遠隔設備の保守を迅速、安心、現実的に - LTE通信を用いたリモートアクセス【SORACOM Discovery 2022】

2022年7月7日 SORACOM Discovery 2022 ONLINE セッション資料です。

遠隔地の設備の保守作業の中でも、特に設備の操作や設定変更は安定稼働に不可欠です。これらは現場で行われるのが一般的でしたが、社会事情から検討されているのが「保守のリモート化」です。しかし、現場と同レベルの保守作業の実現は難易度が高いことから、リモート化を困難にしています。本セッションでは、保守のリモート化に欠かせないネットワークをLTEで実現した２社をお迎えし、導入までの期間やセキュリティ懸念の解消、そしてSSHによるリモートアクセスといった、安価かつ現実的な手法についてお話しいただきます。

ENEOS株式会社 中央技術研究所 先進技術研究所 低炭素技術グループ チーフスタッフ 原田 耕佑
株式会社ソニーコンピュータサイエンス研究所 プラネタリーナビゲーショングループOESプロジェクト プロジェクトリーダー 川本 大輔
株式会社ソラコム ソリューションアーキテクト 小梁川 貴史

Transcript

1. 株式会社ソラコム
   ソリューションアーキテクト
   小梁川
   遠隔設備の保守を迅速、安心、現実的に
   ― LTE通信を用いたリモートアクセス
   ENEOS株式会社
   原田様
   株式会社ソニーコンピュータサイエンス研究所
   川本様
   

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2. 本日のハッシュタグ
   #Discovery2022
   @SORACOM_PR
   fb.com/soracom.jp
   youtube.com/c/SORACOM_Japan
   

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3. 概要
   本セッションでは、SORACOM Napterをご活用頂いている
   ソニーコンピュータサイエンス研究所様、ENEOS様の活用
   について説明いただきます。
   リモートメンテンスは特に遠隔地やお客様環境などIoTなら
   ではの手元にデバイスがないといったケースで非常に重要
   な機能になります。
   簡単にリモートメンテンスとSORACOM Napterについて説
   明致します。
   

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4. リモートメンテンス
   OS層
   （IoT GW/Raspberry PIなど)
   アプリケーション層
   • アプリケーションの設定変更
   • status情報の送信
   • 予め決められたコマンド実行
   • OSやlibなどのパッチ処理
   • ミドルウェア管理
   • 想定外のコマンド実行
   (アプリケーションが権限を持たないコマンド)
   

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5. リモートメンテンス
   OS層
   （IoT GW/Raspberry PIなど)
   アプリケーション層
   • アプリケーションの設定変更
   • status情報の送信
   • 予め決められたコマンド実行
   • 完全な予測が難しい
   • 不定期、低頻度の利用
   • 最小限の開発で始めたい
   デバイスがSSHなどのリモートログインに対応していれば、
   SORACOM Napterを利用したSSHが便利。
   • OSやlibなどのパッチ処理
   • ミドルウェア管理
   • 想定外のコマンド実行
   (アプリケーションが権限を持たないコマンド)
   

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6. SORACOM Napter
   正当なユーザ
   1. アクセスをリクエスト
   　　（SIM ID, ポート, 有効期間）
   2. グローバルIPとポート
   SORACOM
   Napter
   3. 指定のグローバルIPと
   ポートにアクセス
   SORACOM Napter
   通常は
   グローバルに露出してないので
   SSH/RDP/HTTP
   などの通信を安全に待ち受け可能
   必要なときに、必要な時間だけアクセス可能な情報を提供しま
   す。
   SSH/RDP/TCPリクエストなど
   

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7. SORACOM Napter
   正当なユーザ
   SORACOM Napter
   SIM自体にグローバルIP
   を持たせないために、SIM/デバイスが
   インターネットに露出していない
   ので直接アクセスする手段がない
   必要なときに、必要な時間だけアクセス可能な情報を提供しま
   す。
   SIMはソラコムのローカルIPアドレス
   外部へはNATされているので、
   外から見えるIPアドレスでは到達不可
   N
   A
   T
   

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8. では実際にご活用頂いている事例を
   - ソニーコンピュータサイエンス研究所
   - ENEOS様
   よりご紹介いただきます。
   QAは最後に行います
   

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9. IoTの「つなぐ」を簡単に
   You Create. We Connect.
   

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10. 2022/7/7
    株式会社ソニーコンピュータサイエンス研究所
    川本 大輔
    SORACOM Napter を活用した
    迅速なエネルギーシステムの導入
    

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11. Sony CSL | OES Project
    株式会社ソニーコンピュータサイエンス研究所 (ソニー CSL)
    

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12. Sony CSL | OES Project
    Open Energy System (OES) の取組
    ■ おすそ分け技術により地域で需給をバランスさせる
    3

    電力需要の異なる需要家間による需給の調整
    供給
    需要＆供給
    再エネの
    地域循環モデル
    ラズベリーパイでエネルギーシステムを制御
    

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13. Sony CSL | OES Project
    OES (Open Energy System) の概要
    Sustainableな電力社会の実現
    ガーナ
    パブリックビューイング
    2010 2016~2020
    2011~2013
    ガーナ
    オフグリッドシステム
    沖縄
    DCOESプラットフォーム
    2014~2020
    KEIO SFC
    DCOES & 直流ハウス
    OffGrid / Weak Grid: 安定した電力の供給
    On Grid: 安定化させた再生可能エネルギーの導入
    2020
    オープンソースによる
    電力融通ソフトウェアの公開
    徳島県三好市
    ACOES実証
    2021~
    エネルギーの自立
    ✔ 分散電源とバッテリによる自立動作
    ✔ 自然災害発生時にも継続した電力供給
    ✔ 事業者や自治体、個人で導入可能
    コミュニティでエネルギーをシェア
    ✔ バッテリ同士の電力融通によるシェアリング
    ✔ Plug & Play でモビリティと融合
    ✔ 特定のユニットに依存しない拡張性の高いシステム
    

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14. Sony CSL | OES Project
    UMABAプロジェクト
    徳島県三好市のワーケーション施設、ウマバ・スクールコテージに太陽光発電、蓄
    電池、EV双方向充放電器を設置。交流電力網での電力融通、EVによる電力運搬
    の実証
    電力の「おすそ分け」システムを導入
    

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15. Sony CSL | OES Project
    ネットワーク要求仕様
    ⓪ローカルネットワーク ハブ（10ポート程度）
    ルー
    ター インターネット
    リモコン1
    ラズパイ1
    リモコン2
    ラズパイ2
    リモコン3
    ラズパイ3 ラズパイ4
    ①データアップロード
    ②リモートアクセス
    ①ローカルネットワークからソニーCSLサーバへのデータアップロード
    ②外部ネットワークからローカルネットワークへのセキュアなアクセス
    エッジサーバー
    課題：現地に設置されているネットワークあるが、
    　　　ネットワークポリシーの問題などあり、本要求仕様を満たせなかった
    負
    荷
    負
    荷
    負
    荷
    電線
    

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16. Sony CSL | OES Project
    SORACOMサービスの導入
    負
    荷
    負
    荷
    負
    荷
    電線
    ⓪ローカルネットワーク ハブ（10ポート程度）
    ルー
    ター インターネット
    リモコン1
    ラズパイ1
    リモコン2
    ラズパイ2
    リモコン3
    ラズパイ3 ラズパイ4
    ①データアップロード
    ②リモートアクセス
    ①ローカルネットワークからソニーCSLサーバへのデータアップロード
    ②外部ネットワークからローカルネットワークへのセキュアなアクセス
    エッジサーバー
    課題：現地に設置されているネットワークあるが、
    　　　ネットワークポリシーの問題などあり、本要求仕様を満たせなかった
    SORACOM Air Plan-D VPG Type-E
    SORACOM Napter
    

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17. Sony CSL | OES Project
    導入スケジュール
    • 2021/9/1　ソニーCSL -> SORACOMに導入検討の連絡
    • 2021/9/3　最初のMTG、SORACOMからの提案
    • 2021/9/16　ルータ（UD-LT1）、SIMの手配
    • 2021/9/29　徳島県三好市に設置
    わずか1か月で導入
    

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18. Sony CSL | OES Project
    SORACOMサービス活用状況
    ■ Napter：ソフトウェアの遠隔アップデートやログ解析
    • 開発マシン@東京でBuild → ラズパイ@徳島にDeploy
    • 段階的な開発をした関係で複数回実施
    • 開発マシン@東京 → ラズパイ@徳島にsshアクセスしてログ解析
    ■ VPG Type-E：現地システムの稼働状況のリモートモニター
    • 蓄電池システムの動作状況
    • ラズパイ搭載ソフトウェアの動作状況
    ■ SAMユーザの活用
    • 複数社でネットワークを共有
    • 各社ごとに異なるデバイスにリモートアクセス
    （出典）ソラコム様Webサイト
    （出典）ソラコム様Webサイト
    

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19. Sony CSL | OES Project
    UMABAプロジェクト成果
    ■ 「おすそ分け」によるウマバ太陽光発電の活用
    ■ EVによる電力運搬とウマバでの利用
    太陽光発電量を38%改善（12/9報告）
    

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20. Sony CSL | OES Project
    次の計画：地域の脱炭素化への貢献
    ■ 脱炭素先行地域での活用
    三好市内の複数施設での「おすそ分け」の実施
    「おすそ分け」のための無線ネットワークの構築
    

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21. SONY CSLは株式会社ソニーコンピュータサイエンス研究所の商標です。
    

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22. 0/9 Copyright © ENEOS Corporation All Rights Reserved.
    Copyright © ENEOS Corporation All Rights Reserved.
    2022/7/7
    SORACOM Discovery 2022
    A-1 遠隔設備の保守を迅速、安心、現実的に
    ― LTE通信を用いたリモートアクセス
    弊社事例のご紹介
    AWS IoT + Napter + エッジ側処理で、IoTでも完全なリモート開発・保守を実現！
    中央技術研究所 先進技術研究所
    低炭素技術グループ 原田耕佑
    

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23. 1/9 Copyright © ENEOS Corporation All Rights Reserved.
    社会全体にクリーンなエネルギーを供給する
    次世代型エネルギーの安定的・効率的な供給に向け、
    エネルギーマネジメント技術の研究開発を推進
    

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24. 2/9 Copyright © ENEOS Corporation All Rights Reserved.
    蓄電池
    hammockTM EMS とは
    ⚫ 全国各地に設置された蓄電池等のデータ監視＋制御を行う、研究・実証用のシステムを開発・運用中
    蓄電池
    蓄電池
    水素製造装置
    EV充電器
    太陽光発電 電力量計
    EV充電器
    データの収集
    機器の制御
    

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25. 3/9 Copyright © ENEOS Corporation All Rights Reserved.
    Viewer does not support full SVG 1.1
    hammockTM EMS のアーキテクチャ
    デバイスとの
    通信部分
    監視画面 制御画面 展示画面
    

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26. 4/9 Copyright © ENEOS Corporation All Rights Reserved.
    hammockTM EMS のアーキテクチャ
    Gateway (Raspberry Pi) AWS Cloud
    modbus etc.
    AWS IoT
    Greengrass
    デバイス
    AWS
    IoT
    DynamoDB
    ユーザ
    SORACOM Napter
    データ監視/
    制御アルゴ
    リズム登録
    AWS
    Lambda
    SORACOM
    Air
    Deploy components
    MQTT messaging
    ssh
    

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27. 5/9 Copyright © ENEOS Corporation All Rights Reserved.
    リモート運用にむけた課題と、解決のためのTips
    Tips
    ゲートウェイ側での
    通信切断検出＋自動リブート処理
    Napterを活用した
    リモートキッティング
    リモート運用にむけた課題
    • デバイスがネットワークから切断されると、
    リモートアクセスすらできなくなる
    Napterを活用した
    セキュアなリモート保守
    AWS IoT Greengrassを活用したデプロイ
    4
    1
    2
    3
    • セキュリティの担保が大変
    （リモートアクセスの経路＝攻撃の経路）
    • CI/CDとの連携が大変
    • OSインストール等の初期セットアップは
    リモート化が難しい
    

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28. 6/9 Copyright © ENEOS Corporation All Rights Reserved.
    運用上の課題と解決のためのTips
    AWS IoT Greengrassを活用した自動デプロイ
    2
    ゲートウェイ内アプリのデプロイも、CI/CDプロセスに組み込んで自動化！
    AWS IoT Greengrass とは Napterとの使い分け
    普通のIoT
    データ
    データ
    データ
    データ
    コード
    >
    >
    キッティング
    デプロイ・
    アップデート
    異常動作時の
    検証
    AWS IoT
    Greengrass >
    

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29. 7/9 Copyright © ENEOS Corporation All Rights Reserved.
    運用上の課題と解決のためのTips
    Napterを活用したリモートキッティング
    3
    出張・配送等の物理的な移動なしで、ゲートウェイのセットアップが可能に！
    最新イメージを取得
    ✓ SharePointよりイメージをダウンロード
    ✓ MicroSDカードにイメージを書き込み
    組み立て・設置
    ✓ Raspberry Pi 購入
    ✓ MicroSDカード 挿入
    ✓ SIMドングル 挿入
    ✓ 現地への設置・通電
    ダウンロード
    ユーザ
    設定
    機器を起動した時点で
    ネットワークに自動接続
    イメージファイルは
    600MB程度
    開発者
    1
    2
    設置
    設定処理実行
    ✓ 自動設定プログラム実行
    3
    1
    2
    2
    3
    

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30. 8/9 Copyright © ENEOS Corporation All Rights Reserved.
    運用上の課題と解決のためのTips
    ゲートウェイ異常・通信切断の検出＋自動リブート処理
    4
    ゲートウェイ側での異常検知＋自動リブートにより、現地対応ゼロに！
    検知方法
    異常の原因
    定期的に ping を打って通信状態を判定
    • 通信切断
    • SIMドングルのエラー
    • 電波状況の悪化
    自動リブート
    ↓
    自動で復帰！
    • Pythonプロセスの異常終了
    */20 * * * * ping -c1
    pong.soracom.io || systemctl reboot
    cron
    5 * * * */usr/bin/pgrep python3.7
    || systemctl reboot
    cron
    定期的にpythonプロセスが生きているか判定
    電波の悪い場所にもデバイスが存在
    

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31. 9/9 Copyright © ENEOS Corporation All Rights Reserved.
    まとめ
    Napter + AWS IoT + ゲートウェイのリブート処理 で、IoTでも完全なリモート開発・保守を実現！
    Tips
    ゲートウェイ側での
    通信切断検出＋自動リブート処理
    Napterを活用した
    リモートキッティング
    リモート運用にむけた課題
    Napterを活用した
    セキュアなリモート保守
    AWS IoT Greengrassを活用したデプロイ
    4
    1
    2
    3
    • デバイスがネットワークから切断されると、
    リモートアクセスすらできなくなる
    • セキュリティの担保が大変
    （リモートアクセスの経路＝攻撃の経路）
    • CI/CDとの連携が大変
    • OSインストール等の初期セットアップは
    リモート化が難しい
    

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