
USBカメラ
インターネット イントラネット
ゲートウェイ/センサー
クラウド/オンプレ
センサーデータ
一次元データ・多次元データ 画像・位置情報 テキストメッセージ
高サンプリングデータ
設備の異常検知 稼働状況集計・分析
機器自動制御…
モニタリング…
クライアント
外部システム
ダッシュボード センサーシステム データロガー …
Webサービス
センサーデータ
アクチュエータ制御
リモート保守
Argoculusの概要(2)
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一次元データ(温度等)、三次元データ(加速度等)、位置情報、画像、テキストメッセージの扱い
様々なセンサーの接続が可能
センサーデータをリアルタイムに表示
データ変動を即座に把握
クライアントやサーバーからのリクエストに応じたアクチュエータ等の制御
機器のリモート操作や自動制御に活用
センサーデータのしきい値監視に加えて、スクリプト言語を用いて複雑なデータ監視
機器の異常診断や予兆に活用
リモートセンサー/ゲートウェイ制御(データ取得の開始/終了、サンプリング周期変更、機器リブート等)
メンテナンス性の向上
ノンプログラミングまたは最小限のプログラミングによるセンサー接続
データ分析用ツールの提供
豊富な外部インターフェース(データエクスポート、REST API)
Argoculusの構成(1)
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クラウド(Amazon Web Services等) / 自社サーバー
Linux(CentOS,RedHat) / Windows Server
データベース管理システム Oracle
WEBアプリケーションサーバー GlassFish
ゲートウェイ コミュニケーション
ゲートウェイ
センサーデバイス
ダッシュボード リアルタイム データ診断
データ分析 ツール
システム管理 ツール
パーソナル コンピュータ
タブレット スマートフォン
MQTTブローカー ActiveMQ
Argoculusの構成(2)
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ゲートウェイ
センサー データ 通信
サーバー
データ 通信
データ 管理
GUI
診断・データ分析
GUI端末
通信
GUI
通信 WebSocket
HTML5/Ajax HTTP
サンプリング制御・処理
データ収集
MQTT
外部システム
機器制御 アクチュエータ
スクリプト言語を用いてエンドユーザーが診断ルールを定義
Webサービス
(REST API)
Argoculus CONNECT用IF
Javaプログラム
実行形式プログラム
CENTURY SYSTEMS ゲートウェイ用IF
アナログセンサー用IF 一切のプログラミングが不要 (電圧/電流・物理量テーブルの作成)
センサーデータ取得部分のみ制作 (開発キット提供)
センサーデータの収集
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センサー デバイス
ゲートウェイ クラウドサーバー
A/D変換 データ登録
リモート制御 A/Dコンバーター Argoculus CONNECT
電圧信号をデジタル値に変換
WEBサービス(REST)
によるデータ送受信
Oracle DB &
Amazonクラウドサービスの利用
1秒程度のサンプリング周期でのデータ収集・送信、閲覧が可能
バッファリング機能により、1秒以下のサンプリング周期にも対応
データフィルタリング機能により必要なデータのみをサーバーに送信
センサー デバイス
データバッファ
一括送信
センサー デバイス
しきい値 フィルター
一部送信
RESTインターフェースにより容易にセンサーデータのサーバーへの送信が可能
Raspberry PI,BeagleBone, CENTURY SYSTEMS,Portwell 等
メッセージ
データ監視
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リアルタイム診断
データ取得時に、サーバーにてしきい値による診断を行う。 ⇒ 機器異常の即時判定に活用
定期監視・予兆
複数のセンサーデータや経時変化等を使った複雑な異常検知や予兆を行う。
監視ルールは、スクリプト言語(JavaScript)を用いてエンドユーザーが定義可能
監視ルールは、データ取得時、または、一定周期で判定
異常時や正常復帰時には、メッセージ提示に加えて、メールで通知
監視ルールと連動して、機器やゲートウェイの制御が可能
例)通常時 1分間間隔でデータを取得 ⇒ 異常時には、1秒間隔でデータを取得
診断エンジン
データ
センサー + ゲートウェイ
しきい値
メッセージ
診断エンジン
データ
センサー + ゲートウェイ
診断ルール
メール
データ診断-ルール作成
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スクリプト例
var v=bridge.getAverage(‘20065’,600); ←過去10分間の平均値取得
if (v==null) return -1;
if (v.value<600) { ←判定
bridge.setMessage('距離(%.1f)が近いです。',v.value);
bridge.setDigitalOn(‘42752’, 10); ←デジタル出力に10秒間、ON送信
return 1; ←異常レベル1
}
return 0; ←正常
①関数選択 ②パラメーター選択/条件設定
ルール作成
Wizard形式 + スクリプト言語
③スクリプト編集
データ分析
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データベースに格納された過去データの分析を行う。
グラフ
移動平均によるノイズ削減データの表示
スプライン関数によるデータ平滑化
最小2乗法による近似式の算出
データ特徴値(最大/最小、平均、偏差 等)抽出
Excelファイルへのエクスポート → 外部ツールで活用
R言語を活用したデータ分析(2016年Q4リリース予定)]
取得データ
ノイズ削減データ
Excelファイルに出力
表形式表示
ゲートウェイのリモートメンテナンス
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ブラウザ(タブレットPC等)からゲートウェイのリモートメンテナンスを行います。
センサーデータ取得
センサーデータ取得の開始/停止
サンプリング周期変更
データバッファリング有無やバッファリング点数の変更
データフィルタリング方法の変更
ゲートウェイコンピューターのメンテナンス
ゲートウェイコンピューターの再起動、シャットダウン
ゲートウェイソフトウエアのアップデート
センサーデータ取得ソフトウエアのアップデート
ファームウェア(ゲートウェイソフトウェア本体)のアップデート
ネットワーク等の異常発生時の自動復旧 (WatchDog機能)
⇒ 一定時間、サーバーとの通信が遮断されるとゲートウェイが自動的に再起動
Argoculusに関するサービス
クラウドサービス
センサー/ゲートウェイをクラウドに接続するだけで、IoTプラットフォーム「Argoculus」 を利用できます。
面倒なサーバー設置や保守等が不要になり、低コストかつ迅速にシステムを構築できます。
小規模システムからスタートし、大規模システムへと連続的に成長させることができます。
Amazon.com社クラウド(Amazon Web Services)
九州先端科学技術研究所殿 LabCloud(アカデミック用途のみ)
システム構築サービス
貴社サーバ上にArgoculusを用いたIoTシステムを構築
完全自社開発のため、様々なカスタマイズや貴社製品/サービスとの一体化が可能
収集データ活用のためソフトウエア開発
パートナー企業様と協力し、センサーの接続やセンサー端末の製作をサポート
SIer様向けにArgoculus開発ライセンスを提供
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展示システム
BeagleBone+SORACOM デジタル
温度センサー
LED
Portwell (Windows) USBカメラ
動体検知
LED ON/OFF制御 姿勢データ ジャイロセンサー
CO2センサー
Argoculus CONNECT (A/Dコンバータ)
Raspberry PI
CENTURY SYSTEMS
距離センサー
Argoculus Frontend Box +SORACOM
電流センサー
振動センサー
iPhone
クラウドサーバー
web app
server
Amazon EC2
Amazon RDS
Amazon Route 53
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展示システムーFrontend Box
1. 構成
・AD コンバータ:Argoculus CONNECT (フルスケール:0.5V)
・コンピュータ: Raspberry Pi 3
・電源: 5V 15W (Raspberry Pi用), 24V 15W(センサー用)
2. 仕様
・入力電圧: 最大0.5V
・入力チャンネル数: 4
・信号出力: USB x 2、LANポート × 1
・センサー用DC供給 24V 4チャンネル Max 15W
3. 事例
・サンプリング周期 250 ミリ秒 (HTTP), 100 ミリ秒 (MQQT)
(2チャンネル接続時)
・欠損無しのデータベース保存、表示には若干の欠損発生あり
・SORACOM SIM使用で連続稼働(トヨタ展示会)
まとめ - Argoculusの利点
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IoTシステムを迅速、且つ、低コストに実現するためのプラットフォーム
センサーデータ取得~サーバーでのデータ蓄積~データ可視化/データ分析などの一連のサービスを纏めて提供
クラウドサービス、オンプレの双方に対応
PoCから実運用システムへシームレスに展開が可能
特別なIT知識を必要とせずに直ぐにIoTシステムを構築
通信、データベース、ダッシュボード、デバイス/センサー管理、外部システムとの連携等、IoTシステムに必要な要素を予め提供
GUIを用いた簡単設定、センサー接続もサポート
IoTシステム全般を強力にサポート
完全自社開発のため柔軟なカスタマイズが可能
データ活用を支援(分析機能や監視機能の受託開発)
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お問合せ先
サイエンスソリューションズ株式会社
TEL:03-3711-8900
E-Mail: [email protected]
(セミナー資料は、後日、弊社HPからダウンロードが可能)
展示ブース
SI-02
ご清聴、ありがとうございました。