IIoTとIoTテクノロジーの違い

モノのインターネット（IoT）は、現代生活の様々な分野に浸透しています。現在、IoTは産業環境にも広がり、インダストリアルIoT（IIoT）という用語がより一般的に使用されるようになりました。しかし、IoTとIIoT技術の違いは一体何なのでしょうか？どちらも、IoT市場の幅広いアプリケーションに不可欠な要素と考えられています。接続されるスマートデバイスは年々飛躍的に増加しており、IoTとIIoTの導入要因を考慮することが不可欠です。この記事では、IoTとIIoTを比較対照し、企業がそれぞれの導入を検討すべき時期と理由を明らかにします。

IIoTとIoT入門

IoT市場は805.7年に2023億ドルに達すると予測されており、 1の$ 2026兆IDCによると、ディスクリート型製造業とプロセス型製造業がIoT投資を牽引し、予測期間全体を通じて世界全体の支出の3分の1以上を占めると予想されています。

IoTとIIoTの共通点

IoTとIIoTの定義を詳しく検討する前に、両者が共通する基盤について理解することが重要です。IIoTはIoTのサブセットですが、どちらもセンサー、クラウドプラットフォーム、接続性、分析といった共通の技術を活用しています。この類似性は、アプリケーション領域や標準・規制への準拠にも及びます。消費者向けであれ産業向けであれ、IoTアプリケーションの普遍的な技術基盤は、以下の6つの領域で構成されています。

• デバイスハードウェア
• デバイス·ソフトウェア
• コミュニケーション
• クラウドプラットフォーム
• クラウドデータ
• クラウドアプリケーション

IoTとは

IoTとは、インターネットに接続されたスマートデバイスが内蔵センサーやネットワーク接続を介してデータを収集・共有できる分散型ネットワークを指します。IoTにより、サーモスタットや自動車など、私たちが日常的に使用するデバイスや電子機器を、遠隔から監視、アクセス、制御することが可能になります。このスマートコネクティビティを実現するコアコンポーネントには、以下のものがあります。

組み込みセンサー: 地理位置、温度、動きなどの重要なデータを収集します。

接続モジュール: WiFi、セルラー 4G/5G、Bluetooth などを介してデバイスからクラウド サーバーにデータを転送できます。

データ処理ハブ: センサー/デバイスからの受信データを集約して処理するクラウド サーバー。

ユーザー インターフェイス: IoT エコシステムの分析とリモート コントロールを提供するモバイルまたは Web ダッシュボード。

IIoTとは

IIoT（Industrial Internet of Things）は、工場、エネルギープラント、現場などの産業環境に特化して適用されるIoTテクノロジーを指します。IIoTを介して高度な自動化とデータ収集を導入することで、産業企業は業務の効率性、制御性、そして洞察力を向上させることができます。スマートホームなどの消費者向けIoTとは異なり、IIoTは以下の点に重点を置いています。

• 機械のスマートセンサーなどの接続された産業用デバイス。
• 製造やサプライ チェーンなどの複雑な操作を最適化します。
• 予測メンテナンスなどの重要な新技術を有効にします。

IIoT アーキテクチャで接続性とデータ交換を提供するコア コンポーネントは次のとおりです。

工業用センサー

有線/無線接続

中央サーバーハブ

産業用ネットワークプロトコル

車両/資産管理ソフトウェア

消費者向けIoTと産業向けIIoTの違い

IoT と IIoT はデバイスの接続とデータの活用という点で類似点がありますが、テクノロジーには明確な違いもあります。

• 市場の焦点

IoTは様々な分野をカバーしています。IoT技術は主に、一般消費者と、企業、医療、公共部門などのビジネスIoTの専門家によって利用されています。IoTは様々な業界で応用されているため、より汎用的な用途に特化される傾向があります。一方、IIoT技術は、専門家が産業分野にのみ適用しているため、より小規模な市場に焦点を当てています。IIoT技術は、主に発電所、石油・ガス精製所、製造施設で利用されています。

• エンドデバイス

IoTとIIoTは、それぞれ焦点と目的が異なるため、通常は異なるデバイスを使用します。産業用IoTデバイスは、単独で動作するのではなく、既存の機器と連携して、機器に関するデータをユーザーに提供するために構築されています。一方、IoTデバイスは通常、日常生活で使用され、単独で使用できるデバイスです。スマートフォン、スマートウォッチ、スマートサーモスタット、スマートアシスタントなどがこれに該当します。インフラ構築に使用されるスマートセンサーなどのIoTデバイスもあります。

• 失敗のリスク

IoTデバイスは小規模にしか使用されないため、故障リスクは比較的低いです。通常、IoTデバイスは故障時に危険を伴う修復作業には利用されません。一方、IIoTデバイスやテクノロジーの故障はより危険です。IIoTテクノロジーはシステム全体に接続されているため、重機の1台が故障すると生命を脅かす状況につながる可能性があります。

• 環境要件

IoTデバイスは通常、日常的な環境で動作します。標準的な温度やその他の環境的圧力に耐えられるように設計されています。一方、IIoTデバイスは、主に工場、エネルギープラント、石油精製所などの過酷な環境で使用されるため、耐久性と信頼性が高くなります。そのため、IIoTデバイスのメーカーは、信頼性の高い結果を提供するために、極端な温度、湿度、無線干渉に耐えられるようにデバイスを設計する傾向があります。

• 操作の安全性

ほとんどのIoTシステムでは、通常、工業化されたプロセスを扱うわけではないため、運用の安全性が懸念されることはありません。誤った判断が下された場合でも、誤操作やサイバー攻撃など、いかなる理由によっても深刻なセキュリティインシデントが発生することはありません。

IIoTシステムを扱うとなると、状況は全く異なります。IIoTは制御ループの不可欠な構成要素です。制御プロセスの不適切な動作は、ネットワークを不安定で安全でない状態に陥らせる可能性があります。そのため、PLC、センサー、そして通信プロトコルやプロセスをシステムに組み込むことが極めて重要です。たった一つの不注意なミスで、あっという間に人命が失われる可能性があるのです。

• 操作の信頼性

人々の意思決定はIoTプロセスの結果に完全に依存するため、運用の信頼性は不可欠です。IoTシステムは、承認された個人による意図的な行為や不正行為を識別・検知することができます。具体的な用途に応じて、IoTネットワークには、あらゆる不正操作を検知し、悪影響をもたらす可能性のあるサイバー攻撃を回避するための特別な対策を講じる必要があります。

IIoTでは、システムがICSアーキテクチャの構成要素であるため、この制限は不可欠です。最も重要なのは、信頼性が安全性、信頼性、生産性（SRP）の三要素の一部であるということです。IoTと同様に、IIoTシステムは、承認された個人による意図的な行為や不適切な行為を検知することもできます。

• コミュニケーションメディア

IoTエコシステムのアーキテクチャは、通信媒体とプロトコルに適合している必要があります。運用は消費者向けであるため、システムはBluetooth、Wi-Fi、セルラーネットワークで構成される可能性が高くなります。また、標準的なITプロトコルも使用されます。包括的なIoTネットワークは、個別にサイバーセキュリティを確保する必要があるすべての媒体を活用します。

ICSアーキテクチャの一部として、IIoTネットワークはICSサーバー、センサー、PLC間の無線および有線リンクを提供します。これらの通信媒体からIIoTネットワークプロバイダーに情報が伝達され、ICS向けプロトコルの存在を容易に確認できます。短時間でフィードバックを取得することが期待されるIIoTエコシステムでは、ネットワークレイテンシを検証する必要があります。

• サイバーディフェンス

IoTエコシステムは、店舗、家庭、オフィス、バス停などに設置される消費者向けエンドデバイスを扱うため、サイバー防御は根本的な問題となります。これらのIoTデバイスは公共の利便性を向上させますが、この技術にはコスト上の制約があり、サイバー防御対策の導入を阻んでいます。サイバー防御は常に重要です。

a) これらのデバイスに接続するシステムに対して、強化されたサイバー防御を導入する

b) 該当する場合は、デバイスのユーザー名やパスワードなどの検証手段を必ず更新してください。

c) システムを常時スキャンし、外部のデバイスや不正なデバイスを検知する

しかし、IIoTでは状況は大きく異なります。改修やアップグレードのための投資リソースは容易に確保できるものの、サイバーリスクは高くなります。さらに、上記に挙げたIoTネットワークのベストプラクティスに加えて、IIoTエコシステムのための追加対策も検討することが不可欠です。

a) 脆弱性分析と改修を実施して、デバイスの物理的なセキュリティを強化します。

b) 侵入検知システム（IDS）を使用して異常状態を検出する

c) IIoTエコシステムに適したその他の特別な検証手段を追加する

IoTアプリケーションの例

消費者向け製品と体験を変革する IoT テクノロジーの最も一般的な例をいくつか紹介します。

スマートホームズ

接続されたデバイスにより、住宅所有者は遠隔でエネルギー消費を監視し、照明や家電を制御し、アラートを受信し、家庭の活動を自動化できます。

ウェアラブル

インターネットに接続された運動トラッカー、スマートウォッチ、医療モニターなどがウェアラブル市場を形成しています。

スマートシティ

IoTテクノロジーはスマートシティのインフラを支える基盤です。センサーは交通渋滞を監視し、必要な道路メンテナンス情報を当局に通知したり、通勤待ちの人々に公共交通機関の最新情報をリアルタイムで送信したりすることができます。

スマートビル

IoTは、都市における公共施設の生産性と運用の向上を可能にします。スマートテクノロジーは、照明、エレベーター、空調など、建物内の複数のシステムから情報を収集するために都市で活用できます。

スマートユーティリティ

センサーはスマートシティのインフラに統合され、生産性の向上、メンテナンスプログラムの拡張、遠隔操作の実現など、様々なメリットをもたらします。センサーは街灯、道路、水道システム、交通網などに設置できます。

接続された車両

自動車メーカーもIoTの導入を進めています。現代の自動車はテレマティクスデータを収集し、周辺の交通状況を伝達しています。消費者もIoTを活用して、ドライバーの追跡、燃費向上、メンテナンス更新の自動化などに活用しています。

IIoTアプリケーションの例

一方、産業環境においても、IIoTは複雑なオペレーションの最適化、稼働率の向上、機器の故障回避といった点で、同様に変革をもたらしています。工場や企業におけるIIoTの一般的なユースケースには、以下のようなものがあります。

コネクテッドロボットと組立ライン

工場では、ロボット、コンベア、組立ラインのコンポーネントを連携させ、生産指標を収集しています。これらのインサイトは、製造効率、出力品質管理、設計反復のスピード向上に役立ちます。

予測メンテナンス

IIoTセンサーは、機器の故障に反応するのではなく、摩耗の兆候を早期に検知します。これにより、メーカーは予知保全を計画することができ、通常のメンテナンスに比べて約12～18%のコスト削減が見込まれます。

サプライチェーン/物流

IIoT追跡デバイスを活用することで、企業は製品の取り扱い温度、トレーラーの冷蔵状況、位置などを監視できます。これにより、工場から最終顧客に至るまで、タイムリーな取り扱いと安全ポリシーの遵守が確保されます。

エネルギー管理

オフィスや生産環境内では、IIoT に接続された HVAC、照明センサー、その他の建物システムにより無駄な電力が削減され、エネルギー消費量を 10 ～ 15% 削減することを目指しています。

IoTとIIoTを活用するメリット

IoT または IIoT を実装すると、定量化可能な技術的利点に加えて、顧客/従業員のエクスペリエンス、持続可能性、将来の競争力に関連する測定が難しいメリットも得られます。

消費者向け IoT の利点は次のとおりです。

– 利便性: 環境と日常のタスクを自動化したり、オンデマンドでサービスやコンテンツを呼び出したりするコントロール。

– 安全性とセキュリティの監視: 安心のためのリアルタイムのホームセキュリティアラートと入退室アクセス制御。

– 健康とウェルネスの追跡: IoT ウェアラブルはバイタル モニタリングを提供し、個人がフィットネス目標を設定して達成するのに役立ちます。

産業用 IIoT が運用と収益にもたらすメリットは次のとおりです。

– 時間とコストの節約: 最適化されたプロセスにより、生産サイクルが高速化し、廃棄物が削減されます。

– 機器のダウンタイムを最小限に抑える: データの洞察により、予測メンテナンスが可能になり、生産性の損失がほぼゼロになります。

– 強化された職場の安全性: 従業員の生体認証を監視し、環境異常を警告するウェアラブル。

– 持続可能性: エネルギー消費と材料の無駄を削減します。

IIoTがインダストリー4.0変革のバックボーンとなる理由

IIoTは、インダストリー4.0の旗印の下、製造業のデジタル化を実現する中核技術として位置づけられています。機器の相互接続とデータ交換を可能にすることで、IIoTは情報主導型でハイパーコネクテッドな工場を実現します。

産業用ビッグデータ分析、人工知能、デジタルツインシミュレーション、クラウドベースの産業用ソフトウェアプラットフォームといったインダストリー4.0のテクノロジーは、IIoTセンサーやインフラと直接連携します。これらのイノベーションを組み合わせることで、以下のような全く新しい機能を実現します。

– 分散型生産決定: IIoT マシンは、集中管理ではなく動作データに基づいて自己修正します。

– インテリジェントなサプライ チェーンの適応: 在庫レベルはリアルタイムの注文データに基づいて自動的に変化します。

– 迅速な設計の反復: 新製品のシミュレーションによるデジタル ツイン テストが、物理的なプロトタイプと試運転に取って代わります。

マッキンゼーのインダストリー4.0に関する調査によると、製造企業は効率性を高めるためにIIoTの導入を強化しており、 15-30％ 労働生産性の向上と機械のダウンタイムの30～50%削減。しかし、コスト最適化だけでは全体像は見えません。IIoTは、顧客サービスの向上や戦略的な転換につながる、画期的なイノベーションも生み出します。

MOKOSmartのIoTおよびIIoTハードウェアソリューション

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