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『産業用IoTプラットフォーム』でできる変革とは何か?IoTプラットフォームとして必要な機能
「産業用IoTプラットフォーム」がもたらす真の変革とは、現場のあらゆるデータをシームレスに統合し、「現場の見える化」から「自動制御・全体最適化(IT領域・ビジネスアプリケーションとの融合)」へとつなぐデータパイプラインを確立することにあります。
加えてビジネスのスピードを損なわないために、産業機器を対象とした『データ収集』『データ加工』『データ蓄積』『制御命令』にいたる一連のサイクルをノーコード/ローコードで簡単に、現場でも実装できる必要性があります。
「Dereva」が提供する、IoTプラットフォームに必要なコア機能
現場(エッジ)からクラウド・ビジネスアプリケーションまでを垂直統合する「Dereva」は、図に示す強固な2層構造(エッジ&クラウド/サーバープラットフォーム)により、IoTプラットフォームに必要なすべての機能を網羅しています。
図の説明を表示
日本ラッドの産業用IoTプラットフォーム「Dereva」の全体アーキテクチャ図です。
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下段は現場に寄り添う「エッジプラットフォーム」を示しており、現場の多様な機器からデータを安全かつリアルタイムにハンドリングする機能です。
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マルチプロトコルデータ収集:
PLC/CNC、設備、各種センサー、計器、DXツール、SCADA、CSVファイルなどから、専用ドライバ、OPC UA、Modbus、ファイル転送といった多様な手段で確実にデータを収集。 -
リアルタイム加工 & 制御データ処理:
収集した未加工の生データを、現場側で瞬時に扱いやすい形へとリアルタイム加工。さらに、機器側への制御データ処理を素早く実行。 -
安心のDB・クラウド連携:
加工されたデータを、OPC UA、MQTT、あるいは各クラウドファンクション(AWS/Azure等)を活用し、上位システムへ安全かつ最適にバースト転送。
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中段は全体最適を司る「IoTプラットフォーム」の機能であり、エッジから集約されたデータを大規模に管理・運用し、ビジネス価値へと変換します。
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大量データ受信 & エッジ接続:
複数拠点・無数のエッジデバイスから送られてくる大規模なデータを遅滞なく受信・管理。 -
デバイス制御 & トリガー処理:
あらかじめ設定したルールやトリガーに基づき、自動的な処理や現場のデバイスに対する高度な遠隔制御命令を発行。 -
データ蓄積 & システム間連携:
データを安全に蓄積し、他の基幹システム(MES、ERP等)やETL / Data Lakehouseへとシームレスに連携。 -
セキュリティ・運用保守(ユーザ管理 & OTA):
厳格なユーザ権限管理に加え、遠隔からエッジデバイスのソフトウェアをアップデートできるOTA(Over-The-Air)機能を備え、セキュアな長期運用をサポート。
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上段はビジネスアプリケーション・データ分析へのシームレスな接続を示し、「Dereva」によって収集・蓄積されたクリーンなデータは、ETL処理やData Lakehouse(データレイクハウス)のアーキテクチャを通じて、上位のビジネスアプリケーションやデータ分析ツールへとダイレクトにつながります。
製造現場効率化、品質維持、匠の技継承などデータ収集、蓄積の基盤として利用する
設備データの収集により下記のような用途で、製造現場効率化を実現できます。
- 総合設備効率などの生産性の把握、改善戦略の効果指標として利用
- 品質データ収集で品質ブレの条件を特定し、設定値改善などに利用
- 製造設定や精度など、熟練工の勘を品質と設備データを分析してデジタル化
データ分析による制御などで自動化・省人化・コストダウン効果を最大化する
遠隔デバイス制御機能は産業用IoTプラットフォームの基礎的機能です。
- 遠隔保守センターによる保守作業の集約と遠隔操作による省人化
- 設定値のデバイスへの送信等、最新型MESと組み合わせた自動運転化
- 取得データの判別モデルによる制御応答を実施し、製造中の監視を無人化
自社製品へ組み込んで産業機器を「時間貸し」-新たなビジネスモデル構築
Equipment-as-a-Serviceなどの新ビジネスモデルの構築に利用できます。
- 稼動時間/ショット数量による課金型の機器提供サービスの課金情報作成
- 監視/保守を一体化した時間貸しモデルの構築
- AIサービスなどをプラグインさせる、アドオンプラットフォームビジネスなど
エッジからクラウドまで、産業分野をカバーするIoTプラットフォームの全容
製造現場のDXを阻む最大の壁、それは「現場ごとに異なる無数の機器や古い設備(OT)」と「クラウドや基幹システム(IT)」の間に横たわる、データ連携の複雑さです。
「Dereva」は、現場の多様なハードウェアからデータを吸い上げる「エッジ」から、大規模なデータハンドリングや蓄積を担う「クラウド/サーバー」までを網羅し、製造業のデータパイプラインを劇的にシンプル化します。
「Dereva」は、現場のあらゆる要素を垂直統合し、ビジネスアプリケーションへと安全にデータを繋ぎます。
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この画像は、日本ラッド株式会社が提供する産業用IoTプラットフォーム「Dereva」のシステム構成とデータの流れを詳細に説明したアーキテクチャ図です。
図は左から右へ、データが収集され活用されるプロセスを4段階で描いています。
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左端:データの発生源と収集
「PLC/CNC/コントローラ/計器」「バーコードリーダ/RFIDリーダ」「各種センサ/接点」などの物理的な機器から、「i-Reporter/kintone」といった現場の入力機器、「既存CSVファイル」まで、多様な現場データを収集します。
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左から2番目:エッジプラットフォーム層
- Dereva Edge: インメモリDBを搭載し、高速なデータ処理、加工、クラウド送信を低価格で実現するエッジハードウェア。
- Dereva SCADABOX: Dereva Edge上で、ノーコード・ローコードでHMI(画面作成、遠隔操作)を作成・実行できるオールインワンボックス。
- Dereva Gateway: 旧型PLCやCNC、シリアル機器などの通信規格の違いを低価格で解決するゲートウェイ。
- Dereva Module: 各種センサーや三色灯、アナログ/デジタル信号を無線送信できるハードウェアモジュール。
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右から2番目:クラウドプラットフォーム層
- Dereva DataStream: ストリームデータをリアルタイムに受信し、データレイクハウス等へ転送・保存する基盤。
- Dereva LakeHouse: データの蓄積、分析、カタログ機能を提供し、データレイクとデータウェアハウスを融合。
- Dereva LINK: 各種DXツール(Konekti EX、i-Reporter、kintone)間のリアルタイム連携を実現するiPaaS機能。
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右端:アプリケーション層
日本ラッドのDX製品群(リアルタイムモニタKonekti EX、ERP kinterp等)、提携ツール(kintone、i-Reporter)、そして既存の基幹システム(ERP/MES/BI/AI)へデータがシームレスに連携されることを示しています。
全体を通して、データの収集、加工、クラウドへの蓄積、そして活用までが一気通貫で連携し、さらにクラウドからの遠隔操作・制御も可能であることを明示しています。
上図の「エッジプラットフォーム」「クラウドプラットフォーム」について、別ページで詳しくご紹介しております。
IoTプラットフォーム『Dereva』が選ばれるポイント
製造現場のデータをビジネスに活かすには、エッジからクラウドへデータを送る際の「高いセキュリティ」と、膨大なデータを処理する「高速性」が不可欠です。
「Dereva Edge」と「Dereva DataStream」の強力な連携は、デバイス証明書を用いた確実なデータ集約だけでなく、MQTT on TLSやhttps(443ポート)による片方向通信など、最高水準の高セキュリティ通信を実現。現場の貴重なデータを安全かつ高速にクラウドへ吸い上げます。
さらに、収集したデータは上位の「Dereva LakeHouse」やリアルタイムモニタ「Konekti EX」へと自動連携されるほか、Custom Lambdaを介した各クラウドシステムへの転送、既存のOPC-UAクライアントからの通信まで柔軟に対応。分析済みデータを用いた現場への安全な制御フィードバック(ディスパッチ)にも対応し、データを溜めるだけで終わらせない、攻めの製造業DXの一歩を強力にサポートします。
図の説明を表示
本画像は、エッジハードウェア「Dereva Edge」とクラウド側のデータストリーム基盤「Dereva DataStream」が実現する、セキュアで高速なデータパイプラインの構成図です。
セキュアな双方向通信: デバイス証明書を用いたデータ集約に加え、MQTT on TLSやhttps(443ポート)による高セキュリティな片方向通信でデータを送信。さらに外部から分析済みデータを用いた制御フィードバックやディスパッチをセキュアに送信可能です。
Dereva DataStreamのコア機能: 大量高速受信、デバイス認証、エッジ処理OTA、データ転送、制御データ送信、OPC-UAといった豊富な処理能力を備えています。
上位システムへの柔軟な配信: 「Konekti EX」や「Dereva LakeHouse」への定期処理による自動連携、Custom Lambdaを用いた「各クラウドシステム」への転送、および既存プロトコルを活用した「OPC-UAクライアントからの通信」によるデータ分析に対応していることを解説しています。
高速
- インメモリDBを利用し高速データ処理
- データ受付後もトリガー処理で高速に転送
- 並列処理でデータ量による速度低下を回避
セキュア
- 高度な証明書認証により不正アクセスを遮断
- 通信ポート、通信方向の制御が可能
- AWS/Azureの強固なIoTセキュリティー
ノーコード
- 管理画面でクラウド一括デバイス管理を実施
- データ処理プログラムを多数プリセット済み
- 必要な処理だけをエッジに送り込むOTA
現場ごとのデータ加工ルールや通信設定の変更など、エッジデバイスの管理・運用にはこれまで多くの手間や専門知識が必要でした。「Dereva」なら、クラウド側の管理画面からわずか3つのステップで、現場の「Dereva Edge」へ処理スクリプトを簡単・迅速に作成・配布(デプロイ)できます。
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本画像は、産業用IoTプラットフォーム「Dereva」において、エッジデバイス「Dereva Edge」で実行する処理スクリプトを遠隔で作成・配布する運用の流れを示したステップ図です。
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ステップ1:デバイス状態を管理
画面左側の「デバイス情報一覧」キャプチャ。ネットワークの接続状態や稼働状況を一元管理している様子を示します。
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ステップ2:エッジ処理スクリプトを作成
画面中央のポップアップ設定画面のキャプチャ。ノーコード/ローコード感覚でデータ加工やフィルタリング、トリガーなどの各種処理ルールを記述・編集できるインターフェースを示します。
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ステップ3:Dereva Edgeへデプロイ
画面右側の完了画面キャプチャ。作成した最新のスクリプトを、遠隔地にある実機(Dereva Edge)へOTA技術を用いて一括、あるいは個別に配信・適用(デプロイ)するフローを明示しています。
ステップ1
デバイス状態を管理
デバイス状態を管理: クラウドの統合画面から、稼働中のエッジデバイスの状態を一覧でリアルタイムに確認
ステップ2
エッジ処理スクリプトを作成
エッジ処理スクリプトを作成: 専門的な開発環境を用意することなく、管理画面上で直感的にエッジ側の処理スクリプトやルールを作成
ステップ3
Dereva Edgeへデプロイ
作成したスクリプトは、遠隔地にある現場の「Dereva Edge」へワンクリックで安全にデプロイ
このシームレスな3ステップにより、現場へ直接赴くことなく、状況の変化に合わせたデータ処理ルールの変更やOTAアップデートが容易になります。運用の属人化を防ぎ、製造業DXのPDCAサイクルを圧倒的なスピードで回すことが可能になります。
膨大なログデータや異なるシステム間のデータを統合して分析するには、インフラのコスト増やデータ処理の複雑化が大きな課題となります。「Dereva」は、大量データの効率的な分析と一元管理を低コストで実現する強力な 「Dereva LakeHouse」 機能を提供しています。リアルタイムパフォーマンス分析「Konekti EX」や、既存の基幹系・分析系・業務系システムなどで生成・蓄積された多様なデータは、以下の3ステップの手順で集約・分析・可視化され、即座に現場の改善アクションへと繋げることが可能です。
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データ取得(高速ロギングと圧縮転送)
現場の設備から「30msec」といった超高速スパンで取得したデータ(1日200万件以上・1GB超のCSV等)を、Dereva Edge内で「.gz形式」へと約16MBに極限まで圧縮。クラウド側の「Dereva DataStream」へ安全かつ低コストで吸い上げます。
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データ処理・分析済みデータ生成(柔軟なシステム集約)
吸い上げたローデータ(No SQL)を、Konekti EXのデータパイプラインや、既存の基幹系システム側のデータとカタログ登録によってシームレスに結合。「Dereva LakeHouse」は、「.gz圧縮形式」のままローデータを保管しながら、解凍処理を挟まずにダイレクトなSQL要求に応答する最先端のアーキテクチャを採用しています。これにより、Konekti EXのデータや他システムのデータを自由に組み合わせた大規模な横断分析を可能にします。
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データの可視化(迅速な現場へのフィードバック)
データ分析ツールとの連携により、「品質劣化を視覚的に確認」→「品質劣化を時間帯に絞り込み、品質変化の部分を検出」→「バブルチャートやヒストグラムによるバラツキの分析」→「該当時間のダッシュボードへ連携し、設備状態の確認」という、原因究明に直結する高度なデータ分析・可視化フローをスムーズに実行できます。
図の説明を表示
本画像は、産業用IoTプラットフォーム「Dereva」の核となる「Dereva LakeHouse」機能を中心に、データの取得から分析、最終的な可視化にいたる詳細なデータパイプラインの手順を示した構成図です。
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①データ取得レイヤー:
設備から30msec間隔で取得される1日200万件以上(1GB超)のデータに対し、タイムスタンプを付与してDereva Edge内で「.gz形式」へ約16MBに圧縮。File sender等を通じて「Dereva DataStream」へ低コストで高速収集するプロセスが描かれています。
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②データ処理・分析済みデータ生成レイヤー:
「Konekti EX(DataPipeline/分析済みDB/Dashboard)」や「基幹系、分析系、業務系システム」から生成されるデータをカタログ登録によって集約。中心となる「Dereva LakeHouse」は、ローデータストレージ(S3等)に.gz形式のまま保管されたデータに対し、解凍処理をせずに直接SQL要求で対応。データ分析ツールを介した、Konekti EXや他システムデータとの高度な組み合わせ分析の仕組みを解説しています。
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③データの可視化レイヤー:
集約されたデータに基づき、「品質劣化のカウント推移」「時間帯での品質変化の部分検出」「バブルチャートやヒストグラムを用いたバラツキの分析」、そして「該当時間のダッシュボード連携による設備状態の確認」へ移行する、現場主導の異常検知・原因究明ステップがタイムライン形式で図解されています。
溜めるだけのデータ活用から脱却し、莫大な現場データを経営と生産性の向上にダイレクトに結びつける、一歩進んだデータレイクハウスの価値を体感してください。
IoTプラットフォームを利用した新ビジネスモデル創出が可能です。
製造業において、モノ(製品)の販売にとどまらず、サービスを提供して継続的な収益を得る「サービタイゼーション(サービス化)」へのシフトが急速に進んでいます。しかし、「自社製品をどのようにIoT化し、どうやってサービスへ昇華させるか」という開発・運用のハードルは決して低くありません。
「Dereva」は、キーポイントとなる エッジ処理、IoTデータの収集・蓄積から、ビジネスモデル創出のためのコンサルティングまでワンストップで提供。製造業様の新たなビジネスモデルの立ち上げを強力に支援します。
低コストプラットフォーム提供
独自の通信・蓄積手法により通信量やクラウドコストを大幅に削減。スモールスタートからグローバル展開まで、持続可能な低コスト運用を可能にします。
エッジ機器開発・設定支援
(デバイスからゲートウェイまで)
製造設備に対応する「Dereva Edge」、シリアル・Modbus機器を外付けで繋ぐ「Dereva Gateway」、センサー取付や組込に対応する「Dereva Module」など、現場の機器構成に合わせた最適な構成を柔軟に設計・支援します。
キッティング出荷など量産支援
自社出荷製品にIoTをあらかじめ組み込むためのカスタムボードの設計、開発、携帯SIMを利用した無線通信設定、キッティング出荷といった量産フェーズの企画・サポートまでお任せいただけます。
ビジネスモデル創出支援
(新サービスへの利用展開)
収集・蓄積したセキュアなデータを活用し、多岐にわたる新サービスの立ち上げを実現します。
- メーカー様の遠隔保守サービス
- 設備の時間貸しモデル(Equipment-as-a-Service等)
- お客様向けIoTデータ分析サービス
- 計測機器のデータ収集・監視・提供サービス
図の説明を表示
本画像は、産業用IoTプラットフォーム「Dereva」を活用した、製造業のサービス化(サービタイゼーション)および新ビジネスモデル創出のプロセスを示した図です。図は「デバイスデータの収集」「クラウドでの保管・簡単システム連携」「新規サービスへの利用」の3つのステップで構成されています。
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左:デバイスデータ収集レイヤー
製造設備(PLC)向けの「Dereva Edge」、シリアル/Modbus出力機器向けの「Dereva Gateway」「Dereva Module」、さらにカスタムボード設計や携帯SIMを利用した組込型「Dereva Module」による、多様な機器からのデータ収集と量産・企画支援を示しています。
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中央:クラウドでの保管・変換・システム連携(Dereva DataStream)
モバイル通信網を利用した「セキュア」なデータ収集、独自通信手法による「低コスト化」、OTA搭載による「運用ツール」の提供、双方向通信による「遠隔制御」、一時保管およびS3による「永続保存」、Konekti EXやカスタムプログラムを用いた「データ連携」の機能を解説しています。
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右:新規サービスへの利用(ビジネスモデル創出)
蓄積したデータの具体的な活用出口として、「自社製品の遠隔保守サービス」「設備の時間課金・時間貸しモデル(Equipment-as-a-Service)」「顧客向けIoTデータ分析サービス」「計測機器のデータ収集・提供サービス」の4つの代表的な新ビジネスモデル例を紹介しています。
「Dereva」は製造現場で必要なIoT機能として必要な「設備データ収集・加工・意味付け」から「データ処理(パイプライン化)」「データ分析」、「システム間転送」まで、必要なすべての機能を搭載しております。そのコア機能が、以下2つのプラットフォームです。
Dereva エッジプラットフォーム
PLC、センサー、計器類、CNC、検査結果ファイルなど、現場にある情報をノーコードで収集しリアルタイム加工して、クラウド及びオンプレ統合データベースへ送信できます。
特に「Dereva Edge」はインメモリDBを搭載した強力なエッジ加工と制御連携機能を搭載する最新型IoTエッジデバイスです。
Dereva クラウドプラットフォーム
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Dereva DataStream
- 大量のデータ受信、セキュアデータ収集、ローデータ一次保管、ルールベースでのシステム転送、OPC-UA Histrianでのデータ出力に対応
- 他社にはない「エッジデバイスとの連携」を実装し、データ加工ロジックの遠隔更新(OTA)や制御データ送信、交換などの機能を搭載
- Konektiへの連携はインテグレーション済みで、設定のみでデータ転送が可能
Dereva LakeHouse
収集したデータやKonektiで生成したデータ(コンテキスト)を自動的にカタログ化、S3やRDBをまたいでクエリを作成・保存して、定期実行するデータパイプライン作成を簡単実現
Dereva Link
Dereva LakehouseやDataStreamで収集したデータを「製造向け現場で良く使用するプラットフォーム」への転送(ETL)やリアルタイム連携(iPaaS)が可能
(日本ラッド製品=Konekti EX、AttackBoard その他プラットフォーム=kintone、i-Reporter、AWS Glue+AppFlowなど)
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弊社コンサルティングサービスが正しい「Data Opsツールの導入」とその「効果的な運用」を企画して、データ活用を自営できる仕組みを作り上げます。350件以上のSI導入を実施してきたDBアーキテクト、データサイエンティスト、エッジ技術者、FA技術者、DXコンサルタントが貴社のデータ活用立ち上げを支援します。
