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今後、数年間に数十億のIoTデバイスがオンライン化されると予想されることで、膨大なデータパイプラインが生み出されるでしょう。今日のIIoTシステムにおいて、クラウドベースの計算モデルでは、"これらのIoTデバイスによって生成された大量のデータを効果的に処理することができますか？" そこで、クラウドベースモデルであるフォグコンピューティングとエッジコンピューティングの2つの選択肢を検討します。そして、企業がこれらのモデルに基づいてソリューションに投資する理由について説明します。

クラウドコンピューティングとフォグコンピューティングとエッジコンピューティング

産業界のエキスパートは、今日の多くのIIoTシステムに採用されているクラウドコンピューティングモデルは、今後数年間でオンライン化が予定されている数十億のIoTデバイスによって生成されたデータ量に対して対応できないと警告しています。これに加えて、これらのデバイスは、さまざまなプロトコルを使用して、多数のフォーマットでデータを生成することから、その収集とリアルタイム処理を困難にします。この記事では、フォグコンピューティングとエッジコンピューティングの2つの選択肢について説明し、企業がこれらのモデルに基づいてソリューションに投資している理由を説明します。

フォグコンピューティングは、クラウドとIoTエッジデバイス間のフォグレイヤと呼ばれる中間層のデバイスでのコンピューティングを記述するために使用される、Ciscoが考えた用語です。フォグレイヤは、コンピューティング、ストレージ、およびコネクティビティサービスを提供する産業用コントローラ、ゲートウェイコンピュータ、スイッチ、およびI/Oデバイスであるフォグノードで構成されています。フォグコンピューティングモデルは、クラウドをデバイスが常駐するネットワークのエッジに近づけ、エッジインテリジェンスを促進します。

エッジコンピューティングはフォグコンピューティングに似ており、この2つの用語は、しばしば同じ意味で使用されています。エッジコンピューティングソリューションは、エッジデバイスにインテリジェンスを組み込み、データをローカルで処理および分析できるようにします。

フォグノードはエッジデバイスをクラウドに接続します

ここでは、IIoTの計算モデルを選択する際に考慮すべき重要な要素を以下に示します：

レーテンシ (待ち時間)

処理と分析のためにすべてのデバイスデータをクラウドに送信すると、数分から数日かかることがあります。例えば、IIoTデバイスが1日に1テラバイト(TB)のデータを生成する場合、このデータをクラウドに転送して処理し、データから実行可能なアイテムを生成するまで数日かかることがあります。これでは、データから引き出された結論に基づいて行動する重要な時期、タイミングや機会がなくなる可能性があります。今日のビジネスアプリケーションでは、数秒または数ミリ秒単位のオーダーのレスポンスタイムが要求されます。産業用IoTなどの時間に敏感なアプリケーションでは、タイムリーな行動をとるためにデバイスデータを即座に処理する必要があります。フォグコンピューティングモデルは、クラウドコンピューティングモデルと比較してレーテンシを最小限に抑えることで、迅速な意思決定が可能となります。

データ転送と帯域幅コスト

ネットワークのエッジからクラウドサーバに大量のデータを転送することは、極めて高価なものになります。例えば、一般的なオフショア石油プラットフォームでは、1日あたり1～2TBのデータを生成します。オフショア石油プラットフォームがデータを転送する最も一般的な方法は、データ転送スピードが64 Kbps～2 Mbpsの衛星コネクションを使用します。しかし、このデータスピードでは、1日分のデータを石油プラットフォームからセントラルレポジトリに転送するのに12日以上かかることになります。さらに、このデータを日常的に転送するコストは、長期的には持続不可能な通信コストに繋がる可能性があります。

セキュリティ

重要な運用データをエッジからクラウドに送信すると、データとエッジデバイスが危険に晒されます。データがクラウドストレージシステムに確実に転送されるためには、IIoTシステムに複数のセキュリティレベルを設ける必要があります。エッジでデータを処理すると、データ漏洩を防ぎ、レスポンスを高速化できます。

リモートロケーションでの独立したオペレーション

フォグコンピューティングとエッジコンピューティングモデルを使用すると、リモートロケーションでダウンタイムが削減し、中央システムにアクセスできないときに独立して動作することができます。例えば、ネットワーク障害が発生し、クラウドシステムへのコネクティビティが失われた場合、フィールドサイトでは、ローカルコンピューティングパワーを使用してデータを処理し分析することができます。その後、コネクションが復元すると、処理されたデータをクラウドに送信して長期保存することができます。

Moxaは、新しいIIoTの波に乗ることを支援します

MoxaのIIoTゲートウェイソリューションは、IIoTプロジェクトを急速に発展させることを支援します。これには、8112-LXエッジコンピュータ、ThingsProゲートウェイソフトウェア、および、ThingsPro Serverソフトウェアが含まれ、クラウドベースのアプリケーションのためのIIoTプロジェクトの立ち上げや、エッジでのローカルインテリジェンスの構築を可能にします。MoxaのIIoTソリューションは、下記を提供することができます:

• ITシステムとOTシステムとの容易な統合
• ModbusおよびMQTTプロトコルサポート
• 4G通信サポート
• AWSといったクラウドサービスへのクライアントインターフェースの組込
• VPN経由のセキュアなコネクション
• データをローカルで処理するためのCおよびPython API
• ローカルインテリジェンスおよびローカル制御用UC-8112コンピュータ
• システムの容易な拡張を可能にする将来性のある設計

技術情報：ThingsPro Gateway Starter kitでIIoT開発を活性化

ホワイトペーパー：インテリジェントIoTゲートウェイを使ったデータ処理ソリューションの構築

現在まで、IIoT(Industrial Internet of Things：産業用IoT)に関する議論は、新規デバイスの接続、そして、それらを直ちにオンラインにすることでした。このホワイトペーパーでは、これらのデバイスから効果的に情報を収集する方法の必要性について目を向け、デバイスから収集した大量のデータの処理方法について検討します。

詳細は「ホワイトペーパー」をダウンロードしてご覧ください。