AWS IoT TwinMaker サービス紹介

JAWS IoT支部で2023/10/05 に登壇した資料です。

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1. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. AWS IoT TwinMaker サービス紹介 Tomoya Tozuka Amazon Web Services Japan G.K. Solution Architect J A W S I O T 支 部 2023/10/05
2. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. 自己紹介 2 戸塚 智哉 ソリューションアーキテクト 流通小売や製造業のお客様を中心に支援 好きなAWSサービス AWS IoT Core AWS IoT TwinMaker アマゾン ウェブ サービスジャパン
3. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. アジェンダ • デジタルツインとは • AWS IoT TwinMakerとは • 最近のアップデート • デジタルツイン構築の勘所 • AWS IoT TwinMakerの料金 3
4. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. 4 デジタルツインとは
5. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. デジタルツインとは 物理システムの構造、状態、動作を模倣しデジタル空間に再現された実世界 のレプリカ。情報は動的に更新され、物理システムの生きたデジタル表現 と してビジネス成果を促進する。 実世界の 物理的なシステム デジタルツイン ビジネス成果 = CONNECTED WORLD
6. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. 産業界におけるデジタルツインの可能性 実現可能なこと - IoT・AI/ML・クラウド を活用したビジネスの変革 製造業 スマートビルディング 電力・ガス エネルギー ビジネス成果 - オペレーションの合理化、リソースの最適化、問題の予測
7. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. デジタルツイン市場規模 7 https://www.researchnester.jp/reports/digital-twin-market/4226 出典：Research Nester 2023－2035 年の期間で 約44% の CAGR(年平均成長率) での成長 2035 年末までに 約1,000 億米ドルに達すると推定 2022 年時の 市場規模は 約150 億米ドル
8. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. デジタルツイン構築の難しさ 様々な形式の データ 効果的な 可視化の仕方 資産のライフサイクル 全体にわたるモデリング
9. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. 9 AWS IoT TwinMaker
10. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. AWS IoT TwinMaker 実世界のシステムのデジタルツインを簡単に作成し、オペレーションを最適化 異なるデータソースに簡単にアクセス 実世界の環境を正確にモデリング 臨場感のある 3D ビューを作成
11. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. “製造オペレーションのデジタルツインを使用して、我々のコネクテッド・フィールド担当者は、 プラント資産の一貫した高いパフォーマンスをプロアクティブに実現することができます” Jerry Grunewald, Vice President of Operations Innovations, INVISTA CHALLENGE インビスタ はコーク・インダスト リーズ社の子会社で、繊維、樹脂、 化学中間体の世界的な大手メーカー です。同社の現場担当者は、プラン トフロアからの業務上の通知やアラ ートに効率的に対応する必要があり ますが、機器の情報は異なるシステ ムに分散しています。適切な情報を 、適切な人に、適切なタイミングで 、適切なコンテキストで提供する統 合プラットフォームの必要性が強く 求められています。 SOLUTION AWS IoT TwinMaker を使用することで、 インビスタは製造業務のデジタルツイン を Connected Worker アプリケーション 上に構築することができ、リアルタイム センサーデータ、機器のメンテナンス記 録、工場フロアのカメラフィードを認識 可能なビジュアルコンテキストにまとめ ることができます。 このソリューションでは、AWS IoT TwinMaker を使って、Snowflake に保存 されている既存の IoT や機器のデータ、 OSIsoft PI System に保存されている資産 管理データに接続し、物理環境の Matterport デジタルスキャンを使って構 成された 3D ビジュアライゼーションに 統合しています。 IMPACT ü フィールドオペレーションの 生産性・効率性の向上 ü 卓越したEH&Sパフォーマンス ü 顧客に価値を創造する新しく、 より良い方法を見つけるため に、従業員の専門知識を活用 する機会がさらに増加
12. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. 主なユースケース 遠隔地の機器の 稼働率向上 製造工場での 現場作業の改善 商業施設での テナント体験の向上
13. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. AWS IoT TwinMaker – 主な仕組み AWS IoT TwinMaker Digital twin オペレーション プランニング 運用・保守履歴 リアルタイム プロセスデータ リアルタイム IoT センサーデータ CAD/BIM モデル 点群データ 動画フィード 地理空間 メタデータ 統計モデル、 物理モデル 統合資産モデル 3D ビジュアライゼーション 洞察 AWS Cloud エンドユーザ向け Web アプリケーション
14. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. AWS IoT TwinMaker – 主な機能 データコネクタ ビルトインコネクタを使って 多様なソースからデータにア クセスしたり、AWS やサード パーティのデータソースへの 独自のコネクタを簡単に作成 できます。 モデルビルダー 物理システムを仮想的に表現 するエンティティを作成し、 それらの間の関係を指定する ことで、異なるデータソース に接続してデジタルツイング ラフを形成します。 シーンコンポーザー 既存の 3D ビジュアルモデルと デジタルツイングラフの実世界 データを組み合わせて、物理的 環境のインタラクティブな 3D ビューを構成できます。 アプリケーション ツールキット Amazon Managed Grafana また は AWS Partners を使用してデジ タルツインを 3D 対応アプリケ ーションに統合し、エンドユー ザーによるオペレーション監視 ・改善を可能にします。
15. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. データコネクタ • 複数のデータソースに対応 複数の異なるデータソース（IoTセンサーデータ、ビデオ フィード、ドキュメント、メンテナンス履歴など）のデー タを統合 • データの移動は不要 データを移動することなく、AWS IoT TwinMaker から既 存のデータソースに接続して参照 • AWS の各種サービスとの統合 AWS IoT SiteWise、S3、Kinesis Video Streams へのコネ クタを標準で内蔵 • その他、あらゆるデータソースと統合可能 他の AWS サービス（Timestreamなど）やサードパーティ のデータソース（Snowflake や OSIsoft PI System など） への独自のコネクタを書くことができる柔軟なフレームワ ーク。 AWS IoT SiteWise Amazon S3 Amazon Kinesis Video Streams Amazon Timestream AWS IoT TwinMaker
16. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. モデルビルダー • 柔軟なモデリング ナレッジグラフを作成する柔軟なフレームワークで物理システ ムをモデル化 • コンテキストの追加 異なるデータソースに共通のメタデータを使用可能 • データへの共通インターフェース 単一の統一された API インターフェースからすべてのデータソ ースにアクセス • データの移動は不要 新たなデータレイクの構築を回避 • 物理環境の変化に対応 物理環境の変化に合わせてデジタルツインを容易にアップデー ト可能 設備 装置 1 装置 2 AWS IoT SiteWise コンポーネント AWS IoT SiteWise ストア S3 コンポーネント Amazon S3 データレイク データソース（コンポーネント） Child entities Top-level entity 独自 コンポーネント 任意のデータストア …
17. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. シーンコンポーザー • 既存のビジュアルを使用可能 標準的な gITF ファイルに変換した 3D モデル（CAD/BIMファイルや 点群データなど）をインポート可能 • 簡単な位置決め 合成ツールと配置ツールを使って、物理的な空間とそのコンテンツ の 3D シーンを合成して配置 • 簡単な配置 バインディングを作成して動的なインスタンス化と配置を実現 • データのアタッチ 2Dチャートやダイアグラム、インタラクティブなビデオ、センサー データのオーバーレイ、機械学習（ML）やシミュレーションサービ スからの知見、機器のドキュメントを空間上に配置 • 変化への追従 現実世界の変化に合わせて構成を簡単にアップデート可能
18. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. アプリケーションツールキット • ローコードアプリケーション Amazon Managed Grafana と Open source の Grafana 向けのプラグイン • 開発者向け SDK カスタムアプリケーションの開発、または AWS パートナーソリューションとの統合 • オープンソース サンプルコード、チュートリアル、AWS IoT TwinMaker の使用方法、AWSパートナーの ツールやサービスとの統合に関する説明書を GitHub に配置 Amazon Managed Grafana
19. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. AWS IoT TwinMaker を用いたデジタルツイン構築 AWS IoT Greengrass connector for Amazon Kinesis Video Streams AWS IoT SiteWise Edge AWS IoT Core 3rd Party サービス との接続も可能 AWS IoT Application Kit を使 って自前の アプリケーショ ンに取り込むことも可能 Kinesis Video Streams
20. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. サンプルユースケース 〜外観検査 X デジタルツイン 〜 https://aws.amazon.com/jp/builders-flash/202307/visualize-digital-twin-factory/?awsf.filter-name=*all Builders.flash ミニチュア工場を使って外観検査の自動化とデジタルツインによる工場状態の可視化をしてみる
21. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. 21 最近のアップデート
22. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. AWS IoT TwinMaker Matterport 統合 22 シーンにMatterportで作成された3Dモデルを直接インポート可能に Matterport認 証情報 生成＆記録 認証情報を AWS SecretsManag er に保管 TwinMaker の シーンへ Matterport空 間をインポー ト 注意事項 • Matterport のエンタープライズアカウントが必要 • 統合の有効化のため、Matterportへの連絡が必要 • Matterportは統合のためのプライベートモデルエン ベデッド(PME)を有効にする インテグレーション手順 Matterport には現実世界の環境を スキャンし、没入感のある３Dモデ ルを作成する様々なキャプションが ある。
23. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. TwinMaker Knowledge Graphがクエリ結果のシーンでの 表示のサポートを開始 23 AWS IoT App Kit の Scene Composer が更新され、ユーザーはエンティティを 3D シーンのオブジェ クトにバインドが可能に Knowledge Graph のクエリ結 果を 3D シーンで視覚化するこ とで、ユーザーはより直感的に ウォークスルー検査を実施し、 根本原因分析を効率化
24. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. • ⼤量の Entity や、Entity 間の関連性についてク エリ⾔語 (PartiQL) を利⽤し検索可能なグラフ データベースを提供 • アセットの関係を可視化でき、設備で問題が発⽣ している箇所の原因特定や、ビジネスの意思決定 をサポートする情報として役⽴つ • AWS コンソールのクエリエディタから利⽤可能。 さらに、API 経由でサービスへの組み込みも可能 https://aws.amazon.com/jp/blogs/iot/reduce-building-maintenance-costs-with-aws-iot-twinmaker- knowledge-graph/ https://aws.amazon.com/jp/about-aws/whats-new/2022/11/twinmaker-knowledge-graph-generally- available-aws-iot-twinmaker/ AWS IoT TwinMaker Knowledge Graph
25. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. 26 デジタルツイン構築の勘所
26. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. デジタルツインにおける 4 つのレベル 現実世界をデジタルで表現し、常にデータが更新され、 ビジネスの成果を促進するために使用される L４ LIVING L３ PREDICTIVE $ L１ DESCRIPTIVE L２ INFORMATIVE エンジニアリング デザインと視覚的 な表現 IoT、アセット履歴 とメンテナンスデー タの統合 過去データに基づく 将来の状態の予測 実効性の伴う洞察 のための更新可能 なモデル https://aws.amazon.com/jp/blogs/news/digital-twins-on-aws-unlocking-business-value-and-outcomes/
27. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. デジタルツインのレベル L２ INFORMATIVE OPC-UA Server AWS IoT Greengrass w/ SiteWise Component AWS IoT SiteWise リアルタイムデータ 参照・分析・監視 OPC-UA 産業設備 Amazon Managed Grafana シンプルに工場からのデータを３D モデルと合わせて表示 過去データに基づいた予測は含まない しきい値ベースでアラート通知や AWS IoT SiteWise 以外のデータソースを ダッシュボードに表示するなど、要件によってこちらを採用 AWS IoT TwinMaker
28. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. デジタルツインのレベル L３ PREDICTIVE OPC-UA Server AWS IoT Greengrass w/ SiteWise Component AWS IoT SiteWise リアルタイムデータ 参照・分析・監視 Amazon S3 OPC-UA 産業設備 AWS IoT TwinMaker Amazon Managed Grafana L２ の表現にさらに予測値が ML サービスを用いて実装可能 Amazon Lookout for Equipment Amazon SageMaker AI/MLサービスを用いて モデルを生成
29. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. デジタルツインのレベル L４ LIVING OPC-UA Server AWS IoT Greengrass w/ SiteWise Component AWS IoT SiteWise リアルタイムデータ 参照・分析・監視 Amazon S3 OPC-UA 産業設備 AWS IoT TwinMaker Amazon Managed Grafana AWS Glue L３ の ML モデルが自動的に更新され、精度の高い予測値を表示 Amazon Lookout For Equipment Amazon SageMaker 実測値と予測値のアンマッチ が継続する場合に、モデルを 新たなデータを含めて再生成
30. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. L4デジタルツインの導入における課題 カスタムソリューション、専門的なスキルセット、長い開発時間 数十万の予測モデルへのスケーリング 異なる言語で構築され、異種コンピューティング インフラストラクチャで実行される モデルのオーケストレーション 運用データに基づく予測モデルの更新 トレーサビリティ、バージョン管理、監査可能性の管理
31. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. TwinFlow トレーサビリティと監査可能性を備えた分散型の異種コンピューティングアーキ テクチャ全体に数百万の自己更新予測モデルを展開するためのフレームワーク TwinFlow TwinGraph 完全なトレーサビリティを備 えた多様なコンピューティン グインフラストラクチャにわ たるタスクとパイプラインの 動的なオーケストレーション TwinStat L3 / L4デジタルツインで一 般的に使用される統計および ML手法のツールボックス TwinModules AWSでのL3/L4デジタルツイ ンのデプロイを簡素化する関 数のコレクション https://aws.amazon.com/blogs/hpc/predictive-models-and-simulations-with-twinflow-on-aws/
32. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. TwinFlow の主な機能 複数のコンピューティング 環境に数百万の予測モデル をデプロイするための動的 なグラフオーケストレー ション 任意のモデリング言語で記 述された予測モデルのコン テナ化 予測モデルの統計的手法の ツールボックス 再起動、バージョン管理、 監査可能な履歴のトレーサ ビリティ
33. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. 故障予兆をデジタルツインに含める 37 Monitron Digital Twin Workshop https://catalog.us-east- 1.prod.workshops.aws/workshops/a6d1b5c0-90c6-47a3-bfa7- ed816c6f60ac/en-US Amazon Monitron のデータをデジタルツインに含めることで、他のデータソースを産業機器に おけるMonitronの予知保全のインサイトで補完が可能
34. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. 38 AWS IoT TwinMakerの料金
35. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. AWS IoT TwinMaker 料金体系 39 無料利用枠（最初の 12 か月間）・・・ 最大 5,000 万件/月 データアクセス API コール 無料期間終了、またはアプリケーションの使用量が無料利用枠を超えた場合 統合データアクセスAPIコール： $1.50 / 100万コール 統合データアクセスAPIコール： $1.50 / 100万コール ＋ エンティティ： $0.05 / 1エンティティ/ 月 クエリ： $0.50 / 1万クエリ実行/ 月 または 基本料金プラン 標準料金プラン https://aws.amazon.com/iot-twinmaker/pricing/ または Knowledge Graphを使う場 合はこちらのプラン ※2023年9月時点のバージニアの料金
36. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. AWS IoT TwinMaker 料金体系 40 Tier 月額 利用範囲 超過料金 Tier1 1〜1,000 エンティティ $ 220 2,500 万統合データアクセス API コールまで $1.50 /100 万コール 380 万クエリ実行まで $0.5 /1万クエリ実行 Tier 2 1,001 〜 5,000 エンティティ $ 650 6,000 万統合データアクセス API コールまで $1.50 /100 万コール 900 万クエリ実行まで $0.5 /1万クエリ実行 Tier 3 5,001 〜 10,000 エンテティ $1,100 9,500 万統合データアクセス API コールまで $1.50 /100 万コール 1,430 万クエリ実行まで $0.5 /1万クエリ実行 Tier 4 10,001 〜 20,000 エンテティ $1,950 1億6,000 万統合データアクセス API コールまで $1.50 /100 万コール 2,400 万クエリ実行まで $0.5 /1万クエリ実行 20,000 エンティティ以上 利用料金またはお問い合わせ https://aws.amazon.com/iot-twinmaker/pricing/ 段階的バンドル料金プラン お客様のAWSアカウント内のエンティティ数に基づいて、お客様のエンティティ階層が自動的に決定されます ※2023年9月時点のバージニアの料金 注：AWS IoT SiteWiseによる時系列データとアラームの取り込み、保存、読 み込み、Amazon S3による3D CADデータの保存、読み込み、Amazon Managed Grafanaによる各ユーザー（管理者/閲覧者）ごとに別途課金されま す。これらの料金の詳細については、AWS IoT SiteWise、Amazon S3、 Amazon Managed Grafanaの料金ページをご覧ください。
37. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. 41 よくある問い合わせ
38. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. よくあるお問い合わせ 42 1. ３D空間でリアルタイムに対象物を追跡したい 2. すでに作っているダッシュボードがあって埋め込みたい リアルタイムで人の動きなどをトラッキングするようなことはTwinMakerでは実現が2023年9月 現在ではできない。そのため、３Dモデルのデジタルツインとは別でトラッキングするようなアプ リを構築いただく必要がある。 IoT Appkit のUIコンポーネントがご利用可能で、Web アプリケーションにAWS IoT TwinMakerで 構築したものを埋め込むことが可能。 https://github.com/awslabs/iot-app-kit 参考：AWS Blog AWS IoTApplication Kit を使ったIoT Web アプリケーションの構築 https://aws.amazon.com/jp/blogs/news/build-iot-applications-using-aws- iot-application-kit/
39. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. 43 参考リンク
40. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. 参考リンク 44 • AWS IoT App Kit ドキュメント https://awslabs.github.io/iot-app-kit/?path=/docs/introduction-- docs • Builders.flash 工場ミニチュアデモ https://aws.amazon.com/jp/builders-flash/202307/visualize- digital-twin-factory/?awsf.filter-name=*all • TwinMaker 料金 https://aws.amazon.com/iot-twinmaker/pricing/ • AWS のデジタルツイン：ビジネスの価値と成果を解き放つ https://aws.amazon.com/jp/blogs/news/digital-twins-on-aws-unlocking-business-value-and- outcomes/ • TwinFlow https://aws.amazon.com/blogs/hpc/predictive-models-and-simulations-with-twinflow- on-aws/
41. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. © 2023, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark. Thank you!