超スマート社会へ向けたエッジコンピューティングのプラットフォーム化推進－環境貢献への取り組みー2018年2月2日
株式会社デバイス＆システム・プラットフォーム開発センター
村方 正美
Copyright 2017(DSPC) Device & System Platform Development Center Co., Ltd.

1. IoTとは？ 現状、動向、課題
2. DSPCの事業紹介
3. エッジプラットフォームコンソーシアム（EPFC）

4. 環境貢献への取り組み
5. まとめ1. IoTとは？ 現状、動向、課題

3

超スマート社会に向けて

左図：Libelium Comunicaciones社参照

IoTとは、身近に溢れる多種多様なデータから新しい価値を創出する仕組み• 社会全体がIoTにより変革される「超スマート社会」が到来する 4•インターネット接続デバイス数の増加
コンシューマー
機器

産業

社会基盤

世界の人口

接続されるデバイス数
１人あたりのデバイス数

インターネットに接続されるデバイス数が、世界人口を超える

2020年には、接続デバイス数は全世界で「500億台」に
5
Copyright 2017(DSPC) Device & System Platform Development Center Co., Ltd.

IoTの本質とは？
• IoTにより価値の所在が変わる。
 これまで ⇒ モノの価値は、主にハードの機能や性能⇒ ソフトが組み込まれることによりソフトの機能や性能がモノの価値を規定
 これから ⇒ IoTにより価値の本質がサービスへシフト
ex. センサにより航空機エンジンを遠隔監視・故障予知（1%の効率化で20億ドルのコスト削減）⇒ サービスとモノを一体で考え価値を生み出す• 「モノの価値」は、ハードウェアからサービス・ソリューションへ

6

IoTが期待される事業分野
稼働率向上
故障予知
品質管理・流通
サプライチェーン管理

インダストリー
エネルギー
防犯
見守り
ヘルスケア

スマート
ホーム

ヘルスケア
IoT
インフラ

自動車
交通

スマートシティ

農業
自動運転
安全運転支援
物流・交通

ヘルスケア
医療
介護・見守り
リハビリ

農業・畜産
収量最適化
天候・自然環境
流通

エネルギー
交通
環境センシング
防犯・警備
自然災害
7

IoTの動向■ センサの数量は2023年には１兆個を超える
 その内９９％は新たな利用（平成２８年版 情報通信白書）
 生成されるデータの４０％はセンサから（BITSTEW SYSTEMS）
 安価なセンサの必要性
 プラットフォーム構築するリーダーシップ要
 キラーアプリの開発

１兆個ライン

2013 TSensors Summit by Janusz Bryzek

平成28年版 情報通信白書より
Copyright 2017(DSPC) Device & System Platform Development Center Co., Ltd.

8

IoTの動向■ 技術的期待度はピークに達しているが普及には2－5年かかる
Gartner Hype Cycle For Emerging Technologies, 2017
技術的期待
・IoT Platform・Edge Computing
・Deep Learning
・Machine Learning

どのようにIoTを普及させてスマート社会を実現するか

黎明期

過度な期待

幻滅期

time

啓蒙活動期

生産性の安定期

9(Source：Gartner)
Copyright 2017(DSPC) Device & System Platform Development Center Co., Ltd.

世の中の要求の変化
 世の中の要求の変化

 個別化、多様化（ロングテール化）
 低コストでカスタマイズ容易な仕組みの必要性

プラットフォーム化
ロングテールヘッド

多種多様なアプリケーション

市場
規
模

テール

IoTアプリケーション

10クラウドベースIoTの課題

Confidential

 クラウドに依存するIoTシステムの課題

リアルタイム性、データのセキュリティ、通信トラフィックの増大、データセンターでの消費電力が大きい、など

 クラウドベースの処理は数百msec⇒リアルタイム性が要求されるアプリケーションでは大きな課題• 産業用ロボット：1～10msec、自動運転：～5msec、• 送電システム：～2msec、災害対策ロボット：数msec、VR/AR：1msec（出典：「IoTとエッジコンピューティング 」2016.03.28 NTT未来ねっと研究所 ） データセンターの消費電力の増加•

2020年までの間の電力消費量は4％/年上昇（出典：Lawrence Berkley National Labs(LBNL)） 通信トラフィックの増加• 世界の月間IPトラフィック量は、2020年には約194.4EB (対2015年比で約3倍)に増加（出典：「Cisco Visual Networking Index (VNI)
Complete
Forecast for 2015 to 2020」）

エッジコンピューティング

２．DSPCの事業紹介
超低消費電力なIoTデータ収集端末システムを開発し、IoT市場への普及・拡大を図る

12

DSPCの事業概要
国プロ（NEDO）委託開発事業
・超低消費電力データ収集システムの研究開発

自主事業〔自立電源IoTデータ収集端末ブロック図〕〔モーター故障予兆診断システム〕

・IoTスマートエッジデバイスの開発
・エッジデバイス導入のコンサルティング、実証実験
・IoT 関連の市場・技術調査等

エッジプラットフォームコンソーシアム(EPFC)活動
・業界全体の活性化の為にニーズ側、シーズ側が参加してデファクトスタンダード化を推進

13

国プロ（NEDO）委託開発事業 Confidential
超低消費電力なデータ収集端末システムで必要な技術開発とシステム化技術の研究開発
自立電源モジュールクラウド/フォグ・広帯域・電波発電
振動発電

超低消費電力センサモジュール

■ゲートウェイ
予測ライブラリ(通信量削減)事業展開

低電力無線システム化
・混載MEMSセンサ・ULP集積回路■センサ端末自主事業
IoTソリューションの提案、PoC（概念検証）の開発・検証
データ収集端末

データ蓄積

通信機器
Fog

アプリケーション
集計・分析・予測

環境発電

アプリケーション
インターフェイス

モバイル機器ローカル通信通信
サービス
ゲートウエイ

通信サービス
クラウドサーバー
Webブラウザによる管理

自立電源データ収集端末

事業領域◆顧客ニーズに合わせたシステムソリューションの提案

 電池交換不要の完全自立電源化（トータルコストの優位性）
 顧客ニーズ（VOC）を把握できる体制構築（ビジネス展開体制）
 最先端技術を統合したシステムを提供（技術的優位性）
 データ収集からユーザーアプリまで対応（ワンストップサービス）
Copyright 2017(DSPC) Device & System Platform Development Center Co., Ltd.

事業概要
IoTエッジシステムの開発【例：モーターの故障予兆診断】• 振動データを収集し、分析ソフトによりFFT解析（周波数解析）を行い異常値を検出

16

事業概要
 IoTエッジシステム導入のコンサルティング
・工場機器の故障予兆診断
・工場内生産情報端末の無線化
・広域無線（LPWA）を利用した設備管理
・環境情報収集の無線化（工場、インフラ、農業等）
・各種IoT端末の電池レス（環境発電）化

IoTエッジシステムの実証実験【例：大規模、長距離LPWA無線端末】

17

エッジプラットフォームコンソーシアム
 ニーズ側とシーズ側が連携・協働してエッジ側IoTシステム向けのプラットフォームを構築
 エッジシステムにより事業現場の課題解決、価値創出に貢献

18

IoTエッジのプラットフォームの必要性【PC】

IoT Edge
Raspberry Pi

PC/AT互換機【スマホ】

・IoTアプリではサーバーサイドのアプリケーション開発が多い実環境では使えない！
Arduino・電子プロトタイピング・プラットフォーム
19
Copyright 2017(DSPC) Device & System Platform Development Center Co., Ltd.

IoTエッジのプラットフォームの必要性【PC】

IoT Edge
アプリソフト開発 ソフトライブラリ
支援ツール

コンポネント群

PC/AT互換機【スマホ】〔エッジ側ブロック図〕〔基本的考え方〕
 PoCから実設置への移行
 使い易い設計ツール整備 様々なアプリ対応ライブラリ
20
Copyright 2017(DSPC) Device & System Platform Development Center Co., Ltd.

3. エッジプラットフォームコンソーシアム
https://www.epfc.jp/
会員募集中
21

エッジプラットフォームコンソーシアム

目的• 実用的なIoTシステムを構築し、現場の課題解決に寄与・貢献

目標• エッジシステムを実現するための共通の基盤（プラットフォーム）の定義・構築、社会実装の普及・促進

 活動内容••••事業現場のニーズとシーズ技術のマッチング活動
エッジプラットフォーム構築のための会員協働活動
会員間での情報共有を目的とした活動報告会
先進技術、業界動向などの情報共有を目的としたセミナー、シンポジウム等の開催
22

ニーズ側とシーズ側が協働してIoTソリューションを提供
エンドユーザーへのIoT普及・実証実験・導入をトータルでサポート* WG参加企業・団体内で集計

コンソーシアム会員数47機関（2018年1月31日現在）

23

ワーキンググループ活動内容

24

エッジプラットフォームの要件定義
この部分について適用・応用分野毎の物理的・電気的仕様を定義
様々なアプリケーション向けのエッジシステム（データ集端末）として展開

自立電源IoTデータ収集端末ブロック図25

４． 環境貢献への取り組み

26環境貢献への取り組み
 環境貢献技術の開発と社会実装• エネルギーハーベスティング技術
 振動発電、熱発電など• センシング技術
 振動センサ、ガスセンサ、温湿度センサなど• 上記を組み合わせたIoTシステムの社会実装
 産業用途（工場IoT）、スマートシティ関係
 川崎市経済労働局、上下水道局と連携・協力して環境貢献技術の実用化検証を推進中• グリーンイノベーションクラスタ• かわさき水ビジネスネットワーク
27

浄水場の仕組み
 浄水場では様々な機器・設備により浄水処理が行われている 水の安定供給のため各種機器・設備の安定稼働が必要

攪拌プロペラ
モータ
送水ポンプ

28

機器の健全性診断と故障予知 各種機器の健全性診断・故障予知 浄水場を実証フィールドとして開発中の技術の実用性検証を実施中
ポンプ
モータ

振動センサによりモータ等の回転機器の稼働状況をモニタリング→ 健全性診断、故障予知

ダウンタイムゼロ化→ 水の安定供給→ メンテナンス費用の削減
浄水場内機器の例

機器・設備の健全性診断と予知保全技術
 予知保全のための技術開発• 機器の状態を監視する各種センサ（振動センサなど）• センサで収集したデータの分析・解析技術• 電池を不要とする自立発電技術（振動発電、熱発電など）
振動センサ

 期待効果• ダウンタイムゼロ化による機器の安定稼働• 機器のメンテナンス費用の削減
30

自立発電技術 回転機器（モータなど）周辺設備の振動を基にした振動発電技術の有用性検証 → 省エネ化への貢献

循環水ポンプのベルトカバー

モータとポンプの軸受け

31

取り組むべき課題
 各種施設の老朽化対策や容易に点検できない施設の状態把握••

給排水管などの老朽化の予測・検知、漏水検知
汚泥圧水管の摩耗状態の把握

給排水管からの漏水

地中に埋設されている汚泥圧送管
32

まとめIoTにより価値の所在が変わる モノからコト（サービス・ソリューション）へ
 DSPCは、超低消費電力なIoTデータ収集端末システムを開発し、IoT市場への普及・拡大を図る
EPFCは、ニーズ側企業とシーズ側企業が協働してエッジシステムを実現するための共通の基盤（プラットフォーム）の定義・構築、社会実装の普及・促進を進める

DSPCは、環境貢献のための技術開発や社会実装に積極的に取り組みます33