Node-REDを活用した社内向けIoTプロトタイピング基盤

Node-RED Con Tokyo 2019 3-A発表原稿 #nodered #noderedjp

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1. Node-RED活用の 社内向けIoTプロトタイピング基盤 パナソニック株式会社 ライフソリューションズ社 技術本部 イノベーションセンター 上野 武史 Node-RED Con Tokyo 2019 2019年7月18日
2. 2 自己紹介 ▪所属 パナソニック株式会社 ライフソリューションズ社 技術本部 イノベーションセンター ホームソリューション開発部 1990年、松下電工株式会社（当時） 入社。 社内IT部門、新事業企画部門を経て 2004年より、住設機器向けIoT・クラウド基盤の企画/開発/運用、 Web/スマホアプリの設計開発に従事。 近年はIoTクラウドサービス用 プロトタイピングサービスの社内提供も推進。 システム・アーキテクチャ設計部門 全社技術サブリーダー Wonder LAB Osaka ラズパイ倶楽部 導師 ▪略歴 https://www.panasonic.com/jp/corporate/wonders/wlo.html Node-RED UG Japan Osaka 世話役 https://node-red-osaka.connpass.com/
3. 私たちPanasonicは、より良いくらしを創造し、世界中の人々のしあわせと、 社会の発展、そして地球の未来に貢献しつづけることをお約束します。 住宅、社会、ビジネス、旅、自動車など多様な空間・領域で、様々なパートナーと お客様一人ひとりにとっての“より良いくらし”を追求し、拡げていくと共に、 地球環境への貢献をはじめ、グローバルに“より良い世界”の実現に貢献してまいります。 ブランドスローガン 当社概要
4. 4 当社概要 ▪当社カンパニー体制 ※2019年4月1日現在
5. 5 自組織 事業紹介 ▪ライフソリューションズ社の組織･事業概要 照明器具（住宅用、施設用、屋外用、店舗用）、照明用デバイス、ランプ ライティング事業部 配線器具、分電盤、電動工具、ホームオートメーションシステム、 ビルオートメーションシステム、防災システム、太陽光発電システム エナジーシステム事業部 空気質関連機器(換気システム、天井扇、空気清浄機)、環境エンジニアリング（水・空気・土の浄化システム) パナソニックエコシステムズ株式会社 水廻り（システムキッチン、システムバス、洗面・トイレ）建材（内装ドア、収納、床材）、 外廻り（雨樋、屋根材、外壁材）、宅配ボックス、ホームエレベーター、構造材 ハウジングシステム事業部 低層戸建住宅、多層階住宅、リフォーム、街づくり パナソニックホームズ株式会社 建設工事、内装工事 建設ソリューション（パナソニック建設エンジニアリング株式会社、株式会社 松村組） 電動アシスト自転車、スポーツバイク、モーターユニット パナソニックサイクルテック株式会社 介護サービス、介護用品・設備、介護リフォーム パナソニックエイジフリー株式会社 ・空間創造事業 ・くらし創造事業 ※2019年4月1日現在
6. 6 クラウド分野のプロトタイピングに関する悩み ・「技術の壁」 ▪クラウドサービス開発に対する障壁 専門スキルを持つビジネスパートナーさんにサービス試作を依頼する →試作とはいえそれなりにコストがかかる。 資産化が必要で「捨てられない」。 ▪いいサービスはトライアル＆エラーから ・「環境の壁」 社内ルールに適合したサーバ環境（仮想サーバ/ロードバランサ/TLS）の構築･運用が必要 →維持コストがかかる。試用サービスや無料サービスでは維持コストを確保できない。 ・要件を決めきれない 本当に役に立つサービスかどうかは試しにつくって提供してみないと判断できない ・トレンドは変化する サービスのトレンドは数ヶ月単位で変化する →半年かけて作っているうちにもう 時代遅れになる可能性 「さっと作ってさっと試せる」「たくさん作ってたくさん失敗する」ために サーバサービスでもラピッドプロトタイピングをたくさん実施したい
7. 7 ソリューション 「技術の壁」への対応 ▪障壁への対応 FBP: Flow Based Programing を行える「Node-RED」の採用 「環境の壁」への対応 作りたいと思ったときにいつでも試せるクラウドサービス「Playground」環境の構築 特徴 ・環境構築、開発ツール不要： ブラウザで使える「FlowEditor」が提供されている ・部品の組み合わせ： 標準部品 「Node」を組み合わせて処理「Flow」を作成 ・すぐ試せる： そのままデプロイしてサービスをすぐ稼動、テストできる ・サーバサービス構成要素を準備： 機器/サービス/UIをあらかじめ準備 ・社内標準技術をサポート： PCPF / ECHONETLite等のスタックをすぐ使える ・すぐ試せる： 簡単な申請FORMに記入すると環境を自動構築、サーバ運用なし ※当社社員には原則無料でアカウント提供 ※社内利用限定
8. 8 提供サービス ▪Node-RED 仮想サーバ(BOX) ・Node-REDが稼動する仮想サーバ（コンテナ）を提供するサービス Node-REDのフローエディタ、フロー実行ランタイムを Google Kubernetes Engineで仮想コンテナ(Docker)として提供。 Node-REDのFlowを用いて ・httpsサーバ証明書(ワイルドカード) を用いた https/WebSocketサービス構築 ・外部サービスへのhttp/httpsアクセス ・email送信、社内標準基盤･プロトコルの活用 などができる ・Playground環境の管理をおこなうWebサービス ▪Playground管理サービス Playground環境のユーザ管理 (追加/削除/パスワード変更) BOXの管理 (URI/証明書発行/再起動等)が ユーザ自身で実施できる。
9. 9 実際にPlayground環境でサービス構築 ▪デモムービー
10. 10 システム構成 VPC SNI Proxy ＩｏＴ機器 スマートフォン Ｆｌｏｗエディタ ユーザ https REST/Websocket イントラネット 社外連携サービス BOX BOX http/https ストレージ サーバ Docker Registry Google Kubernetes Engine ▪システム構成図
11. 11 Playground環境の機能 ▪冗長構成 ・計画停止なしにサービスを継続できるよう、BOXの冗長化構成を構築 ▪エッジデバイス管理 ・Raspberry Pi等エッジデバイスの管理機能 ・デバイス向け証明書、Flow配信 ・稼働監視 ・ファイル送受信 ・リモートログイン ▪スマートフォン向けWebアプリ提供 ・専用スマートフォンアプリにWebUIを提供 ・スマートフォンアプリ試作用 ▪社内用プロトコルスタック、サービスAPIの提供 ・PCPF（Panasonic Cloud Service Platform）：IoT基盤 ・API提供、関連サービス連携
12. 12 運用状況について ▪提供規模 ・ユーザ数：累計約130名 ・仮想サーバ数：累計約680BOX (2019年7月中旬 現在)
13. 13 ユースケース ▪活用ユースケース ・クラウドサービスのPoC、社内実証実験 ・センサー、アクチュエータのIoT化試作 ・APIモックアップ、機器/アプリのシミュレータ ・DevOps/ChatOps ・他社サービスの評価 スケール試験、サービス開始後の運用に対応 Playground環境自身の運用にも活用 APIクライアント、WebHookサーバとして活用 Raspberry Pi等を活用し、数時間で開発 5分でサーバ構築、半日でサービスイン ・教育･研修 新人技術者向け研修、ITベテラン向けプロトタイピング実習、他分野技術者向け体験
14. 14 事例 ▪事例(1)：オフィス空気質測定、改善活動 要件：オフィスの空気質（IAQ）を測定、改善活動に役立てる センサー データ 取得 Playground環境 CSV IAQ 表示画面 Q制御 Kiosk Chrome (RaspberryPi) iPad 創風機Q （気流制御） IAQセンサー （PM2.5/CO2/VOC/温湿度/照度） 測定データの 分析
15. 15 事例 ▪事例(2)：地震計による住宅耐震診断システムプロトタイピング DB (PostgreSQL) BOX (データ受信・変換) BOX (クラウドトリガ) BOX(UI) 計測データ アップロード 計測データ アップロード 計測データ アップロード クラウドトリガ ポーリング ローカルトリガ 地震計N 地震計1 地震計0 展示場端末(iPad) 展示場端末(iPad) Playground環境 データ作成・設定用端末(PC) データ ダウンロード 診断結果(PDF) アップロード ローカルトリガ 要件：地震発生後に、住宅構造に影響があったかどうかを診断する
16. 16 事例 ▪事例(2)：地震計による住宅耐震診断システムプロトタイピング
17. 17 事例 ▪事例(3-1)：システム開発支援(機器スタブ) ECHONETLite 抽象化サービス 社内IoT基盤 アプリフロント APIサービス スマートフォン AiSEG ECHONETLite機器 WebAPI WebAPI Pub/Sub WebAPI Pub/Sub ECHONETLite ECHONETLiteスタブ×数万台 要件：正式版の組み込み機器の開発が完了する前に、 機器をシミュレートするフローで アプリ開発、動作試験、負荷試験を実施する 機器制御標準プロトコル「ECHONETLite」 のAPIスタックをNode-REDで実装 機器エミュレータ（Raspberry Pi) →クラウドサービススケール試験、 本番サービス用監視システムにも活用
18. 18 事例 ▪事例(3-2)：システム開発支援(アプリスタブ) ECHONETLite 抽象化サービス 社内IoT基盤 アプリフロント APIサービス スマートフォン AiSEG ECHONETLite機器 WebAPI WebAPI Pub/Sub WebAPI Pub/Sub ECHONETLite HTML5 UI アプリフロント シミュレータ 要件：スマートフォンアプリの開発が完了する前に アプリをシミュレートするUIで機器の試験を実施。
19. 19 事例 ▪事例(4)：B2BサービスのAPI開発 B2B連携は連携先組織ごとに要件が異なり個別対応が必要。 （連携方向、認証方式、データ形式、引数順など） 基本部分は部品化して準備しておき、先方のニーズにしたがって flowを組み替えて対応する A社 B社 C社 当社サービス Playground環境 ポーリング WebHook 双方向 APIクライアントのサンプル実装として、 Node-REDのFlowを先方開発者に提供している事例もある
20. 20 事例 ▪事例(5)：教育･研修 社内研修 3日間コース・技術系新入社員向け/非ITエンジニア向け
21. 21 今後 ▪Playground環境の今後 教育/研修、活用事例のさらなる充実 運用品質、スケール対応の向上 商用サービス移行への標準化 Node-REDでかんたんIoT、といっても「難しい」と言われる 導入障壁を下げたい →非ITエンジニアでも活用できるように BOXの24/365運用、高スケール対応のBOX提供などに チャレンジして、適用可能事例を増やしたい Playground環境でのプロトタイピングから 商用サービスへの移行をスムーズにするため 商用品質サーバでの再構築を標準化したい
22. 22 ・本資料に掲載されている会社名、サービス／製品名は、一般的に各社の商標登録または商標です。 ・本資料に掲載されている内容、サービス／製品の価格、仕様、お問い合わせ先、 その他の情報は、資料作成時点の情報です。その後予告なしに変更となる場合があります。 ・本資料の作成には注意を払っておりますが、掲載された情報の内容の正確性については 一切保証しません。また、当資料に掲載された情報・資料を利用、使用、ダウンロードする などの行為に関連して生じたあらゆる損害等についても、理由の如何に関わらず、 発表者及び所属組織は一切責任を負いません。 本資料に関する免責 免責