IIoT入門ガイド

IIoT(産業用モノのインターネット)とは何ですか?

IIoT(産業用モノのインターネット)とは、製造業で使用されるすべての産業機器がワイヤレスネットワークに接続され、データを収集・共有することを指します。これには、工場の機械、航空機のエンジン、ロボットなどが含まれます。IIoTにより、産業はこれらのデバイスによって収集・共有されたデータを活用し、産業運用の効率性と信頼性を高めることができます。貴社でIIoTを活用しプロセスを改善するには、製造業におけるIIoTの役割を理解することが重要です。本ガイドでは、IIoTとは何か、その重要性、IIoTプラットフォームへの投資時に考慮すべき事項を解説します。この記事では、上級管理職、オペレーション担当役員、製造エンジニアを対象に、1時間の詳細な電話インタビュー49件を実施したユーザー調査についても紹介します。この調査は、製造業におけるIIoTの現状、課題、ソリューション、推奨事項を特定するために実施されました。

IIoTとはどういう意味ですか?

産業用モノのインターネットは、産業分野およびアプリケーションにおけるモノのインターネット(IoT)の活用を指します。IoTとは、世界中の数十億台のデバイスがインターネットに接続され、データを収集・共有することです。IIoTは、通常IoTに関連付けられる物理デバイスの枠を超えています。IIoTの特徴は、情報技術(IT)と運用技術(OT)の融合にあります。OTには、工業制御システム(ICS)、ヒューマンマシンインターフェース(HMI)、監視制御およびデータ収集(SCADA)システム、分散制御システム(DCS)などが含まれます。IIoTプラットフォームは、ビッグデータと分析を活用して生産プロセスを変革します。プラントフロアで使用されるデバイス、機械、ロボットの戦略的概要を提供するダッシュボードを活用することで、ダウンタイムの低減、効率向上、意思決定の高度化が実現します。

産業用モノのインターネットは、企業がスマートファクトリーを実現するのに役立ちます。スマートファクトリーは、製造業におけるデジタル化の最終目標を表す概念です。ユーザー調査によると、スマートファクトリーは、PLEXが実現するIIoTプラットフォームの包括的な用語として好まれていました。高度にデジタル化されたITとOTを活用してデータを収集・共有する製造プロセスは、スマートファクトリーと呼ばれます。スマートファクトリーの実現に貢献するITの例として、機械の自動化が挙げられます。機械の自動化は、機械の作業を制御するために設計されており、組み込みコンピュータによって製品やサービスの品質向上、生産性向上、ショップフロアの作業員がより付加価値の高い業務に集中できる環境の実現を可能にします。

なぜIIoTは重要なのですか?

IIoTが重要である理由は、製造メーカが生産およびプラントスループットに関する一般的な課題を克服するのに役立つためです。私たちの調査では、回答者に最大の課題は何かを尋ねました。最も多かった回答は、労働力不足、COVID-19、資産のダウンタイム、新規スタッフのトレーニング、不十分な予測でした。IIoTプラットフォームを活用してリアルタイムで極めて詳細なデータを実現することで、企業は現在の製造プロセスをより深く理解し、提供された情報に基づいて改善を図ることができます。より生産的かつ効率的な工場フロアは、新たな収益源の創出につながります。IIoTは、より広範なサプライチェーンに対する洞察も得られるため、企業はさらなる効率化を実現できます。IIoTプラットフォームは、稼働時間、効率、歩留まりを向上させると同時に、労働力への依存を低減します。

私たちのユーザー調査では、回答者にPLEX IIoTソリューションを提供しました。本ソリューションには、ユーザがマシンの稼働時間、状態、部品、ジョブなどのマシンの健全性をリアルタイムでモニタできるダッシュボードが搭載されています。ダッシュボードには、ジョブ番号、部品番号、ワークセンターステータスなど、現在および過去の値を示すコンテキスト化されたマシンデータも含まれています。PLEXの包括的なソリューションは、アラートおよび履歴分析を実現します。これにより、ユーザはマシンの健全性に関するライブ履歴センサデータの可視化や、幅広い機器にわたるメンテナンスアラートの取得が可能です。この情報を活用してOEEを追跡し、コストのかかるダウンタイムの低減を図ることができます。

IIoTソリューションを回答者に提示した後、調査結果はこのテクノロジーに対する実際のニーズを明らかにしました。私たちは、貴社のビジネスにとって本ソリューションがどれほど重要か、また関心度について1～7(1が低い、7が高い)で評価してもらいました。平均すると、大企業の回答者は関心度6、重要度6と評価しました。中小企業の回答者は関心度6、重要度5と評価しました。

これは、IIoTがビジネスにもたらす価値を示された後、エンジニアや経営幹部の間でこのテクノロジーに対する実際のニーズがあることを示しています。この種のプラットフォームにおける主な課題の1つは、IIoTプラットフォームおよびその重要性を認識している製造メーカが十分でないことです。セクター別に見ると、製造エンジニアの92%がPLEXソリューションの必要性を認識し、オペレーション担当役員の81%、IT部門の83%も同様にこのテクノロジーの必要性を表明しました。

IIoTの考慮事項と課題

IIoTプラットフォームは産業運用に革命をもたらす可能性がありますが、デジタル化されたスマートファクトリーのセキュリティ維持は課題となり得ます。運用技術をインターネットに統合することで、より高度で自動化された機械が導入されます。これにより、IIoTに対するより深い理解を必要とする新たな課題が生じます。新しいソリューションを採用する際には、可用性、拡張性、セキュリティの3つの領域に注目する必要があります。多くの企業は産業運用における可用性や拡張性にはすでに精通していますが、IIoTの統合においてはセキュリティが潜在的な障壁となります。例えば、多くの企業が数十年にわたり運用してきたレガシーシステムやプロセスを依然として使用しており、これが新技術の導入を複雑にしています。

もう一つの潜在的な課題は、新しいスマートデバイスの導入によってセキュリティの脆弱性や説明責任が生じることです。IIoTを導入する企業は、新しいデバイスの設定や接続におけるセキュリティに責任を持ち、ユーザのセキュリティを確保し、問題発生時には必要な対応を実現できなければなりません。ビジネス運用でスマートデバイスの数が増えるほど、データ侵害のリスクも高まります。例えば、ハッカーがこれらの接続されたシステムにアクセスするケースです。このような重大な侵害は業務の中断につながる可能性があり、こうした事態を防ぐために必要なサイバーセキュリティ対策を講じる必要があります。

さらに、企業はデータ利用に伴うリスクについても認識しておく必要があります。IIoTはビジネス意思決定やプロセスの効率化のために膨大なデータを活用しますが、個人情報は一般的なログデータと分離して管理することが不可欠です。ユーザデータは欧州連合一般データ保護規則(GDPR)などのプライバシー規制に従って処理される必要があります。すべての個人識別情報(PII)は保護された暗号化データベースに保管されるべきです。IIoTを導入しようとする企業は、以下のリスクを考慮する必要があります。

• ハッカーに悪用される可能性のあるソフトウェアの脆弱性
• インターネットに接続された公開検索可能なデバイス
• ハッカー、標的型攻撃、データ侵害からの脅威
• システム操作による運用の中断やプロセスの妨害
• デバイスの故障、設備損傷、作業員の負傷を引き起こすシステムの誤動作

企業が導入する接続デバイスが増えるほど、セキュリティリスクも増加します。統合時にはすべての潜在的リスクを考慮することが不可欠です。

IIoTをどのように実装しますか

潜在的なリスクについて述べましたが、企業がIIoTを成功裏に導入し、セキュリティリスクを軽減するためには何ができるでしょうか。セキュリティオペレーションセンター(SOC)を設置することは、上記のリスクを監視・防御するために不可欠です。これにより、産業界は多数のセキュリティアラートを監督し、対応できます。SOCチームはセキュリティ問題や異常検出を行い、損害が発生する前に即座に対処します。企業はさらに一歩進めて、運用技術環境に特化したセキュリティチームを雇用することも検討できます。IIoT導入に伴う脅威を理解する専門チームを配置することで、企業はセキュリティリスクから最善の保護を実現できます。デバイス、ネットワーク、クラウドなど、IIoT実装の各層にフルスタック保護を組み込むことがセキュリティ目標となります。これにより、産業界や製造メーカは安全に業務を遂行できます。

デバイス層は、企業がIIoTを実装する際に使用するデバイスやアプリケーションを含みます。これらは製造メーカやサービスプロバイダーから提供されるため、企業はサプライヤがどのようにデータを送信・保存しているかを理解する必要があります。これにより、製造メーカやサービスプロバイダーはIIoT導入企業に対し、セキュリティ問題発生時の通知や対応方法を伝えることができます。

ネットワーク層には、さまざまな接続デバイスからデータを収集するゲートウェイが含まれます。IIoTソリューション導入を検討する企業は、次世代侵入防止システム(IPS)によるサイバー攻撃の監視・検出を実現すべきです。制御センターはゲートウェイ内に設置され、接続デバイスへのコマンド発行に使用されます。ここが組織がセキュリティシステムを実装すべき場所です。

クラウド層は、組織がサーバーベースの保護を実行し、ハッカーによるサーバや機密データへのアクセスリスクを軽減するためのセキュリティを実装すべき場所です。IIoTシステムを正しく実装し、セキュリティリスクを克服するには、ゲートウェイからエンドポイントまでの接続型脅威防御が必要であり、以下を実現できる必要があります。

• 定期的なモニタと検出
• 脅威の可視化と異常検出
• ITとOT間の脅威・攻撃の予防
• セキュアなデータ転送
• 次世代侵入防止システム
• データセンターおよびクラウド全体にわたるサーバとアプリケーションの保護

リスクを認識し、新しいIIoTシステムの統合とセキュリティに投資する産業や製造メーカこそが、このテクノロジーの導入を成功させる可能性が最も高いと言えます。

IIoTとMES

IIoTが製造業に大きな影響を与えていることは明らかであり、世界中でイニシアチブやパイロット、研究が進められています。これにより、IIoTが既存の製造実行システムを置き換えるのではないかという懸念も生じています。しかし、IIoTはMESを置き換えるのではなく、補完できることを産業界が理解することが重要です。多くの場合、IIoTはスマートデバイスやクラウドベースのシステムを活用してダウンタイムの低減、総合設備効率(OEE)の向上、総資産利益率へのより大きな対応を実現し、MESの機能を拡張できます。現在のMESにはIIoTによって補完できるギャップが存在します。例えば、製造メーカは設備からのデータが古い、または信頼できないと感じたり、データへのアクセスコストが非常に高い場合があります。IIoTは技術的進歩であり、スマートセンサやアクチュエータ、より信頼性の高いクラウド・インフラストラクチャの導入によってMESの性能が向上します。企業はこのテクノロジーを現行MESソフトウェアの補完として活用できることを認識し、代替と見なさないことが重要です。以下は、産業界がIIoTをMESと統合する方法の例です。

• MESをスタンドアロンアプリケーションから脱却させ、多様なテクノロジーを統合
• MESを改善できるIIoT技術のテスト
• 生産性の測定可能な向上を実現するIIoTアプリケーションのテスト

IIoTはMESの将来となる可能性があるため、産業界は新技術のビジネス統合に対して柔軟な姿勢を持つ必要があります。

本記事はIIoTとその重要性について、より深い洞察を提供します。PLEXの分析とIIoTを活用することで、コスト削減、収益性向上、売上拡大などを実現できます。PLEXソリューションの詳細や、分析とIIoTを組み合わせたメリットの最大活用についてはこちらからご覧いただけます。