SENSOR EXPO JAPAN 2016 - SSIL · IoTプラットフォーム Argoculusのご紹介 2016年9月28日 サイエンス ソリューションズ株式会社 SENSOR EXPO JAPAN 2016

IoTプラットフォーム Argoculusのご紹介

2016年9月28日

サイエンス ソリューションズ株式会社

SENSOR EXPO JAPAN 2016

IoTプラットフォームArgoculusの紹介－アジェンダ

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1. 会社紹介

2. IoTシステム開発のポイント

3. Argoculusの機能

4. システム構成例

5. 活用事例

6. Argoculusサービス

会社紹介：サイエンス ソリューションズ㈱

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社名： サイエンス ソリューションズ株式会社

設立： 1996年9月2日

住所： 東京都目黒区中町二丁目２１番７号

事業： 研究開発、設計、製造に対する技術サービス

機械工学 電気工学

システム工学 情報工学

エンジニアリング

科学・工学系 ITシステム構築

受託研究・開発

設計、数値解析、シミュレーション等

新技術の提案、発明、試作、評価

システムの企画・提案、設計/構築、R＆D

SSIL

企業

大学

ITシステム構築

プラントの異常診断システム

数値処理プログラム（診断アルゴリズム開発、最適化計算、画像処理・認識） 等

IT ＋ エンジニアリングによるシステム構築

IoT（Internet of Things)とは

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セキュリティ・監視システム

インターネット

施設

輸送・物流

健康・医療

小売業

産業(ものづくり)

エネルギー

家電

ネットワークコネクションによるビジネス価値の創造

製品価値 「ハード」から「サービス」へ

「もの」がインターネットに接続され、情報交換することにより相互に制御する仕組み

IoTシステム開発のポイント

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ビジネス価値の創造

データ収集は目的ではなく、収集されたデータから何を生み出すか。

理想的には、新たなビジネスモデル創出、大幅なコスト削減．．．

しかし、目標設定は不明確になりがち

先ずは、シンプルな目標（コンセプト）作り ⇒ 検証

PoC（Proof of Concept）⇒ 本格的なビジネスへ

開発のポイント

スピードが重要 ⇒ データの蓄積には時間がかかる。

エコシステムがキーポイント

企画・検討 プロトタイピング 実用化検討・予算化 開発 サービス

PoC

改良

IoTプラットフォームの要件

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様々なデバイス（センサー、アクチュエーター等）に対応

標準的な通信仕様を実装(HTTP、MQTT、CoAP)

適切なセキュリティ対策

オープンな仕様（外部システムとの連携容易さ）

システム開発の容易さ（様々なタイプのデータに対応…）

ビッグデータ＋（インターネット）リアルタイム

同じソフトウエアで自社サーバーとクラウドに対応 ＋ スケーラブル

頑強性（遅い・不安定なインターネット／モバイル、デバイスのオン/オフ 等に対応）

小規模システムから実運用システムへ（効果的な投資）

参考）BOSCH Realizing the connected world – how to choose the right IoT platform

IoTシステム開発のポイント ー エコシステム

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IT、エンジニアリング、現場ノウハウ等、様々な知識、経験が必要

エコシステム：複数の企業がパートナーシップを組み、互いの技術や資本を活かしながら、業界の枠等を超えて広く共存共栄していく仕組み

ネットワーク H/W・S/W

センサーデバイス

組込み系システム

ゲートウェイ

セキュリティ エッジ・クライアント・ ネットワーク・サーバー

クラウド

データベース

WEB

サーバー クライアント PC・タブレット・スマートフォン

現場オペレーション

ドメイン知識

データ分析

ビジネス 通信

IoTプラットフォーム Argoculus

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特徴

センサーからのデータ取得・クラウドへの送信、サーバーでのデータ管理、データ閲覧、データ分析・診断、機器制御等の一連のサービスを纏めて提供

初期投資ミニマムかつスケーラブルなIoTシステムを構築

クラウド上で直ぐに利用

各種ネットワーク（公衆回線網、LAN）に対応

パッケージ製品（サービス）、または、顧客固有システムの開発基盤として利用

高サンプリング周期のデータや多次元データ、位置情報等、様々なデータに対応

センサーを容易にArgoculusに接続

小さく手早く始めて(PoCから)、大きく成長(実システムへ)

現場での改良(センサー追加、監視ロジックの改訂…)

IoTシステムを迅速、且つ、低コストに実現するためのプラットフォーム

エンドユーザー様自身で、特別なIT知識を必要とせずに直ぐにIoTシステムを構築

Argoculusの概要（１）

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デジタルセンサー

サーバー

BeagleBone+SORACOM

Raspberry PI + Argoculus CONNECT

(A/D変換器)

Portwell

CENTURY SYSTEMS

FAカメラ

デジタルセンサー

アナログセンサー

センサー

アクチュエータ

アナログセンサー

USBカメラ

インターネット イントラネット

ゲートウェイ/センサー

クラウド/オンプレ

センサーデータ

一次元データ・多次元データ 画像・位置情報 テキストメッセージ

高サンプリングデータ

設備の異常検知 稼働状況集計・分析

機器自動制御…

モニタリング…

クライアント

外部システム

ダッシュボード センサーシステム データロガー …

Webサービス

センサーデータ

アクチュエータ制御

リモート保守

Argoculusの概要（２）

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一次元データ（温度等）、三次元データ（加速度等）、位置情報、画像、テキストメッセージの扱い

様々なセンサーの接続が可能

センサーデータをリアルタイムに表示

データ変動を即座に把握

クライアントやサーバーからのリクエストに応じたアクチュエータ等の制御

機器のリモート操作や自動制御に活用

センサーデータのしきい値監視に加えて、スクリプト言語を用いて複雑なデータ監視

機器の異常診断や予兆に活用

リモートセンサー/ゲートウェイ制御（データ取得の開始/終了、サンプリング周期変更、機器リブート等）

メンテナンス性の向上

ノンプログラミングまたは最小限のプログラミングによるセンサー接続

データ分析用ツールの提供

豊富な外部インターフェース（データエクスポート、REST API）

Argoculusの構成（1）

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クラウド（Amazon Web Services等） / 自社サーバー

Linux(CentOS,RedHat) / Windows Server

データベース管理システム Oracle

WEBアプリケーションサーバー GlassFish

ゲートウェイ コミュニケーション

ゲートウェイ

センサーデバイス

ダッシュボード リアルタイム データ診断

データ分析 ツール

システム管理 ツール

パーソナル コンピュータ

タブレット スマートフォン

MQTTブローカー ActiveMQ

Argoculusの構成（2）

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ゲートウェイ

センサー データ 通信

サーバー

データ 通信

データ 管理

GUI

診断・データ分析

GUI端末

通信

GUI

通信 WebSocket

HTML5/Ajax HTTP

サンプリング制御・処理

データ収集

MQTT

外部システム

機器制御 アクチュエータ

スクリプト言語を用いてエンドユーザーが診断ルールを定義

Webサービス

(REST API)

Argoculus CONNECT用IF

Javaプログラム

実行形式プログラム

CENTURY SYSTEMS ゲートウェイ用IF

アナログセンサー用IF 一切のプログラミングが不要 (電圧/電流・物理量テーブルの作成）

センサーデータ取得部分のみ制作 （開発キット提供）

センサーデータの収集

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センサー デバイス

ゲートウェイ クラウドサーバー

A/D変換 データ登録

リモート制御 A/Dコンバーター Argoculus CONNECT

電圧信号をデジタル値に変換

WEBサービス（REST）

によるデータ送受信

Oracle DB ＆

Amazonクラウドサービスの利用

1秒程度のサンプリング周期でのデータ収集・送信、閲覧が可能

バッファリング機能により、1秒以下のサンプリング周期にも対応

データフィルタリング機能により必要なデータのみをサーバーに送信

センサー デバイス

データバッファ

一括送信

センサー デバイス

しきい値 フィルター

一部送信

RESTインターフェースにより容易にセンサーデータのサーバーへの送信が可能

Raspberry PI,BeagleBone, CENTURY SYSTEMS,Portwell 等

メッセージ

データ監視

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リアルタイム診断

データ取得時に、サーバーにてしきい値による診断を行う。 ⇒ 機器異常の即時判定に活用

定期監視・予兆

複数のセンサーデータや経時変化等を使った複雑な異常検知や予兆を行う。

監視ルールは、スクリプト言語（JavaScript）を用いてエンドユーザーが定義可能

監視ルールは、データ取得時、または、一定周期で判定

異常時や正常復帰時には、メッセージ提示に加えて、メールで通知

監視ルールと連動して、機器やゲートウェイの制御が可能

例）通常時 1分間間隔でデータを取得 ⇒ 異常時には、1秒間隔でデータを取得

診断エンジン

データ

センサー + ゲートウェイ

しきい値

メッセージ

診断エンジン

データ

センサー + ゲートウェイ

診断ルール

メール

データ診断－ルール作成

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スクリプト例

var v=bridge.getAverage(‘20065’,600); ←過去10分間の平均値取得

if (v==null) return -1;

if (v.value<600) { ←判定

bridge.setMessage('距離(%.1f)が近いです。',v.value);

bridge.setDigitalOn(‘42752’, 10); ←デジタル出力に10秒間、ON送信

return 1; ←異常レベル１

}

return 0; ←正常

①関数選択 ②パラメーター選択/条件設定

ルール作成

Wizard形式 ＋ スクリプト言語

③スクリプト編集

データ分析

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データベースに格納された過去データの分析を行う。

グラフ

移動平均によるノイズ削減データの表示

スプライン関数によるデータ平滑化

最小2乗法による近似式の算出

データ特徴値（最大/最小、平均、偏差 等）抽出

Excelファイルへのエクスポート → 外部ツールで活用

R言語を活用したデータ分析（2016年Q4リリース予定）]

取得データ

ノイズ削減データ

Excelファイルに出力

表形式表示

ゲートウェイのリモートメンテナンス

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ブラウザ（タブレットPC等）からゲートウェイのリモートメンテナンスを行います。

センサーデータ取得

センサーデータ取得の開始／停止

サンプリング周期変更

データバッファリング有無やバッファリング点数の変更

データフィルタリング方法の変更

ゲートウェイコンピューターのメンテナンス

ゲートウェイコンピューターの再起動、シャットダウン

ゲートウェイソフトウエアのアップデート

センサーデータ取得ソフトウエアのアップデート

ファームウェア（ゲートウェイソフトウェア本体）のアップデート

ネットワーク等の異常発生時の自動復旧 （WatchDog機能）

⇒ 一定時間、サーバーとの通信が遮断されるとゲートウェイが自動的に再起動

Argoculusに関するサービス

クラウドサービス

センサー/ゲートウェイをクラウドに接続するだけで、IoTプラットフォーム「Argoculus」 を利用できます。

面倒なサーバー設置や保守等が不要になり、低コストかつ迅速にシステムを構築できます。

小規模システムからスタートし、大規模システムへと連続的に成長させることができます。

Amazon.com社クラウド（Amazon Web Services)

九州先端科学技術研究所殿 LabCloud（アカデミック用途のみ）

システム構築サービス

貴社サーバ上にArgoculusを用いたIoTシステムを構築

完全自社開発のため、様々なカスタマイズや貴社製品/サービスとの一体化が可能

収集データ活用のためソフトウエア開発

パートナー企業様と協力し、センサーの接続やセンサー端末の製作をサポート

SIer様向けにArgoculus開発ライセンスを提供

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展示システム

BeagleBone+SORACOM デジタル

温度センサー

LED

Portwell (Windows) USBカメラ

動体検知

LED ON/OFF制御 姿勢データ ジャイロセンサー

CO2センサー

Argoculus CONNECT (A/Dコンバータ）

Raspberry PI

CENTURY SYSTEMS

距離センサー

Argoculus Frontend Box +SORACOM

電流センサー

振動センサー

iPhone

クラウドサーバー

web app

server

Amazon EC2

Amazon RDS

Amazon Route 53

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展示システムーFrontend Box

1. 構成

・AD コンバータ：Argoculus CONNECT (フルスケール:0.5V)

・コンピュータ： Raspberry Pi 3

・電源: 5V 15W (Raspberry Pi用), 24V 15W(センサー用)

2. 仕様

・入力電圧： 最大0.5V

・入力チャンネル数： 4

・信号出力： USB x 2、LANポート × 1

・センサー用DC供給 24V 4チャンネル Max 15W

3. 事例

・サンプリング周期 250 ミリ秒 (HTTP), 100 ミリ秒 (MQQT)

（2チャンネル接続時）

・欠損無しのデータベース保存、表示には若干の欠損発生あり

・SORACOM SIM使用で連続稼働（トヨタ展示会）

まとめ － Argoculusの利点

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IoTシステムを迅速、且つ、低コストに実現するためのプラットフォーム

センサーデータ取得～サーバーでのデータ蓄積～データ可視化/データ分析などの一連のサービスを纏めて提供

クラウドサービス、オンプレの双方に対応

PoCから実運用システムへシームレスに展開が可能

特別なIT知識を必要とせずに直ぐにIoTシステムを構築

通信、データベース、ダッシュボード、デバイス/センサー管理、外部システムとの連携等、IoTシステムに必要な要素を予め提供

GUIを用いた簡単設定、センサー接続もサポート

IoTシステム全般を強力にサポート

完全自社開発のため柔軟なカスタマイズが可能

データ活用を支援（分析機能や監視機能の受託開発）

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お問合せ先

サイエンスソリューションズ株式会社

TEL:03-3711-8900

E-Mail: [email protected]

（セミナー資料は、後日、弊社HPからダウンロードが可能）

展示ブース

SI-02

ご清聴、ありがとうございました。