CR課の喜多です。営業トークのようなタイトルですが、今回はAWSのIoTサービスをいくつか試用してみたのでご紹介します。導入をご検討の方の参考になれば幸いです。
AWS IoT Core
AWS IoT Coreとは
AWS IoT Coreは、IoTデバイスを接続し、メッセージをAWSにルーティングできる、マネージド型のクラウドサービスです。
デバイスのデータ取り込み、変換、フィルタリングを行うためのルールエンジンや、デバイスの安全な接続と管理を行うための機能を提供し、IoTソリューションのバックエンドとして中心的な役割を担うサービスです。
デバイスがインターネットに接続されていれば、AWS IoT CoreはデバイスをAWSクラウドに接続し、他のAWSサービスや他のデバイスと安全にやり取りできるようサポートします。
主な特徴は以下の通りです。
- 大規模な接続: 多数のデバイスを同時に接続し、大量のメッセージを処理できるスケーラビリティを持っています。
- データの収集とルーティング: デバイスからのメッセージを収集し、定義されたルールに基づいて他のAWSサービス（S3、Lambda、DynamoDB等、後述しますがIoT Sitewiseも対象です）にルーティングできます。
- セキュリティ: デバイスとAWSクラウド間の安全な通信を保証するために、認証、認可、暗号化などの機能を提供します。
- デバイス管理: デバイスの状態を管理し、デバイスシャドウを通じてデバイスの現在の状態をAWSと同期できます。
- プロトコルサポート: MQTT、HTTP、LoRaWANなどの標準プロトコルをサポートしています。
費用
AWS IoT Coreの利用にかかる主な費用は、使用したコンポーネント分のみ料金に加算される従量課金制です。最低利用料金やライセンス料は発生しません。
主要な料金項目は、接続料金、メッセージング料金、レジストリまたはデバイスシャドウのオペレーション、ルールの更新等です。
また無料利用枠があります。詳細はこちらをご覧ください
https://aws.amazon.com/jp/iot-core/pricing/
参考までに、無料利用枠無しで、1デバイス、10個の項目を1分周期でAWS IoT Coreに送り続けた場合、利用料金は月0.6USD程度です。
他のサービスを併用する場合はサービス毎に料金がかかりますのでご注意ください。
例えばAWS IoT CoreのデータをDynamoDBに保管した場合は、DynamoDB自体や、DynamoDBに格納するためのサービスの料金が加算されます。
主な利用構成
IoTデバイスのデータをどのようにAWSで活用したいかによりますが、収集データの可視化のためのユースケースを2つご紹介します。
1.時系列でデータベースに保存、保存したIoTデータをWebアプリケーションで参照する
まずはIoTデータを時系列データとしてデータベース保存します。
保存先はマネージドNoSQLデータベースであるAmazon DynamoDB、もしくはマネージド時系列データベースであるAmazon Timestreamが推奨となります。
Aurora等のRDBに保存する方法もありますが、汎用のRDBに格納するのはコストが高くなりがちです。また、データが膨大になると、保存／取得レスポンスの面でもRDBは不利となります
取得したデータはアプリケーション等で活用できますが、このユースケースではAPI Gateway+AWS Lambdaを使ったサーバーレスWebアプリケーションから取得し、
Webブラウザからデータ参照する形となっております。
2.S3にデータレイクとして保存、保存したデータをBIを使って参照する
こちらはS3にParquet形式などでデータレイクとして保存、Amazon Athenaを利用してAmazon Quicksightにてデータ分析を行うというユースケースです。
AWS IoT Sitewise
AWS IoT Sitewiseとは
AWS IoT SiteWiseは、産業機器データの収集、整理、分析を簡素化するマネージドサービスです。
全施設にわたる運用のモニタリングや、一般的な産業パフォーマンスメトリクスの迅速なコンピューティングが可能で、
産業機器データを分析するアプリケーションを作成し、コストのかさむ機器の問題予防や生産ギャップの削減に役立ちます。
主な特徴は以下の通りです:
- 大規模な機器データの活用: AWS IoT SiteWise Edgeを使って、産業機器、工場内のデータサーバーやヒストリアンデータベースからデータを収集、管理、分析できます。OPC UAやModbus TCP、Ethernet/IP(EIP)といった産業用プロトコルをサポートしています。
- 業務全体の可視性の標準化: アセットモデルを使用して、企業、サイト、エリア、およびマシンレベルでデータを整理および分析します。
- 問題の迅速な特定と解決: アラーム、メトリクス監視、ダッシュボードを活用することで、運用状況を常に把握できます。
- ダッシュボードの作成: AWS IoT SiteWise Monitorを使用して、収集したデータをリアルタイムで可視化するアプリケーションを提供し、GUI操作だけでダッシュボードを作成できます。
- 他サービスとの連携: Amazon Lookout for Equipmentと統合することで、機器の異常を機械学習モデルから検出する予知保全機能の提供したり、AWS IoT TwinMakerと統合することで、工場のデジタルツインを提供することができます。
費用
AWS IoT SiteWiseの利用にかかる主な費用も、AWS IoT Coreと同様に、使用した分だけ料金が発生する従量課金制です。
主要な料金項目は、データの取り込み料金、データの保存料金、
データ処理料金（アセットモデルで定義された集計や変換処理にかかる料金）、データアクセス料金（取り込んだデータのダッシュボード表示や他サービスへの連携のためのアクセス料金）、AWS IoT SiteWise Edgeの利用料金です
AWS IoT SiteWiseは収集点数や保存データ量によって金額が大幅に変わります。公式の料金ツール（Excel）を利用してコストシミュレーションが可能です。
https://aws.amazon.com/jp/iot-sitewise/pricing/
主な利用構成
工場のIoTデータをOPC UAサーバで集約、AWS IoT SiteWise Edgeを使ってAWS IoT SiteWiseに収集する構成です。
AWS IoT SiteWiseにデータを取り込むことで、GUI操作だけでアラームモニタリングや、ダッシュボード作成が可能です。
アラームモニタリングはこちらのAWSブログが詳しいです。
aws.amazon.com
AWS IoT SiteWiseのダッシュボード表示
docs.aws.amazon.com
まとめ
AWSのIoTサービスをいくつかご紹介しました。
AWS IoT CoreはIoTデバイスのデータ取り込みを接続するためのサービスで、デバイスがインターネットに接続されていればAWSクラウドと容易に接続できます。
また、AWS IoT SiteWiseは、産業機器データの収集から可視化までを強力にサポートするマネージドサービスであり、ダッシュボード作成は、産業データの可視化と運用改善に大きなメリットを感じます。
いずれも、AWSにおけるIoTデータ活用の有用な選択肢となります。
本記事が、IoTサービスの導入や学習を検討されている方々のお役に立てば幸いです。
