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アマゾンウェブサービスジャパン株式会社
IoT ソリューションアーキテクト園田修平
2020年05月20日
スマートファクトリーを実現する
AWS の IoT ソリューション

生産現場におけるクラウドの活用例
①
②
③
④
生産状況の見える化
分析による業務改善
予兆保全/品質予測
品質データの改ざん防止
業務アプリケーションを工場外やモバイルからも簡単に素早く活用したい
設備稼働データを使った分析により業務改善を行いたい
稼働率向上のために予知保全を行いたい/品質予測により外部不良率を低
減したい
検査機器
工場
台帳データベース
クラウド
品質データ
製品品質データを自動収集し、改善出来ない形で蓄積したい

Field
Network
製造装置
GWサーバー
ホスト/MES
(実績/ロジ情報)
実績
GW PLC
Logger
RDB
画像データ
複合イベント処理
産業用PC
データ保管
アーカイブ
高度データ活用
統計解析
ODBC
MES保全DB
保全指示製造指示メール
・・・・
REST
API
GW機能
既存システム
基幹システム連携
CSVなど
可視化
セルフBI
バッチ処理
データ変換・紐付け
生データ
品質保証用
構造化データの流れ
非構造データの流れ
イベント、指示
データ参照
データ収集
データ分析
データマネジメント
GU
I
GU
I
工場IoTのデータ活用基盤例
3
クラウドにデータを上げれば、すでに存在する部品をつなぎ合わせることで容易にIoT基盤が実現
PLC
Cameras
Greengrass
Actuators
Sensors
データ前処理
特徴量抽出
画像認識、分類
ML Model Greengras
s
需要予測
製造予測
Forecast EC2:Schduler
HPC
D-Twin
KPI、
Dashboard
機械学習
SageMakerRecog
nition
解析アプリ
OSS
GU
I
Redshift QuickSight
Marketprac
e
Amazon S3
Glacier
Athena
AWS Glue
AWS Glue
IoT Core
Things Graph
IoT
Analytics
DynamoD
B
ノイズ除去・整形化
EC2 EBS BatchAppStream
Kinesis Stream

Field
Network
製造装置
GWサーバー
ホスト/MES
実績
GW PLC
Logger
RDB
画像データ
産業用PC
データ保管
アーカイブ
統計解析
ODBC
MES保全DB
・・・・
REST
API
GW機能
既存システム
CSVなど
可視化
セルフBI
バッチ処理
生データ
品質保証用
データ参照
データ収集
データ分析
GU
I
GU
I
4
PLC
Cameras
Greengrass
Actuators
Sensors
データ前処理
特徴量抽出
Greengras
s
需要予測
製造予測
HPC
D-Twin
KPI、
Dashboard
機械学習
SageMakerRecog
nition
解析アプリ
OSS
GU
I
Redshift QuickSight
Marketprac
e
Amazon S3
Glacier
Athena
AWS Glue
AWS Glue
IoT Core
Things Graph
IoT
Analytics
DynamoD
B
Kinesis Stream
エッジ収集、前処理、蓄積活用
ML Model

Field
Network
製造装置
GWサーバー
ホスト/MES
実績
GW PLC
Logger
RDB
画像データ
産業用PC
データ保管
アーカイブ
統計解析
ODBC
MES保全DB
・・・・
REST
API
GW機能
既存システム
CSVなど
可視化
セルフBI
バッチ処理
生データ
品質保証用
データ参照
データ収集
データ分析
GU
I
GU
I
5
PLC
Cameras
Greengrass
Actuators
Sensors
データ前処理
特徴量抽出
Greengras
s
需要予測
製造予測
HPC
D-Twin
KPI、
Dashboard
機械学習
SageMakerRecog
nition
解析アプリ
OSS
GU
I
Redshift QuickSight
Marketprac
e
Amazon S3
Glacier
Athena
AWS Glue
AWS Glue
IoT Core
Things Graph
IoT
Analytics
DynamoD
B
Kinesis Stream
エッジ
ML Model

エッジコンピューティングが必要となる理由
工場
OPC−UA
サーバ
生産設備
IoT システム
ゲートウェイ

AWSの処理機能をデバイスの上に拡張
処理を
クラウドで実行
処理を
ローカルで実行
Moving to the edge
AWS IoT Greengrass
開発、アップ
デート
任意のモジュールで
処理を実行

機能1) 工場とクラウド間のプロトコルアダプタ
直接クラウドとやりとりできない設備に対し、クラウドのゲー
トウェイとして、様々なプロトコルでローカル通信
OPC
サーバ
PLC
Camera
Sensor AWS IoT Core
Amazon Kinesis
Amazon S3
AWS IoT Analytics
MQTTs
Https
Https
HttpsAWS IoT
Greengrass
工場 AWS クラウド
ニアリアルタイムデータ
ストリームデータ
画像、ファイル
マイクロバッチ
OPC-UA
OPC-DA
RTSP
MQTTs
GPIO
Modbus RTU/TCP
SLMP
外付けセンサ
画像、動画
設備データ
集約された
設備データ
Appendix に各プロトコルの変換アダプタに関する情報を掲載

3rd party protocol conversion
直接クラウドとやりとりできない設備に対し、クラウドの
ゲートウェイとして、様々なプロトコルでローカル通信
B社製PLC
OPC-UA
MQTT
AWS IoT Core
Amazon Kinesis
Amazon S3
AWS IoT Analytics
MQTTs
Https
Https
HttpsAWS IoT
Greengrass
A社製PLC
C社製PLC
3rd Party
Gateway
SW
(EdgeCross,
KepServerEX,
etc)
Protocol A
Protocol B
Protocol C

機能2) クラウドからプログラムを配信、運用
• クラウドで開発したプログラムを配信してエッジで実行
• 現地に行くことなく機能アップデート、ログ監視による運用が可能
工場 A
AWS IoT
Greengrass (Core)
工場 B
AWS IoT
Greengrass (Core)
PLC
システム運用者
異常検知
処理
AWS IoT
Greengrass (Service)
Logs
Amazon Cloudwatch
PLC

Field
Network
製造装置
GWサーバー
ホスト/MES
実績
GW PLC
Logger
RDB
画像データ
産業用PC
データ保管
アーカイブ
統計解析
ODBC
MES保全DB
・・・・
REST
API
GW機能
既存システム
CSVなど
可視化
セルフBI
バッチ処理
生データ
品質保証用
データ参照
データ収集
データ分析
GU
I
GU
I
11
PLC
Cameras
Greengrass
Actuators
Sensors
データ前処理
特徴量抽出
Greengras
s
需要予測
製造予測
HPC
D-Twin
KPI、
Dashboard
機械学習
SageMakerRecog
nition
解析アプリ
OSS
GU
I
Redshift QuickSight
Marketprac
e
Amazon S3
Glacier
Athena
AWS Glue
AWS Glue
IoT Core
Things Graph
IoT
Analytics
DynamoD
B
Kinesis Stream
収集、前処理、蓄積
ML Model

工場 IoT におけるデータ種別ごとの収集例
OPC サーバ
PLC/DCS
AWS IoT AnalyticsAWS IoT
Greengrass
S3
Glue
Camera
既存システム
MES
データストア
RDB Glue
AWS IoT Core
DB データ
ファイル
画像
リアルタイムデータ
データ解析
/BI/機械学習
サービス
ダッシュボード/
アラート/業務ア
プリケーション
管理者
データ分析官
機械学習エンジニア
フィールドエンジニア
管理者

工場 IoT におけるデータ蓄積 (データレイク)
OPC サーバ
PLC/DCS
Greengrass
S3
Glue
Camera
既存システム
MES
データストア
RDB Glue
AWS IoT Core
データ解析
/BI/機械学習
サービス
データ分析官
生産管理者
データレイク
DB データ
ファイル
画像
• 容量の上限無し
• 高い耐久性：99.999999999%
• 安価：$0.025/GB/月*
• アーカイブ: $0.002/GB/月**
• APIアクセス：SDK+多様なサービス連携
• きめ細かな権限制御

工場 IoT におけるデータ前処理
OPC サーバ
PLC/DCS
Greengrass
S3
Glue
Camera
既存システム
MES
データストア
RDB Glue
AWS IoT Core
データ解析
/BI/機械学習
サービス
データ分析官
生産管理者
マイクロバッチ ETL
エッジ ETL
DB データ
ファイル
画像
バッチ ETL
クローリング

Field
Network
製造装置
GWサーバー
ホスト/MES
実績
GW PLC
Logger
RDB
画像データ
産業用PC
データ保管
アーカイブ
統計解析
ODBC
MES保全DB
・・・・
REST
API
GW機能
既存システム
CSVなど
可視化
セルフBI
バッチ処理
生データ
品質保証用
データ参照
データ収集
データ分析
GU
I
GU
I
15
PLC
Cameras
Greengrass
Actuators
Sensors
データ前処理
特徴量抽出
Greengras
s
需要予測
製造予測
HPC
D-Twin
KPI、
Dashboard
機械学習
SageMakerRecog
nition
解析アプリ
OSS
GU
I
Redshift QuickSight
Marketprac
e
Amazon S3
Glacier
Athena
AWS Glue
AWS Glue
IoT Core
Things Graph
IoT
Analytics
DynamoD
B
Kinesis Stream
活用
ML Model

工場 IoT におけるデータ可視化/分析の例1
産業用 PC と AWS のサービス連携による生産の見える化
MELIPCMELSEC
AWS IoT Core
AWS IoT
Analytics
Amazon
Quicksight
Amazon
ElasticSearch
Operation Dashboard (稼働状況)
BI Dashboard (稼働実績、統計情報)
EdgeCross v1.22 より
GUI 操作のみで AWS に
リアルタイムでデータ送
信可能。AWS より
WhitePaper を提供
(Appendix 参照)

工場 IoT におけるデータ可視化/分析の例2
AWS パートナーソリューションによる生産の見える化、データ分析
AWS クラウド
AWS IoT Core
AWS IoT
Analytics
OPC サーバ
PLC/DCS
AWS IoT
Greengrass
Lambda Auora
PostgreSQL
Amazon
S3
Amazon
Redshift
Dr.Sum
工場
MotionBoardとDr.Sumは、ウイングアーク1st様の製品です。

生産現場におけるクラウドの活用例
①
②
③
④
生産状況の見える化
分析による業務改善
予兆保全/品質予測
品質データの改ざん防止
業務アプリケーションを工場外やモバイルからも簡単に素早く活用したい
設備稼働データを使った分析により業務改善を行いたい
稼働率向上のために予知保全を行いたい/品質予測により外部不良率を低
減したい
検査機器
工場
台帳データベース
クラウド
品質データ
製品品質データを自動収集し、改善出来ない形で蓄積したい

クラウドで学習したモデルを
簡単にデプロイし、
エッジで機械学習の推論を行う
AWS IoT
Greengrass Core
Amazon
SageMaker
AWS Lambda
AWS IoT
Greengrass
Service
推論結果
Local
Lambda
ML
Model
推論して
ローカルで
アクション
AWS IoT Greengrass によるエッジ推論
工場
PLC
パトランプ

OPC サーバ
PLC
AWS IoT Analytics
AWS IoT
Greengrass
S3
Camera
機械学習
画像
ML モデル
Amazon
SageMaker
工場 IoT におけるエッジ推論の例
AWS の機械学習サービスやパートナーにより生成したモデルをエッジに配信して推論
パートナー
ソリューション

三菱電機様、ブレインズテクノロジー様との共
同提案の構築
• 三菱電機様のMELIPC（産業用PC）を利用す
る場合とMELSEC iQ-R Cインテリジェント機
能ユニットを利用する場合の2パターンを用
意
• 異常検知のモデルは、ブレインズテクノロ
ジー様のImpulseを利用。
MONOistの記事
「クラウドだけじゃないぞ、産業IoTでエッジ領
域との親和性を訴えるAWS」
https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/
1904/23/news049.html
参考) 予兆保全/品質予測の構築例
22
Impulse は、ブレインズテクノロジー様の製品です。
MELIPC:
MI5000
MELSEC
iQ-R
パトライト
シーケンサの
データ収集
クラウド
へ送信
異常時に
点灯
GO
T
異常検知
モデル構築
学習済モデル
の配布
• 時系列データの蓄積
• 機械学習モデルの作成
AWS IoT Core
AWS IoT
Greengrass

24
Amazon QLDB の特徴
フルマネージド台帳データベース
アプリケーションのデータに行われたすべての変更履歴を追跡および検証可能
データへのすべての変更履歴
の記録を保存し、
削除や変更不可能。
すべての履歴のクエリー
および分析が可能
不変
暗号を使用して
データの履歴を
安全に保存
暗号学に基づく検証
使いやすく、
データのクエリーに
SQLなどの使い慣れた
データベース機能を使用可能
使いやすい高いスケーラビリティ
一般的なブロックチェーンと
比べて2-3倍のスループット

製品品質データの改ざん防止アーキテクチャ例
OPC サーバ
PLC
AWS IoT
Greengrass
Camera
品質データ
AWS IoT Core Amazon QLDBAWS Lambda
品質予測
モデル

スマートファクトリーにおける AWS の活用は進んでおります。
AWS を利用することで
差異化にならないインフラの構築から脱却し、
ビジネス成果に Focus した
スマートファクトリー化を進めましょう！

Appendix
• IoT@Loft #2 AWS セッション
• https://www.slideshare.net/AmazonWebServicesJapan/iotloft-2-aws
• 各種コネクタの情報
• AWS IoT Greengrass Connector
• https://docs.aws.amazon.com/ja_jp/greengrass/latest/developerguide/connectors-list.html
• Machine to Cloud Connectivity Framework
• https://aws.amazon.com/jp/solutions/machine-to-cloud-connectivity-framework/
• Converting industrial protocols with AWS IoT Greengrass
• https://aws.amazon.com/jp/blogs/iot/converting-industrial-protocols-with-aws-iot-greengrass/
• Edgecross と AWS の連携
• リーフレット
• https://go.aws/36vOyEa
• Whitepaper
• https://go.aws/3cbXU9z

マスターテキストの書式設定
• 第 2 レベル
• 第 3 レベル
第 4 レベル
第 5 レベル
Thank you

工場 IoT におけるデータ可視化、分析
AWS 及びパートナー様の様々なソリューションを利用可能
AWS クラウド
AWS
IoT
Amazon
Kinesis
Data
Firehose
Amazon
S3
Amazon
Redshift
産業用PC
Dr.Sum
生産設備
on EC2
on EC2
Edgecross、OPC-UA、
など
MotionBoardとDr.Sumは、ウイングアーク1st様の製品です。
Amazon
Quicksight
工場
Amazon
ElasticSearc
h
Kibana on Amazon Elastic Search
Lambda Auora
PostgreSQL

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