産業用モノのインターネット（IoT）とは、主に多数の機械やデバイスがソフトウェアツールを介して接続され、同期される産業用フレームワークを指します。

産業用IoTデバイスは、複雑な産業用ロボットから小型の環境センサーまで多岐にわたります。大規模な視点で見ると、IIoTはインダストリー4.0の一要素であり、過酷な環境下でリアルタイムに動作するために、低コストかつ低メンテナンス性が求められます。

一般的に、企業は社内コスト削減のためにIIoTプロジェクトを導入しています。IIoTの一般的な用途としては、スマートファクトリー、スマートメータリング、スマートグリッドなどが挙げられます。ここでは、産業用IoTについてより詳しく見ていき、その登場に貢献した重要な要素について解説します。

産業用IoT（IIoT）とは何ですか？

産業用IoT（IIoT）とは、産業・製造分野におけるIoT機能の導入を指します。これは、機械間通信（M2M）の概念を実現し、産業設備内の個々の機器をより大きなシステムに接続することで、生産性と効率性の向上を目指します。

IIoTは、高度なセンサー、ソフトウェア、機械学習機能を活用して、各作業中に大量の運用データを追跡、収集、分析します。さらに、自動化を可能にし、組織の時間とリソースを節約します。

専門家は、IIoTを産業オペレーションに貢献するすべての機械を相互接続するプロセスとも定義しています。継続的なリアルタイムデータ分析と統合を通じて、産業用IoTは迅速なトラブルシューティングを可能にし、些細なエラーにも対応することを目指しています。

IIoTの歴史的概要：

産業用IoTの始まりは、1968年にリチャード・E・モーリーによってプログラマブルロジックコントローラー（PLC）が発明されたことに遡ります。この仕組みによって、産業プロセスにおける各要素の高度な制御が可能になりました。その後、1975年には最初のDCS（分散制御システム）が登場し、製造環境全体における柔軟なタスク制御が実現しました。

1980年代には、イーサネットの登場とともにIIoTの概念が進展しました。この時期、M2M（マシンツーマシン）の概念が注目を集め、インターネット接続された相互接続デバイスの将来性が示されました。そして1990年代後半、ケビン・アシュトンによる無線周波数識別（RFID）技術の登場をきっかけに、IoTデバイスが技術専門家の間で議論されるようになりました。

IoTの可能性は徐々に産業用途に活用されるようになり、デバイス間の接続性が向上しました。その結果、M2Mのパフォーマンス向上を目指してクラウドコンピューティングが導入されました。第4次産業革命、すなわちインダストリー4.0は、産業用IoTの進化における重要な基盤となっています。継続的な技術開発と製造分野への導入は、今後数年間でIIoTをさらに強化していくでしょう。産業用IoTの始まりは、1968年にリチャード・E・モーリーによってプログラマブルロジックコントローラー（PLC）が発明されたことに遡ります。この仕組みによって、産業プロセスにおける各要素の高度な制御が可能になりました。その後、1975年には最初のDCS（分散制御システム）が登場し、製造環境全体における柔軟なタスク制御が実現しました。

1980年代には、イーサネットの登場とともにIIoTの概念が進展しました。この時期、M2M（マシンツーマシン）の概念が注目を集め、インターネット接続された相互接続デバイスの将来性が示されました。そして1990年代後半、ケビン・アシュトンによる無線周波数識別（RFID）技術の登場をきっかけに、IoTデバイスが技術専門家の間で議論されるようになりました。

IoTの可能性は徐々に産業用途に活用されるようになり、デバイス間の接続性が向上しました。その結果、M2Mのパフォーマンス向上を目指してクラウドコンピューティングが導入されました。第4次産業革命、すなわちインダストリー4.0は、産業用IoTの進化における重要な基盤となっています。継続的な技術開発と製造分野への導入は、今後数年間でIIoTをさらに強化していくでしょう。

IIoTとIoTテクノロジーの違いを明確にする：

	IoT	IIoT
ユーティリティ	これは主に個人顧客向けに設計されており、家庭やオフィスで使用できます。	これは商業分野、つまり産業分野で使用されています。
安全	IoTにおいては、産業プロセスを扱うことがないため、IIoTと比較してセキュリティは大きな問題とはならない。	IIoT（産業用モノのインターネット）は大規模な組織や企業を巻き込むため、セキュリティは大きな懸念事項となっている。
適用度	これはリスク影響の低いアプリケーションを使用しています。	より高感度で高精度なセンサーを使用しています。
料金	それはより安価であり、そのような技術は様々な企業によって導入されている。	高感度な機器や産業用途のアプリケーションが含まれているため、IoTよりも高価です。

産業用IoTはどのように機能するのか？

IIoTは、複数の接続されたデバイス、センサー、その他の要素に依存しています。IIoTインフラストラクチャの適切な運用には、各コンポーネントの適切な実装と使用が不可欠です。

まず、企業はM2M機能を備えた互換性のあるデバイスとセンサーを統合する必要があります。特に自動化された産業運用向けに設計された専用機器も存在します。デバイスを統合した後、企業はデバイス間の強力な接続を確保する必要があります。この目的のために、5Gなどのネットワーク設備が採用されます。次の段階では、クラウドコンピューティングまたはエッジコンピューティング機能の実装が行われます。

クラウドコンピューティングとエッジコンピューティングは、大量のデータを保存および処理する際に高い柔軟性と適応性を提供します。人工知能（AI）と機械学習（ML）は、産業用IoTにおいて不可欠な要素です。これらの技術は、モデル構築と予測分析を支援し、効果的な産業タスクの実行に貢献します。

IIoTの最終段階であり、最も重要な段階は、堅牢なサイバーセキュリティフレームワークの統合です。IIoTは収集されたデータと途切れることのないネットワーク接続に依存しているため、セキュリティはIIoTにおける重大な懸念事項です。ネットワークやセンサーに脆弱性があると、生産プロセス全体に支障をきたす可能性があります。

IIoT導入における重要な考慮事項：

組織は、効果的で成果重視のIIoT導入のために、いくつかの要素を考慮する必要があります。主要な検討事項について見ていきましょう。

• 堅牢なネットワークフレームワーク
  IIoTは複雑で高度な機能を活用し、あらゆるデバイス、センサー、アプリケーションの途切れのない接続を保証します。そのためには、信頼性が高く高速なネットワークフレームワークが必要です。したがって、拡張性と効率性に優れたIIoTの導入を計画している組織は、ルーターやゲートウェイなどの適切なネットワーク機器に投資する必要があります。

• 集中型接続と制御
  産業現場には、IIoTフレームワークに組み込む必要のある多数のデバイス、センサー、アプリケーションなどが存在します。こうした組み込みを成功させるには、接続に関して集中型のアプローチが必要です。接続の集中管理と制御は、迅速なリスク管理と全体的な効率向上に貢献します。

• 資産監視
  各資産を追跡できる機能は、産業用IoT統合を成功させるための重要な要件です。これにより、組織は資産を適切に活用し、効果的に保守管理を行い、拡張性を維持することができます。

• 強固なセキュリティインフラストラクチャ
  サイバーセキュリティは、効果的なIIoT統合における深刻な懸念事項です。そのため、セキュリティ上の問題を解消するだけでなく、企業は事前に強固なセキュリティフレームワークを構築することを検討する必要があります。このようなアプローチにより、IIoTの安全な統合が可能になります。

産業用モノのインターネット（IIoT）の利点：

運用効率の向上

IIoTとその自動化機能は、目覚ましい運用効率を実現し、生産ワークフロー全体を合理化することができます。さらに、自動化された生産環境では、エラーの特定と解決も効果的に行えます。

予測可能性の向上

産業用IoTはAIと機械学習を活用してデータを分析することで、タスク実行時の予測精度を高めます。このプロセスにより、資産をいつどのように使用すべきかを予測できるため、長期にわたるメンテナンスの必要性がなくなります。

生産性の向上と人為的ミスの削減

人間は同じ作業を繰り返し行うと、脳が疲れてミスを犯しやすくなります。しかし、IIoT（産業用モノのインターネット）は、機械が作業を自動的に実行することを可能にします。このアプローチにより、人為的なミスの可能性が減り、生産性が大幅に向上します。

コスト削減と従業員の安全確保の両立

IIoTインフラストラクチャは、組織のコスト削減努力を支援することができます。削減対象となるコストには、人員管理費、製品不良による損失などが含まれます。さらに、産業現場や機械設備は非常に複雑で、時に作業員の安全を脅かす可能性があります。自動化プロセスは、こうしたリスクも排除します。

IIoTインフラストラクチャにはどのようなリスクがあるのでしょうか？

セキュリティは、ハードウェアの問題とは別に、産業用IoT（IIoT）における主要なリスクの一つです。組織は、産業用IoTの実装を成功させるために、各リスクを事前に定義し、対策を講じる必要があります。

データ盗難とサイバー攻撃

IIoTデバイスはデータ処理に大きく依存しており、データセットには組織とその運用方法に関する機密情報が含まれています。攻撃者は常にIIoTシステムとネットワークへの侵入を試みています。システムへの侵入に成功した場合、企業は壊滅的な事態に直面する可能性があります。

ハードウェアの故障

ハードウェア機能の障害は、効果的なIIoT統合における大きな懸念事項です。いずれかのデバイスが動作を停止したり、適切に機能しなくなったりすると、産業プロセス全体が阻害される可能性があります。

産業用IoTにおけるITの重要性：

IIoTは多くの運用上のメリットをもたらす一方で、ソフトウェアやハードウェアの不具合によって発生するリスクや脅威も存在します。こうした状況に対処するためには、特定の対策を講じる必要があります。この点において、綿密なITフレームワークを構築することは非常に有益です。ITプロセスは、以下のようなメリットをもたらします。

迅速なリスク評価

IIoTインフラストラクチャに強固なITプロセスを導入することで、企業は一般的なリスクをより迅速に評価し、効率的に対処できるようになります。したがって、ITプロセスはソフトウェアやハードウェアの不具合に対処し、あらゆる製造活動におけるリスクを軽減することができます。

より強固なセキュリティ対策

ITフレームワークは、ネットワークとセンサーの継続的な評価を可能にし、脆弱性の検出に貢献します。早期検出は、より迅速なリスク軽減につながります。このように、ITプロセスはIIoTシステムに強固なセキュリティ対策をもたらします。

多様な分野における産業用IoTのユースケースを探る：

IIoT（産業用モノのインターネット）は変革をもたらしており、様々な産業分野のプロセスに導入されています。製造業、エネルギー管理、ヘルスケア、自動車、農業、建設業などは、このアプローチを積極的に取り入れている分野です。ここでは、産業用IoTの主要なユースケースを見ていきましょう。

製造業

IIoTは、製造工程のリアルタイム監視と制御を可能にし、プロセス全体を自動化します。さらに、高度な予知保全を提供することで、機器の稼働率と寿命を向上させます。

自動化とエラーのない運用により、IIoTはより迅速かつ効率的な製造を実現し、変化する市場のニーズに対応できます。

エネルギー管理

IIoTは、エネルギーの生産、配分、消費を効率化することで、エネルギー・公益事業業界に革命をもたらしました。ここでは、自動化とスマートセンサーの仕組みは、生産目的だけでなく、消費者のエネルギー消費量を監視するためにも活用されています。

ヘルスケア

ヘルスケア分野では、IIoTを活用して病院の業務を変革し、患者モニタリングを改善しています。ヘルスケアにおけるスマートセンサーは、病気の早期発見に効果的であり、適切な治療をより容易に提供することを可能にします。

農業

IIoTの注目すべき導入事例の一つは農業分野です。従来の農法からスマートな農法への転換が進んでいます。この仕組みは、天候に応じた作物の健康状態の評価、水消費量の最適化、灌漑スケジュールの策定など、農業における様々な課題に対応します。

産業用IoTの事例と、主要企業によるその応用例：

MAN

MANはトラック・バスメーカーです。同社は、エンジンの故障やその他の潜在的な不具合を検知するトラッカーを顧客に提供しています。これにより、顧客は時間と費用を節約できます。

シーメンス

シーメンスはドイツの多国籍コングロマリット企業です。同社は、完全自動化されたインターネットベースのスマートファクトリーの構築を目指しています。BMWなどのブランド向けに自動化機械を製造しています。シーメンスは、クラウドベースのIoTプラットフォームであるMindsphereというオペレーティングシステムを導入しました。これは、工場のあらゆる重要なコンポーネントからデータを収集し、高度な分析によって処理することで、有用な結果を生み出します。

キャタピラー（CAT）

キャタピラーはアメリカの機械・設備メーカーです。同社は拡張現実（AR）アプリケーションを使用して、燃料レベルからエアフィルターの交換時期まで、機械の操作を行っています。ARアプリを通じて、交換方法に関する基本的な手順を提供しています。CATは、インテリジェントセンサーとネットワーク機能を備えた産業機械の製造を開始し、ユーザーがプロセスを最適化し、綿密に監視できるようにしました。キャタピラーはIoT技術を活用することで、生産効率を約45%向上させました。キャタピラーのIoTおよびチャネルソリューション担当ディレクターであるトム・バックラー氏は、顧客満足度が同社の取り組みの最優先事項であると述べています。

キャタピラーは、機器に関するリアルタイム情報をすべてのディーラーに提供するため、2018年初頭にAT&TのIoTサービスと提携しました。AT&Tの協力を得て、広範なリソース接続を実現しました。

エアバス

エアバスはヨーロッパの多国籍航空宇宙企業です。同社は、業務の効率化と生産能力の向上を目的とした「未来の工場」と呼ばれるデジタル製造イニシアチブを開始しました。従業員は、タブレットやスマートグラス（職場のエラーを減らし、安全性を高めるために設計されたもの）、スマートデバイスを使用してタスクを評価し、主要インフラストラクチャや現場のオペレーターと通信し、その情報をロボットツールに送信して作業を完了させます。

ABB

ABBはスイス・スウェーデンの多国籍企業で、主にロボットの製造に携わっています。同社は、接続された低コストセンサーを使用してロボットのメンテナンスを監視・制御し、部品が故障する前に修理を促しています。同社は、接続された石油・ガス生産システムを活用してプラントの障害を解決し、費用対効果の高い方法でビジネス目標を達成しています。同社は、低電圧誘導モーターのフレームに取り付ける小型センサーを開発した。このセンサーは配線が不要で、取り付けも簡単である。このセンサーを使用することで、同社はスマートフォンやインターネット経由で、安全なサーバーを通してモーターの状態に関する情報を取得できる。

ファナック

ファナックは、世界最大級の産業用オートメーション機器サプライヤーの一つです。同社は、ロボット、センサー、工作機械などの重機に特化した様々なIIoTアプリケーションの実行を可能にするオープンプラットフォームであるFIELDシステム（Fanuc Intelligent Edge Link & Drive System）を開発しました。クラウドベースの分析に加え、ファナックはロボット内部のセンサーを活用して、機構の故障を予測しています。これにより、管理者はスケジュールを遵守し、コストを削減することができます。

マグナ・シュタイア

オーストリアの自動車メーカーであるマグナ・シュタイアは、スマートファクトリーの概念を活用することで、生産の柔軟性を提供しています。工場ネットワークシステムはデジタル化されており、Bluetoothを使用してスマートパッケージングの概念をテストし、従業員が資産や各工程間の効率をより適切に追跡できるようにしています。

ジョン・ディア

ジョン・ディアは、農業機械、林業機械、建設機械を製造するアメリカの企業です。同社は、他社に先駆けて自動運転車の開発に乗り出しました。
ジョン・ディアは、トラクターにGPSを搭載するという概念を最初に提唱した企業です。同社は、予知保全アプリケーションのためにテレマティクス技術を導入しています。

テスラ

テスラは、電気自動車の製造を専門とするアメリカの自動車・エネルギー企業です。同社は、ITを活用したデータを活用して事業を推進しています。ソフトウェアアップデートによって製品の機能を向上させています。テスラの自律型屋内車両は、従来のバッテリーの消費方法を変えました。これらのバッテリーは、中断することなく自動的に充電できます。テスラはまた、顧客がスマートフォンを使ってどこからでもデバイスを制御・確認できる機能も導入しました。

ホルティラックス

ホルティラックスは照明ソリューションを提供する企業です。同社は、様々な業務を保護するデジタルソリューションであるHortisenseを導入しました。
Hortisenseは、クラウド経由で動作するスマートセンサーを使用して、提供される照明の光量と効率を監視します。この情報は、あらゆるデバイスからどこからでも監視・確認できます。

IoTデバイスの未来について考える！

産業用IoTは、生産性、効率性、品質の向上に貢献する、様々な分野にとってまさに革新的な技術です。これらのデバイスは自動化を可能にし、産業活動にさらなる柔軟性をもたらします。

2022年、世界の産業用IoT市場は5,440億ドルを超え、2030年までには3兆3,000億ドルを突破すると予測されています。これらの数字は、IIoTがいかに急速に発展しているかを明確に示しています。注目すべき技術の進化も、IoTデバイスの導入促進に大きく貢献するでしょう。6Gネットワ​​ークは、IoTシステムの性能を飛躍的に向上させる次世代の接続技術です。

しかし、セキュリティ上の懸念は、このアプローチにとって依然として大きな課題となります。こうした課題に対処する上で、ブロックチェーン技術の導入は非常に有効です。さらに、AI、機械学習、エッジコンピューティングにおける継続的な進歩も、将来のIIoTインフラストラクチャの構築において重要な役割を果たすでしょう。中小企業、エンドユーザー、大企業など、あらゆる規模の企業が、自動化された産業プロセスを導入することで、等しくメリットを享受できます。

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