企業がIoT分析にエッジコンピューティングを活用する方法

現在、企業における IoT の導入により、エッジ ゲートウェイやハイパーコンバージド インフラストラクチャなどのエッジ コンピューティング インフラストラクチャへの投資が促進されています。

モノのインターネットの展開には、エッジ コンピューティング 施設の支援が必要です。調査会社IDCの調査によると、世界中のIoTデバイスの数は2025年に416億に達し、79.4ゼタバイトのデータが生成されるという。企業は、このデータを最大限に活用するために、IoT ゲートウェイやハイパーコンバージド インフラストラクチャなど、エッジのコンピューティング、ストレージ、ネットワーク機器に投資しています。

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モバイル処理と IoT 分析のためのエッジ コンピューティングにより、重要なアプリケーションの待ち時間を削減しながらネットワーク負荷を軽減することで、新しい IoT 機能を有効にし、アラートの速度を向上させることができます。

さまざまな業界の IoT 早期導入企業 3 社が、エッジ コンピューティング インフラストラクチャを構築することで IoT の導入を進める方法について議論し、情報を共有しました。

マネージドサービスはエッジコンピューティングの利点を提供し、ITスタッフの負担を軽減します。

食品開発・製造会社である SugarCreek は、高解像度カメラと分析技術を使用して、食品汚染やその他の加工上の問題を軽減しています。しかし、SugarCreek の CIO である Todd Pugh 氏は、この自動化をタイムリーに処理する唯一の方法は、同社のエッジ コンピューティング機能を強化することだと考えています。

エッジに分析機能、サーバー、ストレージを配置して、デバイス上のカメラや IoT センサーからのデータを処理することで、クラウドや集中型データセンターにコマンドや制御を送信する必要がなくなり、クラウド プラットフォームからデータを取得するのに 40 ミリ秒かかることもありません。 「組織がデータを解析し、生産に影響を与えずに何かを行うには時間がかかりすぎる」とPugh氏は言う。 「この種の決定はリアルタイムで行う必要があります。」

ただし、エッジ コンピューティングでは、リソースをサイト間で分散することで、IT 部門に負担がかかる可能性があります。たとえば、中西部に 6 つの施設を持つ SugarCreek は、社内で管理している Lenovo エッジ コンピューティング インフラストラクチャを、最近リリースされた VMware Cloud on Dell EMC に移行する予定です。 SugarCreek（コードネーム Project Dimension）は、Dell EMC と VMware のサービスをテストしました。

SugarCreek はすでにエッジ コンピューティングを使用して、ファイルおよび印刷サービスや Microsoft Active Directory にローカルでアクセスし、屋内および屋外の監視カメラからのビデオを保存し、温度と湿度のセンサーを集約してマシンの状態を評価しています。

エッジのデータはデータセンターとリアルタイムでやり取りする必要があるが、コストの面でこれは非現実的であり、全体的な帯域幅要件を削減する必要があると Pugh 氏は考えている。たとえば、企業は限られた帯域幅を占有することなく、30 日間の高解像度ビデオを保存できます。センサーによって生成されるデータなど、その他のデータは収集され、定期的にデータ センターに転送されます。

このマネージド サービスにより、SugarCreek はより高度な監視および分析イニシアチブに対応できるようになります。 VMware Cloud on Dell EMC には、オンプレミスの Dell EMC VxRail ハイパーコンバージド インフラストラクチャ、VMWare vSphere、vSAN、NSX SD-WAN が含まれます。

「クラウド サービスは VMware によって完全に管理されており、ドライブに障害が発生した場合は Dell EMC が対応します」と Pugh 氏は語った。 「各拠点に専任の IT スタッフを配置したり、何か問題が起きたときに IT チームのメンバーが出向いて対処したりするよりも。」

このようにエッジ コンピューティングを実装すると、IT チームはメイン データ センターで実行できるすべての作業をエッジでも実行できるようになります。 「エッジを保護し、マイクロセグメンテーションを使用して、エッジを単なるデータセンターとして扱うことができるようになります」と彼は語った。 「エッジでマネージド サービスに切り替えることで、企業の従業員はコンピューティング能力やメンテナンスについて心配することなく、より迅速かつ効率的に業務に集中できるようになります。」

自社開発のハイパーコンバージドインフラストラクチャがIoTシステムを軌道に乗せる

エッジ コンピューティングは、Wabtec が 18,000 台のディーゼル機関車を稼働し続けるために役立っています。

同社は、機関車の制御に使用されるソフトウェアとヒューマンマシンインターフェースに埋め込まれたIoTセンサーのネットワークを構築し、すべての情報が送信され、データの取得、アルゴリズム、ストレージを処理する車内の「マイクロデータセンター」で処理されるようになった。ワブテック社のグローバルサービス予測担当ディレクター、グレン・シェイファー氏は、各機関車から送られる何千ものメッセージによって、同社は故障の約80％を発生前に把握できると語った。

Wabtec の IT チームは、機関車の車載システムに不要なデータを読み込まないように注意し、センサーの数を最小限に抑え、フロントガラスのワイパーの状態などのパラメータのインジケーターを担当者に提供しました。リース氏は、5Gワイヤレス接続と自動運転列車の登場により、センサーをどこに設置するか、列車でどのようなデータを収集するか、そしてそれがエッジでどのように処理されるかを計画することも重要になるだろうと述べた。 IT 部門は、コンピューティング能力を現在の 10 倍にアップグレードするという理念のもとに活動してきましたが、これはすぐに時代遅れになるでしょう。ストレージにも同じ問題があると彼は発見した。 「機関車が走行するルート上の接続性は100％信頼できるわけではなく、制御システムを麻痺させるような決定が下されるリスクがある」と同氏は述べた。

エッジコンピューティングはパブリッククラウドのリソースを補完する

ミッションクリティカルな水処理ソリューションを提供する Evoqua Water は、長年にわたって IoT テクノロジーを採用してきた企業です。同社は 10 年以上にわたり、機器に接続および組み込まれたセンサーを利用して、浄化および濾過システムを遠隔監視し、データを収集し、その後、内部および外部の洞察を使用して顧客に情報を提供してきました。

「データ送信は非常に高価なので、重要な情報だけを送信します」と、EvoQuaのデジタルソリューション担当シニアマネージャー、スコット・ブラナム氏は語った。 「機器が正常に動作している場合、センサーからのデータは 1 日に 1 回だけ送信されます。ただし、アラームがトリガーされた場合は、関連するすべてのデータをデータ センターに送信する必要があります。」

最近、Evoqua はデータ処理にエッジ コンピューティングを採用し、Digi International の小型 Linux ベース ゲートウェイ デバイスを自社の水処理システムに組み込みました。センサーやその他の入力から生成されたデータは、最終的にはこのコンピューティングおよびストレージ ゲートウェイからセルラー接続を介して Microsoft Azure クラウドのデータ処理プラットフォームに流れますが、一部の操作はエッジで実行されます。

「当社はさまざまなデータポイントを取得し、独自のアルゴリズムを通じてそれらを集約し、必要に応じてビジネスルールをトリガーできるようにしています」とブラナム氏は語った。たとえば、壊滅的なイベントが検出された場合、エッジでの分析により、事前に定義されたルールに基づいてシステムにシャットダウンを指示できます。 「場合によっては、すぐに行動を起こすことができないので、当然、1日に1回データを送信して分析する必要があります」と彼は語った。

同社はまた、データセンターの支援を必要とせずに、機器のパフォーマンスの異常を検出し、問題を正確に特定し、オフサイトの技術チームに警告するようにエッジコンピューティング設定をプログラムしました。 「単に作業員を派遣して機器の性能を確認するだけでなく、ビジネス インテリジェンスを活用して、特定のポンプでどのような振動が検出されているのか、そしてよりよい解決策は何かを調べています」と Branum 氏は言います。 「これにより、技術者が付加価値を高めるための時間を節約できるだけでなく、目の前の問題に応じて適切なスキルを使用することも可能になります。」

ブラナム氏のチームは入力数値を注意深く監視し、誤報を避けるためにセンサーデータを微調整しています。 「私たちは、エッジをどのように活用するかについて、フロントエンドで多くの時間を費やして考えています」と彼は語った。 「しかし、まだ洗練されていないため、まだ導入されていません。市場（お客様）から、迷惑なアラートの作成など、一部の機能に価値がないと言われれば、変更するつもりです。」

エッジで行う必要のある即時の決定に加えて、コスト便益レポートやライフサイクル計画などのより詳細な分析のために、データもデータセンターに送信される、と Branum 氏は述べた。プライベート データ センターの代わりにパブリック クラウドを使用すると、開発コストを削減し、セキュリティの業界標準を満たすことができます。 「当社は、Digi International の設計上の強みを活用し、Azure と連携して、時間の経過とともに拡張できる集中型データ処理プラットフォームを設計しようとしています」と彼は述べています。しかし、Wabtec（最近 GE Transportation と合併）は、データ集約にワイヤレス センサーを使用することに慣れています。鉄道会社は 2000 年に機関車に IoT 技術を導入しましたが、当時は情報を送受信する唯一の手段であった衛星通信のコストによって検出機能が制限されていました。