4つの事例、役立つ情報が満載の記事です！エッジコンピューティングを「エッジ」にしない

エッジ コンピューティングは、ユーザーによって意味が異なります。ただし、変わらないのは、場所が重要であるということです。

エッジ コンピューティングを使用すると、ネットワークへの接続が失われた場合でも、自律型採掘設備は地下 1 マイル以上の予期しない状況に対応できます。ホテルの宿泊客が携帯電話で注文し、プールサイドに食べ物を届けてほしい場合、エッジ コンピューティングは宿泊客に最も近いサーバーの使用を指示できます。

現在、業界全体でセンサー、スマートデバイス、モバイルユーザーの数が増加しています。ローカルで処理する必要がある分散データの増加に対処するため、企業はエッジ コンピューティングへの投資を開始しています。低レイテンシは多くのアプリケーションにとって重要であり、エッジ コンピューティングにより、データを処理のためにデータ センターまたはパブリック クラウドに移動する時間が削減されます。

もう 1 つの要因は、データをデータ センターにバックホールするコストです。処理と分析をその場で実行することで、高価な帯域幅の必要性が軽減されます。

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没入型インタラクションの分野では、エッジ コンピューティングにより、リアルタイム データの生成を人間とマシンに近づけることができます。ガートナーによると、2022年までに企業が生成するデータの50%以上がデータセンターやクラウドの外部で作成および処理されるようになるとのことです。

エッジ コンピューティングの展開はサイロ内に存在しません。エッジ インフラストラクチャは通常、エンタープライズ データ センターまたはクラウドで集中管理されます。エッジ サービスは、コンテンツ配信ネットワーク、ホスティング サービス プロバイダー、クラウド サービス プロバイダーを通じて提供できます。これらのサービスプロバイダーは現在、地域データセンター、ローカルマイクロデータセンター、通信塔のコンピューティング能力を通じてビジネスを拡大しています。エンタープライズ IT の主なタスクは、センサー、モバイル デバイス、アクセス ポイント、ゲートウェイ、エッジ サーバー、ストレージ、ネットワーク デバイスなどのすべてのコンポーネントを統合し、エッジからローカルおよびクラウド データ センターにまで及ぶ運用を管理することです。

ガートナーは、エッジ コンピューティングの使用に関しては、現在、企業はベンダーまたはシステム インテグレーターが主導する単一のシンプルなユース ケースから始める傾向があると考えています。数年のうちに、企業はさまざまなエッジ コンピューティングのユースケースを試し始めるでしょう。ガートナーは、2023年末までに大企業の50%以上がIoTまたは没入型エクスペリエンス向けに少なくとも6つのエッジコンピューティングのユースケースを導入すると予測しており、これは2019年の1%未満とは対照的な数字です。

ここでは、さまざまな業界の 4 つの企業が、エッジ コンピューティングへの進出と、従業員の安全性、生産性、顧客サービス、収益に関する経験について語ります。

エッジコンピューティングが加速

人工知能が貨物列車の速度を維持

アイドル時間は貨物列車運行の敵です。デュオス・テクノロジーズの最高執行責任者スコット・カーンズ氏は、鉄道は貨物列車のパフォーマンスを平均速度で測定しており、その速度は通常時速35マイルから37マイルの間であると指摘した。 「平均速度が1マイル上がるごとに、利益は1,000万ドル増えます。そのため、人々は効率性を改善できる技術に多額の投資を行っています。」

貨物列車の速度を低下させる要因の一つは検査です。北米では、貨物列車が線路を横断する場合、運行者は時間を割いて車両の義務的な検査を実施する必要があります。歴史的に、作業員は鉄道操車場に停車している列車の機械部品の目視検査と物理的検査を実施する必要がありました。プロセスを効率化するために、Duos は貨物ヤードに設置されたセンサー、画像デバイス、分析ツールを使い始めました。

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Duos は、大型カーポートのような複数の鉄道検査ゲートを建設しています。列車は、これまでのように速度を落としたり、物理的な検査のために検査場に入る必要がなく、Duos 検査ゲートを通過する際に自動的に検査されます。検知ゲートには、列車を照らす高出力LEDライトと高速で映像を撮影できるカメラが搭載されています。

「我々は、列車が時速40、50、60マイルで通過できる大型の検査ゲートを建設します」とカーンズ氏は語った。 「列車が通過する際、あらゆる角度から列車全体を撮影し、AI アルゴリズムを実行して漏れや機械的な欠陥を探します。システムはオイル漏れ、壊れた部品、ドアの欠落を検出し、修理が必要な箇所を示します。」

このシステムは、9 つ​​の異なるカメラの視点から各列車の車両を観察できます。各カメラは約 1GB のデータを生成するため、列車の車両では約 9GB のデータが生成されます。平均的な列車には約 120 両の車両があるため、列車 1 台あたりで生成されるデータの量は約 1 TB になります。米国全土の多くの追跡サイトは遠隔地にあるため、利用可能な WAN 帯域幅はさまざまであり、データ量が膨大であるため、データを中央データ センターに送信して処理することは現実的ではありません。

Duos 検出ドアの隣には IT システム ルームがあります。各部屋には、Dell XR2 サーバーと PowerVault ストレージを搭載した 45U ラックが 2 つ設置されています。 「このアイデアは、トラックの隣に小さなデータセンターを建設し、すべてのデータをエッジで処理することです」とカーンズ氏は語った。

鉄道の安全規則を遵守するためには、列車が近くの駅に到着したときに修理が行えるよう、検査を迅速に実施する必要があります。 「列車は目的地に到着する前に検査する必要があるため、これをほぼリアルタイムで行う必要があります。」

また、検知ゲートの位置によっては、1日に30～40本の列車が通過することもあります。次の列車が通過する前に処理を完了する必要があります。これらのデータ集約型の操作は、トラックに沿って迅速に完了します。

Duos は約 18 か月前に Dell の PowerEdge VRTX ブレード サーバーから XR2 に移行しました。 XR2 プラットフォームにより、システムがよりモジュール化されるためです。

また、サーバーが耐えなければならない環境条件を考慮して、サーバーをさらに強化することも重要です。たとえば、Duos 検出ゲートが設置されている場所の 1 つであるカナダのウィニペグでは、夏には気温が 90 度まで上昇し、冬にはマイナス 40 度まで下がることがあります。鉄道業界における最大の課題の 1 つは、メンテナンスと保守性です。軍事および海洋用途以外で次に人気のある用途は鉄道です。 Duos は今後も検出ゲートの建設を拡大していく予定です。同社は今後数年間で60～70台の配備を予定している。

開発面でも、同社はAIアプリケーションの範囲を拡大し続けていく。最近、Duos は、さまざまな温度の列車車両の下に搭載された電気牽引モーターのモデルを撮影して分析するために、熱画像撮影を使用し始めました。この動きは、損傷や焼損を起こしやすい高価な部品の予知保全を改善することを目的としている。

位置認識アプリでホテルの客室がスマートに

エッジで多数の操作を実行すると、ハードウェアの量を削減できる場合があります。 Nobu Hotels では、アップグレードされたワイヤレス インフラストラクチャにより、より少ない専用ハードウェアで、より多くの IoT および AI 駆動型アプリケーションがサポートされています。

Nobu は現在、ホテル全体のネットワーク インフラストラクチャを標準化し、コンテンツ配信、照明制御、ドア ロック、セキュリティ アラームなどのゲストおよび従業員向けアプリケーションと Wi-Fi アクセスを統合できるようにしています。これにより、Nobu はオンサイトのハードウェア要件を簡素化し、時間とコストを節約できると、Nobu Hospitality の IT グローバル ディレクターのロドニー リンビル氏は述べています。

「ホテルの開業を容易にし、ハイテクをホテルに統合するためには、私が選んだテクノロジーがそれを実現できるかどうかを確認する必要がありました」とリンビル氏は語った。 「私たちはそれを将来ではなく今やりたかったのです。」

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この目的のために、Nobu はシカゴ、ワルシャワ、ロンドンの 3 つの新しいホテルに Aruba 機器の導入を開始しました。このデバイスは、Aruba のエッジ スイッチとコア スイッチ、ロールベースおよびデバイスベースの安全なネットワーク アクセス制御を実現する ClearPass Policy Manager、および WLAN、Zigbee、Bluetooth、サードパーティ プロトコルを実行する IoT デバイスをサポートする位置情報対応アクセス ポイントを使用します。

ネットワーク インフラストラクチャは、モバイル POS、プロパティ管理システム、ゲスト アプリケーションなどのホテルの管理アプリケーションをサポートします。さらに、ホテルの客室向けにドアロック、温度調節、ホテルサービスなどのテクノロジーも提供できます。ゲストはモバイル デバイスを使用して、チェックイン、チェックアウト、ルーム サービスの注文、寝具の交換のリクエスト、カーテンの開閉を行うことができます。従業員は、部屋の入退室を監視したり、ドアのロックを再プログラムしたり、緊急時にゲストの助けを求める電話に対応したりできます。

「客室のどこからでも接続でき、客室内のサービスを制御できることが、私たちが客室に求めているものです」とリンビル氏は語った。 Nobu の目標は、宿泊客が自分の電話やワイヤレス デバイスを使用してホテルのサービスを管理し、客室内のさまざまなシステム (ドアのロック、テレビ、エアコンなど) を制御できるようにすることです。

これを実現するために、IT チームは、Aruba アクセス ポイントの Bluetooth ビーコンと Zigbee ゲートウェイを、リアルタイムでデータを生成、分析、処理できる IoT および分析アプリケーションと組み合わせています。

さらに、Nobu は Aruba のインフラストラクチャと ASSA ABLOY Global Solutions のアクセス制御テクノロジーの統合を開始しました。 ASSA ABLOY のテクノロジーにより、ゲストはオンラインでチェックインし、スマートフォンを使用して部屋のロックを解除できます。これまで、Nobu 社は ASSA ABLOY 非接触型入場システム専用の屋内ゲートウェイを導入する必要がありました。この統合により、Nobu は別の Zigbee ゲートウェイに頼るのではなく、Aruba アクセス ポイントを使用して、屋内のスマート ドア ロックと集中型ドア ロック管理ソフトウェア間の通信を保護できるようになります。

Linville は、ASSA ABLOY に、自社の独自ゲートウェイを Aruba ハードウェアに置き換えるよう依頼しました。 「これらの専用ゲートウェイにより、ホテル内に客室のロックを制御するための別のネットワークをほぼ構築できるようになります」とリンビル氏は語った。 「ホテルにはすでにその技術が導入されていたので、それにお金を払いたくありませんでした。」

もう 1 つの重要なプロジェクトは、Aruba デバイスをサードパーティの従業員セキュリティ アプリケーションと連携させることです。 React Mobile は、ゲストが脅迫されたり、医療上の緊急事態が発生したりといった危険な状況や脅威的な状況にホテルスタッフが遭遇したときに、いつでもセキュリティ担当者に警告できるポータブル パニック ボタンを提供します。警報システムには、以前は IT 部門が部屋に専用の Bluetooth ビーコンを設置して別個のネットワークとして展開および保守する必要があった位置情報サービスが組み込まれています。

システム統合により、Nobu は Aruba IoT 対応アクセス ポイントを使用して必要な接続を提供できます。従業員が React Mobile スマートフォン アプリの「ヘルプ」ボタンを押すと、Aruba アクセス ポイントの Bluetooth ビーコンがアプリを使用してユーザーの位置を特定し、Wi-Fi 経由でヘルプ要求を送信します。

ノブ氏の要請により、複数のサプライヤーが協力してシス​​テムを統合し、シカゴのホテル開業に間に合うようにしました。これらの展開には試行錯誤が必要ですが、努力は報われるでしょう。シカゴでの経験により、ワルシャワでのホテル関連施設の展開は非常に簡単になりました。

Aruba は AI の研究開発と探究にも投資する意向です。 「私たちが Aruba を選んだ理由の 1 つは、彼らが私と同じようにこの種の統合に熱心だったからです」とリンビル氏は言います。 「彼らはそこに価値を見出しました。」

Nobu が Aruba プラットフォームを使用する際に考慮したもう 1 つの点はセキュリティでした。 Aruba デバイスには、ロールベースのファイアウォールと侵入防止機能が統合されています。これらの機能により、Nobu はモバイル POS アプリケーションの支払いカード情報 (PCI) データ セキュリティ要件に準拠できるようになります。他のエンタープライズ ベンダーもこのタイプのセキュリティを提供できますが、ネットワークに新しい機器を追加する必要があります。

エッジのハイパーコンバージドインフラストラクチャがIT業務を簡素化

数年前のハイパーコンバージド インフラストラクチャ (HCI) プラットフォームのデモが Jeff Miller 氏の注目を集めましたが、システムの規模が大きな問題でした。ミラー氏は「個人的には当時のデモは完璧だったと思うが、必要な規模はそれほど大きくなく、10分の1の小ささで十分だった」と語った。このため、彼はサプライヤーの Scale Computing と連絡を取り合い、使用規模がニーズを満たすまで HCI の開発を綿密に追跡してきました。

ジェリーズフーズはミネソタ州とフロリダ州に食料品、酒類、金物類を専門とする小売店を 50 店以上展開しています。ミラー氏は同社のITディレクターです。以前は、各店舗に仮想サーバーと SAN がありましたが、これらのレガシー システムは管理が難しく、維持費も高額でした。現在、Jerry's Foods は、Scale Computing の HE150 エッジ デバイス プロジェクトの導入をほぼ完了させています。この移行により、同社はIT戦略全体を再構築することができました。

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Intel NUC ミニ PC をベースに構築された HE150 は、3 台のスマートフォンを重ねたくらいの大きさの NVMe ストレージを使用するオールフラッシュ コンピューティング デバイスで、災害復旧、高可用性クラスタリング、ローリング アップグレード、統合データ保護などの機能を備えています。

一部のコア ストア アプリケーションでは、インプレース処理が重要です。たとえば、製品情報は現場で管理する必要があります。これらの店舗では65,000～70,000点の商品を取り扱っています。これらの商品は、サプライヤーが製品を変更するたびに継続的に更新されるデータベースで追跡する必要があります。 POS 取引は、UPC コード、サプライヤー番号、製品カテゴリ、価格などのデータへのアクセスに依存します。これらはすべてローカルに存在し、ローカルで表示可能である必要があります。

もう一つの重要な現場アプリケーションは、電子給付振替 (EBT) システムです。資金の可用性を確認するには、ローカル POS アプリケーションと米国政府が運営するシステム間のクロスチェーン接続が必要です。これにより、クラスタリングにより HE150 インフラストラクチャの可用性が高まります。 EBT アプリケーションが HE150 インフラストラクチャに移行されると、米国政府のシステムに ping を送信して、ユーザーのアカウント ステータスを確認します。買い物客が EBT 資金を使用できない場合、使用できる他の場所で買い物することを選択するでしょう。これはジェリーズフーズの売上実績に大きな影響を与えるでしょう。 「例えば、ミネアポリスのレイクストリート店でEBTが使えなくなったら、1時間以内に4万ドルの損失が出る可能性がある」とミラー氏は語った。

現在、店舗の作業負荷は、主に米国の社会不安により、コンピューティングとインテリジェンスの面でそれほど重くはありません。今夏のミネアポリス暴動の際、支店の一つが大きな被害を受けた。ジェリーズフーズは現在、建物のセキュリティシステムの強化を含む建物の再建を進めており、これにより地元の IT リソースにさらなる負担がかかることになります。一方、ジェリーズ・フーズはエネルギーコストを削減するために太陽光パネルを設置しようと考えている。設置されれば、店舗の空調システムがよりスマートになるだろう。

エッジ デバイスを使用すると、Jerry's Foods は各拠点で実行されるアプリケーションをカスタマイズできます。エッジ処理の要件が高い店舗では、ミラー氏は Scale Computing の大型 HCI アプライアンスを導入する予定です。現在、使用するサイズは、ローカルに保存する必要があるビデオの量によって決まります。 「規模が大きくても小さくても、それは私たちにとって有利だ」とミラー氏は語った。

全体的に、Scale Computing アプライアンスは、使用されるリソースが少ないため、IT 部門が店舗内のインフラストラクチャの管理に費やす時間を短縮します。 Jerry's Foods 社は、この導入により、従来の仮想化システムと比較して、インスタンスあたりのコストが 5 年間で半分に削減されると予想しています。 「スケールの素晴らしいところは、古いインフラがすべてなくなることだ」とミラー氏は語った。 「VMware を完全に排除できます。」同時に、専用のハードウェアアプライアンスの多くも廃止されるでしょう。これまでは、すべてのブランチが特定のアプリケーション用に独自の専用ハードウェアを維持する必要がありました。

ジェリーズフーズの多くの店舗も、来春に完了する新しいエッジ インフラストラクチャ モデルに移行する予定です。ミラー氏の次のステップは、クラウド ストレージをエッジで実行されているアプリケーションに接続することです。

IT/OTの融合が鉱業に変化をもたらす

スウェーデンの鉱山・製錬会社ボリデンの労働者は銅、亜鉛、鉛、金、銀を採掘しているが、彼らはそれを地下のトンネルではなく地上の制御室で快適に行っている。

スウェーデンのガペンベルグにあるボリデン鉱山では、労働者を鉱山に送り込むのが不適切なエリアで自律型採掘設備が稼働している。これらの場所はほこりや振動が多く、水の浸入や有毒ガスの発生が起こりやすい場所です。このような環境では、通信機器は正常に動作しません。

自動化は長年にわたり鉱業業界に変革をもたらしてきました。 Sandvik Mining and Rock Technology は、2004 年に最初の自律型採掘設備を開発しました。今日では、地下鉱山で完全に自律的に稼働する設備が最先端の技術です。 「搭載されたコンピューターは、人間の介入なしに機械を独立して制御できます」と、サンドビックの採掘情報管理製品ラインマネージャーで、岩の掘削、破砕、ふるい分け、積込み、積み込み、運搬、掘削、解体などの作業用の機器とサービスを担当するペトリ・マノネン氏は語る。

鉱業における近代化の主な推進力は従業員の安全です。地下採掘は危険な環境であるため、作業員を危険から遠ざけることで安全性が向上します。

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もう一つの重要な目標は、運用効率を向上させることです。

マイニング技術が進歩するにつれて、ネットワーク接続に対する要件も高まっています。地下で稼働するのはラップトップだけではありません。ネットワーク接続を備えたマシンも運用に不可欠です。採掘がよりスマートになるにつれて、接続性は小規模な専用ネットワークから鉱山全体のネットワークへと拡大しています。接続性が向上すれば、鉱業会社は検出機能を利用して、人、設備、その他のリソースを安全な距離に保つことができます。緊急事態では、信頼性の高い接続が通信の調整と対応に役立ちます。

サンドビックはボリデンのガルペンバーグ鉱山に採掘設備と運用ソフトウェアを供給した。これらのソフトウェアは、有線または無線接続を介して Cisco の産業用 IoT (Internet of Things) ネットワークに接続できます。 Sandvik の AutoMine ソフトウェアは、地下採掘設備の自律的かつ遠隔的な制御を可能にし、制御室のエンジニアがリソースを追跡し、必要に応じて調整できるようにします。さらに、Boliden は Sandvik の OptiMine ソフトウェアを使用して、採掘設備からのデータを収集および分析し、生産を最適化しています。

環境と機器の安全を確保するには、機器から制御室、セキュリティ ソリューションに至るまで、強力で信頼性の高い通信ネットワークが必要です。この目的のために、Boliden は、シスコの産業用スイッチとアクセス ポイントで構築された低遅延 IoT ネットワークを使用しました。

ネットワークが地下で接続されたままでなければならないことは厳しい要件です。シスコ IoT のグローバル セールス担当マネージング ディレクターのデイブ ウィルソン氏は、この接続性が鉱業、特にサンドビックのビジネス モデルの変革に役立っていると述べています。

「私たちは今や、過酷な環境でも接続性を提供できるようになり、デバイスをネットワークに接続できるようになりました。これにより、サンドビックはビジネスモデルを再考し、さらに成長することができます」とウィルソン氏は語った。 「コネクティビティによって、車両はよりスマートになります。ツール、センサー、ソフトウェアを追加することで、車両は状況を分析できる大型センサーになります。ユーザーは分析されたデータに基づいてプロセス全体を最適化できます。」

ガーペンバーグ鉱山は地下1マイルに位置しているにもかかわらず、エンジニアは人員と設備の状態をリアルタイムで追跡できます。搭載センサーはナビゲーションに役立ち、機器の状態を追跡して最適に動作していることを確認できます。収集されたデータはビジネス上の意思決定にも役立ちます。

これらの機能により、採掘作業に革命が起こりました。自動運転トラックは、「運転手」が疲れることなく自律的に運転できます。これらの車両は鉱山内でセンチメートルレベルの精度を達成でき、これまで採掘されたことのない場所に行くことができます。

計算の多くは鉱山の最も遠い端で個別に実行されました。デバイスはネットワークのカバー範囲が狭いエリアでも動作するため、分析の多くは車両上で行われます。

より高度な分析は地上で行われます。通常、デバイスによって収集された IoT データは、データが保存されているローカルの中央リポジトリ、または分析のためにクラウドに送信されます。エッジコンピューティングの発展に伴い、鉱業業界ではITシステムと運用技術の統合の傾向が強調されています。