エッジ開発の難しさと乗り切る方法

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1. エッジ開発の難しさと 乗り切る方法 アプレッソ 開発部田中
2. APPRESSO K.K. エンタープライズに特化したデータ連携ソリューション 2001年 6月 「つなぐ」第１弾製品「DataSpider」最初のユーザとしてNHK様に導入 2009年 4月 「つなぐ」第２弾製品「PIMSYNC」発表 2009年 6月 DataSpider 出荷累計 1000社突破 2010年 4月 「つなぐ」第3弾製品「DataSpider BPM」発表 2011年 3月 クラウド連携にフォーカスした DataSpider V3リリース 2012年 1月 DataSpider 出荷累計 1500社突破 2013年 3月 セゾン情報システムズと資本業務提携 2015年12月 DataSpider 出荷累計 2500社突破 創業 2000年4月 所在地 本 社：東京都港区赤坂1-8-1 赤坂インターシティAIR 19F 大阪営業所：大阪府大阪市西区江戸堀1-5-16 肥後橋MIDビル4F 資本金 2億6,700万円 代表者 代表取締役社長 小野 和俊 主要株主 株式会社 セゾン情報システムズ
3. DataSpider Servista/Cloud 異なるシステムの データやアプリケーションを ノンプログラミングで「つなぐ」 EAIソフトウェア。 ノンプログラミング開発・運用環境
4. 自己紹介 • 田中健一 • DataSpider Servista 3.2/4.0 • HULFT IoT 1.0/1.1 • 現在は DataSpider をエッジコンピューティングに適用
5. アジェンダ • エッジコンピューティングの概要 • エッジコンピューティング開発の難しいところ • おすすめツール
6. エッジコンピューティング
7. エッジコンピューティングの必要性 生産現場・フィールド PLC, ロボットアーム, モーター, センサー エッジコンピューティング IoTゲートウェイ, 産業用PC ITシステム (クラウド) AWS, Azure, Google, Salesforce いかに早く フィードバック できるか (応答遅延) 必要な情報だけ 転送する (通信料・ クラウド課金)
8. 役割分担イメージ 生産現場・フィールド エッジコンピューティング ITシステム (クラウド) • 蓄積 • 可視化 • 機械学習モデルの構築 • ユーザー操作の受付 • センシングデータの受付 • リアルタイム加工・解析 • 機器へのフィードバック • 上位連携 • 生産ラインの制御 • センシング
9. エッジコンピューティングに必要な具体的な処理 センサー・アクチュエーター フィルタ 加工 受信 判断・推論 キャッシュ 蓄積 可視化 蓄積 ITシステム (クラウド) 転送 制御 分析・機械学習 入力
10. いろんなエッジレイヤ センサーモジュール IoTゲートウェイ OS: Linux, Windows CPU: x86, ARM メモリ: 64MB ～ 1GB くらい 主な役割 • 近距離無線センサーを束ねる • 既存生産システムをインターネットに繋げる PLC or マイコン + センサー 主な役割 • 環境計測, 動体検知 産業用PC OS: Linux, Windows CPU: x86 メモリ: 4GB ～ 主な役割: 工場とクラウドの仲介, 生産ラインの監視
11. 生産現場の PLC, PC 構成例 設備 設備 設備 設備 ライン 工場 • IPC(産業PC) • ルーター • ゲートウェイ • PLC PLC以外を使った センシング 生産 計画 生産 情報 既存の生産設備を IoTゲートウェイを使って ネットワークに参加させる
12. マイコンでのプラットフォーム MCU 電源 センシング 計測結果 センシングや外部出力処理を API 化して柔軟に入れ替え可能にする • UART • I2C • BLE • WiFi
13. マイコンかIoTゲートウェイか • IoTゲートウェイ向けの開発はクラウド寄りの開発に近づいて る • プログラミング言語の選択肢 • 開発・テスト・運用のサイクル • OTA アップデート • マイコンに処理を寄せると、ファームウェアのアップデートな ど運用面が難しくなる
14. もっと詳しく知りたい方は... • 経済産業省 • 商務情報政策局 • 産業構造審議会情報経済小委員会 • 分散戦略WG • http://www.meti.go.jp/committee/gizi_1/32.html#bunsa n_senryaku_wg
15. エッジコンピューティング開発の 難しさ難しいところ
16. エッジ開発の難しさ • リソース制約 • 通信プロトコル • バイナリフォーマット • 設置環境
17. リソース制約 (主にIoTゲートウェイ) • OS: 組み込みLinux + BusyBox • カーネルバージョンが低かったり • いつも通りコマンドが使えなかったり • メモリ: 64MB ～ 1GB • ストレージ: 128MB ～ 4GB • ファイルを使ったバッファリングも気をつける • CPU: ARM or x86, 450MHz ～ 800MHz, シングルコア • 基本的にクロスコンパイル • CPU使用率を上げすぎない
18. 通信プロトコル • 上位連携 • HTTP, TCP, UDP, MQTT, FTP, LwM2M • センシング • GPIO, UART, I2C, Bluetooth Low Energy, EnOcean, ZigBee • FA • Modbus, CC-Link, EtherCAT, OPC UA, PROFINET, MTConnect
19. バイナリフォーマット • バイトオーダー, ビットシフト, ビット演算, この辺り大丈夫です か... • センサーデータはちょいちょい壊れてきます • センサー仕様書に則ってキャリブレーション • 精度, 分解能, 計測限界など諸々センサー仕様に則って異常値を弾く 1byte 1byte 5bit 2byte 2byte 3byte 2byte 1byte 固定コード 機種コード 温度 湿度 照度 紫外線量 風速 CRC 例:
20. 設置環境 • セキュリティ完備の工場 • 粉塵やガスが発生する危険な場所 • 建設現場 • 海上 • 海外
21. エッジ開発を 乗り越えるための おすすめツール
22. SensorBee • http://sensorbee.io/ • Go言語で書かれた軽量ETL • プラガブル • BQL という SQL Like な言語でストリームを定義 • ランタイム + 設定ファイル + BQLスクリプト
23. 膨大な仕様の山に負けず 地道にドキュメントを読む 実験と試行錯誤に時間を惜しまない ＆ ＆ 積極的に知見を共有
24. ご清聴ありがとうございました