AWS を使用したスマート産業機械の構築: 総合的ガイド

はじめに

現代の競争の激しい産業環境において、風力タービン、ロボット、鉱業機械などの産業機械メーカーは、自社製品の能力を最大限に活用する革新的な方法を常に模索しています。これらの機械を接続することで、前例のない可視性を獲得し、新たな収益源を開拓し、顧客に向上したサービスを提供することができ、設備や操業をより賢いものに変えます。しかし、機械からクラウドまでを接続する包括的なソリューションをゼロから構築するのは、複雑で時間のかかる作業になりがちです。これには、ローカル計算能力の確立、データの収集と統合、リアルタイムでデータのカタログ化と変換、アクセスインターフェースの開発、AI、機械学習、生成 AI ユースケースを可能にする高度な分析の実行が必要です。ここで AWS の IoT 関連マネージドサービスが役立ちます。AWS のモノのインターネット (IoT) および 人工知能 (AI) のサービス群は、産業機械メーカーが複雑なインフラストラクチャ構築やエンジニアリングに多額の投資をせずに、スマートで安全かつスケーラブルなソリューションを迅速に開発できるように特別に設計されています。AWS の堅牢なインフラストラクチャと先進技術を活用すれば、メーカーは運用の効率化、データ分析による深い洞察の獲得、さらには最先端の機械学習ソリューションの実装が可能になります。これにより、高品質な製品の設計・生産に集中できるだけでなく、製品機能の継続的な強化、追加サービスの提供、そして新たな収益源の創出も可能になります。これらすべては、AWS が信頼性と安全性の高いプラットフォームで技術管理とスケーラビリティの複雑さを処理する中で達成されます。このブログ投稿では、AWS IoT マネージドサービスが産業変革をどのように加速できるかを探り、さまざまな AWS IoT 顧客からのベストプラクティスを共有します。

スマート産業機械の構築、展開、保守における課題

産業機械メーカーがスマートで接続された企業へと変革する道のりには、大きな課題が待ち構えています。この分野の先進企業は製品と業界に関する深い専門知識を持つ一方で、複雑なエッジコンピューティングやクラウドベースのアプリケーションを迅速かつ大規模に展開するための内製能力に欠けることがあります。数千台の価値ある産業機械の接続、適切なサイバーセキュリティ標準の維持、総所有コストの管理、などといったロジスティクスを調整することは、すぐに企業にとって非常に大きな負担となります。その結果、産業機械メーカーは、コアビジネスイノベーションに集中できず、差別化されていない作業に多くの時間とリソースを費やすことがよくあります。産業機械のユーザーは、より高機能で効率的な機械と、新しいデジタルサービスの提供を期待しています。競争力を維持するために、産業機械メーカーはこれらの新機能を迅速に開発および展開し、同時にソフトウェアの開発、品質保証プロセスの実行、IT インフラストラクチャの監視と運用など、これらの産業機械の維持に必要なリソースを削減する必要があります。しかし、必要な技術基盤をゼロから構築すると、市場投入までの時間が大幅に遅れ、進化する市場需要への対応力が損なわれる可能性があります。産業界のリーダーが求めているのは、実証済みでスケーラブル、かつコスト効果の高いソリューションです。それにより、コア製品のイノベーションと顧客価値の提供に集中しながら、新しい AI/ML 機能を搭載したスマートで接続された機械を迅速に開発・展開できるようになります。

AWS IoT マネージドサービスによるイノベーションの加速

ゼロからソリューションを構築し維持することは、もはやどの産業機器メーカーにも必要ありません。デジタル変革に着手したばかりの企業も、すでにスマートマシン化に取り組んでいる企業も、AWS IoT マネージドサービスの恩恵を受けることができます。これらのサービスを活用することで、メーカーはリソースをビジネスイノベーションに集中させ、コストを削減し、市場投入までの時間を短縮できます。すべての企業は、技術基盤をゼロから構築する代わりに、AWS マネージドサービスの API を活用することで、機器のデータ処理とデバイス管理のニーズを簡単に満たせます。これにより、新規顧客の獲得や新たな収益源の創出などのコアコンピテンシーに集中しながら、より迅速かつコスト効果的にソリューションを開発することができます。さらに、すでに IoT ソリューションを導入済みの企業でも、デジタルツインや AI/ML などの高度な機能を統合することで、システム保守の簡素化、コスト削減、そしてデジタルサービスの強化が可能になります。 また、AWS 上のデジタルツインフレームワークに関するガイダンスにアクセスして、産業用モノのインターネット (IoT)、空間コンピューティング、シミュレーションのユースケース向けにデジタルツインを作成するための AWS サービスの活用方法をご覧ください。

 AWS IoT との統合の全体像

産業機械をクラウドに接続するには、安全なデバイス接続、リモート管理、高度なデータ処理と分析など、さまざまな技術をシームレスに統合する必要があります。AWS の IoT サービスポートフォリオは、これらの課題に対処する包括的なエンドツーエンドの機能を提供し、産業機械メーカーが迅速かつ効率的にスマートなエッジからクラウドに接続された機械を構築し維持できるようにします。これらの機能は、メーカーが新しいサービスや収益源を創出するために機械から得られる産業データを活用する際にも役立ちます。

AWS IoT Core は、産業機械とクラウドの間の安全な双方向通信を提供するマネージドサービスであり、産業機械と AWS クラウドの間の安全な接続ブローカーとして機能します。AWS IoT Core は、デバイスから送信されるデータが到着した際に、安全な受信と処理を確保します。このサービスは MQTT、HTTPS、WebSocket 経由の MQTT をサポートし、信頼性の高い常時接続を確保すると同時に、重要な ID およびメッセージルーティング機能も処理します。

AWS IoT Core で利用可能な接続された産業機械からのテレメトリデータ、または産業機械から直接発信されるデータは、AWS IoT SiteWise を使用して簡単に取り込み、処理できます。この産業部門向けに特別に構築されたサービスは、データの収集と分析を効率化し、メーカーが貴重な洞察を得て、スマート製品の運用を最適化できるようにします。

AWS IoT SiteWise は時系列データを収集して保存するだけでなく、このデータをコンテキスト化、モデル化し、柔軟なインターフェースと事前構築されたAWS サービスとの統合を通じてアクセスするための高度なエッジ・クラウド機能も提供します。これらの統合には、実世界システム用のデジタルツイン作成を簡素化する AWS IoT TwinMaker や、異常な機器の動作を自動的に検出して予知保全を支援しダウンタイムを削減する Amazon Lookout for Equipment あるいは Amazon SageMaker AI 、 Asset Maintenance & Reliability ソリューションが含まれます。これらの事前構築された統合機能と柔軟な API により、企業は複雑な統合作業を自ら行うことなく、貴重な洞察を得られます。

AWS IoT Device Defender は、産業機械のセキュリティ強化のための堅牢なフレームワークを提供します。このサービスは、セキュリティのベストプラクティスに対する機器群のコンプライアンスを定期的に監査し、異常な動作を検出して、潜在的な問題を通知します。これにより、産業機械メーカーの一般的なセキュリティ懸念に対処できます。

最後に、マネージドサービスを利用することで総所有コストを抑制できます。AWS の IoT サービスポートフォリオを活用することで、産業メーカーはスマート産業機械 (Smart Industrial Machine) をサポートするデジタルインフラストラクチャを開発および維持するための大規模な社内 IT チームを維持する必要性を減らすことができます。これにより、リソースをより効率的に配分し、日常的な IT タスクの管理ではなく、市場差別化と顧客価値の向上のため、コア製品のイノベーションに集中することができます。

スマート産業機械向け AWS アーキテクチャガイダンスの概要

現代の産業環境では、運用効率と製品イノベーションを向上させるために先進技術を活用することが重要です。以下の図は、AWS IoT サービスを使用したスマート産業機械のための包括的なアーキテクチャを示しています。このアーキテクチャは、安全なデバイス接続やエッジコンピューティングから、堅牢なデータ管理や高度な分析まで、様々な AWS IoT サービスを統合しています。これにより、スケーラブルで安全、かつ効率的なソリューションを実現します。それは、産業機械メーカーの機械がクラウドに接続し、データを管理し、セキュリティを確保し、AI/ML 機能を活用する方法を示し、これによりこれらのメーカーは AWS が複雑な技術インフラストラクチャを処理するすることで、製品の中核部分の革新と顧客価値の提供に集中できるようにします。

図 1 – スマート産業機械の接続と管理

図 2 – スマート産業機械のための産業データ基盤の構築

産業機械のリーダーが AWS IoT を採用

世界中の産業機械メーカーは、AWS IoT および AI マネージドサービスを使用して、AWS やパートナーのエッジ・クラウド機能を活用することで、より良い、より安全な産業用スマート製品を、素早く、構築しています。例えば、これらのメーカーには Amazon Robotics 、Heidelberger Druckmaschinen AG (HEIDELBERG)、Deere、Philips、Kraus Maffei、ENVEA 、Martin Engineering 、KEMPPI 、Techno Brazing 、Pentair などがあります。以下に AWS IoT と連携する 4 つの主要な機械メーカーのハイライトをお読みいただけます。詳細については、それぞれのストーリー全体をお読みください。

おわりに

まとめると、 AWS IoT および AI のマネージドサービスを活用することで、メーカーは、スマートで効率的かつ安全な産業製品を構築するための革新的なアプローチを実現できます。エッジコンピューティング、データ統合、セキュリティ、運用効率といった共通の課題に対応して、これらのサービスはメーカーが自社の中核的なイノベーションと顧客価値の向上に集中できるようサポートします。 KKONE、Frontmatec、Castrol、Schenck Processなどの実例が示すように、遠隔監視、予防保守、全体的な操業パフォーマンスの大幅な改善し、新しいビジネスモデルや収益源の創出につながっています。これらの技術を取り入れることで、メーカーは市場での競争力を維持し、将来の成長を牽引することができます。

産業運用を変革する準備はできていますか？スマートで効率的、データ駆動型、そして安全な産業製品を構築するための AWS IoT および AI マネージドサービスのパワーを探求してください。機械監視の強化、予測メンテナンスの実装、またはデータ処理の効率化をお考えの場合でも、AWS にはあなたのニーズを満たすソリューションがあります。今日から旅を始めて、業界のリーダーがどのように素晴らしい結果を達成しているかをご覧ください。詳細情報の取得や始め方については、 AWS IoT ポートフォリオのホームページにアクセスしてください。https://aws.amazon.com/iot/

Dimitrios Spiliopoulos

Dimitrios Spiliopoulos は AWS のワールドワイドプリンシパル産業 IoT Go-To-Market (GTM) スペシャリストで、スマート産業機械向けの産業 IoT (IIoT) Go-To-Market 戦略を世界規模で担当しています。彼は LinkedIn のトップボイスであり、産業用 IoT とスマート製造を専門とする著者およびスピーカーとして、グローバルな産業顧客とパートナーと協力しています。彼は AWS で 4 年間、IoT と製造に関連するさまざまな役割を担当してきました。彼は IoT 分野と製造部門での仕事に対して、Manufacturer.com の『製造業アドボケートトップ 100 』賞や Onalytica による “Who is who in IoT” など、複数の賞を受賞しています。また、2018 年から IE ビジネススクールで IoT の客員教授を務めています。彼はエッジ、IoT、スマートマシン、デジタルツイン、AI、持続可能性、インダストリー 4.0 に関する洞察を共有することを好んでいます。LinkedIn での彼のフォローや接続は自由に行えます ： https://www.linkedin.com/in/spiliopoulosdimitrios/

Paco Gonzalez

Paco Gonzalez はアイルランドを拠点とするシニア IoT ソリューションアーキテクトです。彼は EMEA 地域全体の OEM、産業企業、テレコプロバイダーと協力して、AWS の顧客が安全で回復力のある IoT ソリューションを構築できるよう支援しています。セキュリティに焦点を当て、Paco は IoT インフラストラクチャが脆弱性とサイバー脅威から保護されるよう確保しています。空き時間には、SF ショーを楽しんだり、家族と時間を過ごしたり、天気が許す場合には屋外でグリル料理を楽しんでいます。

Adamu Haruna

Adamu Haruna は Amazon Web Services (AWS) のシニアソリューションアーキテクトで、クラウドと IoT ソリューションを専門としています。テレコムシステムと IoT における 20 年以上のエンジニアリング経験を持ち、通信、ヘルスケア、製造、産業 IoT などの業界全体でデジタル変革を推進する重要な役割を果たしてきました。Adamu の専門知識には、技術戦略、クラウドネイティブソリューション、モバイル通信、IoT エコシステムが含まれ、技術的ソリューションとビジネス目標の整合に強い焦点を当てています。Adamu はさまざまな業界での継続的な学習、知識、経験の共有に情熱を持っています。

このブログは “Building Smart Industrial Machines with AWS: A Comprehensive Guide” (著者: Paco Gonzalez, Dimitrios Spiliopoulos, and Adamu Haruna) をAWS Japan SA 吉川 が翻訳し一部サービス・ソリューションのアップデートを追記しました。