IoTプラットフォームの機能や選び方を詳しく解説！

IoTプラットフォームとは？

IoTプラットフォームとは、IoTデバイスから収集したデータを分析・活用するための基本となるシステムです。主にIoT開発環境としてのクラウドで利用され、オンプレミス環境（自前の開発環境）より、クラウドを利用したほうが開発環境の調達に利点があるため、IoT分野もクラウド化が進んでいます。

IoTプラットフォームの役割と機能

IoTプラットフォームはIoTシステムの司令塔が主な役割です。代表的な機能はビッグデータの蓄積、人工知能（AI）による統計処理、プログラムの実行、デバイス管理などです。

IoTクラウドのプラットフォームの種類

IoTプラットフォームのクラウド環境は「開発環境」と「検証環境」の2種類に大別できます。

開発環境のクラウド

開発環境のクラウドは、利用開始も利用廃止も容易にできる上に、サービスの利用度合いに応じた費用負担で済ませることができる「クラウドサーバー」を利用して構築する開発用の環境です。

検証環境のクラウド

検証環境のクラウドは、動作検証に必要な条件（OS種別、ハードウェア、ライブラリ、及び、それらのバージョン）を満たす環境を「仮想マシン」としてクラウドサーバー上に予め準備をしておきます。メリットは検証環境の仮想マシンの切り替えのみで、復旧や複製が容易にできることや、「初期状態」に戻してから検証し直す「スクラップ＆ビルド」なども迅速にできる点になります。

IoTプラットフォームのメリットとデメリット

IoTシステム開発のプロジェクトにおいて、技術も人も流動する中で、クラウドが有する柔軟性や迅速性が効力を発揮します。主なデメリットはクラウドがインターネットに依存しているのことに起因することですが、統合開発環境（IDE）はWebブラウザから利用できるため、利用しやすい点はメリットともいえます。

IoTのプラットフォームサービス（PaaS）

IoTプラットフォームは主にIaaS、PaaS、SaaSと分類できます。クラウドの中のプラットフォームに位置するのが、PaaS（Platform as a Service）で、IoTサービスの実現に便利な機能を集めた（統合した）クラウドです。例えばIoTデバイスとの通信を仲介したり、データを蓄えたり、可視化するという機能をミドルウェアとして提供します。また、何らかの意図があってエンドユーザーに価値を提供するのがSaaSであるため、IoTサービスの司令塔はSaaSです。代表的な機能はビッグデータの蓄積、人工知能（AI）による統計処理、プログラムの実行、デバイス管理などです。SaaSが価値提供を実現するために利用するのが道具箱たるPaaS（IoTプラットフォーム）になります。PaaSの優位点は「開発者が環境構築の手間を掛けずに、アプリケーション開発に専念できる」ことです。

IoTのPaaS機能

IoTのPaaSは、アプリケーション開発も必要とされますが、デバイス開発、通信回線なども必要とされますので、それらの中継役としての役割も果たします。

データ収集・蓄積機能

収集から蓄積の流れは、通信しているIoTデバイスからアップロードされたデータを収集し、クラウドサーバーで処理されたあとに蓄積されます。

データ分析・可視化機能

分析から可視化の流れは、クラウドサーバーに蓄積されたビッグデータを人工知能（AI）で統計分析させることで、データ構築されます。AIサービスは、例えばIoTプラットフォームとAPI接続をしビッグデータを分析をすることで高度なデータ解析が可能になります。解析したデータを、Node-REDで文字列の分離や数値計算をしGrafanaなどのダッシュボード画面でグラフ化することで、データの可視化が実現できます。以下は、弊社エンジニアが取り組んでいる事例で、設置した水位計の情報を統合してグラフ化した運用例です。水位の履歴や各河川の現在の状況を確認しやすいように構築しています。

さくらのモノプラットフォーム

さくらのIoTでもIoT PaaSで「さくらのモノプラットフォーム」が存在します。IoTミドルウェアの特徴として、デバイス接続、データ収集、データ処理の役割をします。主な機能は、システム構築を支援するプラットフォーム、IoTデバイス開発のための設計情報、マルチキャリア対応通信回線を一貫して提供します。さくらのモノプラットフォームはIoTシステム開発を支援するサービスです。

様々な業界でのIoTプラットフォーム導入と対応

2018年、内閣府が第5期科学技術基本計画において、日本が目指すべき未来社会の姿として「Society 5.0（ソサエティー5.0）（人間中心社会）」が提唱されました。Society（ソサエティー）とは、「狩猟社会（Society1.0）」「農耕社会（Society2.0）」「工業社会（Society3.0）」「情報化社会（Society4.0）」とバージョンが存在するものです。IoTが実現するSociety5.0が目指す社会は、サイバー空間とフィジカル空間が高度に融合し、経済発展と社会的課題の解決が両立した新たな社会のことです。IoTは、Society 5.0の実現に欠かせない技術であり、その可能性は非常に広大です。例えば、製造業における生産効率の向上や、物流の効率化、医療や介護の質の向上、環境問題の解決など、さまざまな分野で活用が期待されています。IoTが社会に浸透することで、私たちの生活はより便利で、より快適なものになるでしょう。

産業向けIoTプラットフォーム

産業向けIoTプラットフォームは、製造業、物流、エネルギー、医療など、さまざまな業界で活用されており、センサーや機器から収集したデータを、集約・分析・可視化する機能を提供するためのシステムです。産業分野ではIoTが普及していくことで、ビジネスモデルも含め、環境が大きく変わっていくと言われています。産業分野においてIoTの影響は受けない分野はなく、急速に進む大きな流れに対応していかなければなりません。従来、特定の人しかできなかったことが、IoTの技術により、簡単に安価で行うことが可能となっていきます。また、企業間や業界間の壁がなくなり、自社の業界や分野だけを気にする時代ではなくなります。産業（Industry）用IoT（IIoT）を実現するためには、センサーや機器から収集したデータを、効率的に活用することが重要です。産業向けIoTプラットフォームは、その役割を担い、企業のデジタルトランスフォーメーションを支援します。

医療分野でのIoTプラットフォーム活用

医療分野でのIoTプラットフォームは、医療現場で使用されるIoTデバイスから収集したデータを、集約・分析・可視化する機能を提供するためのシステムです。医療（Medical care）IoT（IoMT）を実現するためには、IoTデバイスから収集したデータを、効率的に活用することが重要です。医療分野のIoTがもたらす価値は、早期発見・早期治療につながる「患者の健康状態のモニタリング」、医療機器の稼働状況や医薬品の在庫状況の把握、遠隔診療やオンライン服薬指導などで活用される「医療の効率化」、予防医療にもつながる「新たな価値の創造」です。IoTプラットフォームで、その役割を担い、医療の質の向上や効率化を支援します。

製造業におけるIoTプラットフォームの利用

製造業においては、「第4次産業革命（Industry 4.0）」と呼ばれる、ドイツ政府の高度技術戦略から生まれたプロジェクトである「スマート工場（スマートファクトリー）」の実現で、新しい価値やビジネスモデルの創出を目指す取り組みが進んでいます。スマートファクトリーとは、製造設備が互いにつながり人の介在なくして、部品手配や製造工程の最適化を行うことができる次世代工場です。また異なるメーカーの製造設備がネットワークでつながり、企業をまたいだ製造活動が可能になります。IoTプラットフォームの利用で、製造現場のIoTデバイスに取り付けられているセンサーやカメラやRFIDタグのあらゆる機器や設備からデータを収集し、分析することで、生産性の向上や品質の改善、コスト削減などの効果を期待できます。製造業におけるIoT導入メリットを解説しましたので、詳しくは以下のボタンより記事をご覧ください。

IoTプラットフォームの選択と導入のポイント

IoTプラットフォームを導入するにあたり「データ収集・管理・分析」「セキュリティ対策」「拡張性・カスタマイズ性の検討」を中心に選択を検討する必要があります。これらをポイントに、導入時は自社のニーズを明確にし、複数のプラットフォームを比較検討することが必要です。また導入後の運用も見据えることで、自社に最適なIoTプラットフォームが見えてくるでしょう。

データ収集・管理・分析の対応

IoTプラットフォームの「データ収集」は、ネットワークの規則である「プロトコル」、Wi-Fi、LTEなどの「通信方式」、構造化されているCSV、XML、JSONなどの「データ形式」についての対応をサポートしています。「データ管理」は、大量のデータを扱うストレージで「蓄積」、データの統合や変換などの「加工」、暗号化やアクセス制御などの「セキュリティ」についての対応をサポートしています。「データ分析」は、グラフや表の「可視化」、統計分析や機械学習、深層学習などで「分析」の対応をサポートしています。導入ポイントはデータの「量や種類」「保存期間」「分析方法」、また初期費用や月額費用などの「予算」について検討すると良いでしょう。

セキュリティ対策の重要性

セキュリティ対策はIoTプラットフォームに限定せずIoTを構成している全体に向けて考える必要があります。それに伴いIoTセキュリティ守備範囲は広大であるため、まずは合格最低ラインの対策を目指すように取り組む事から始める必要があります。IoTプラットフォームを含むIoTシステムには、悪意のある第三者への侵入口が多く開いていますが、特に重要な部分は「構成要素の連結部（インターフェイス）」です。これらにはIoTシステム外部の入口が存在するため、サイバー攻撃対策が必要になります。多数のIoT関連企業で構成される「IoT推進コンソーシアム」という業界団体では、団体の組織としてIoTセキュリティWG（ワーキンググループ）が存在し、成果物として「IoTセキュリティガイドライン」を策定しました。IoTセキュリティの導入ポイントは、以下の表にまとめてあるような、IoTセキュリティガイドラインを遵守することで、体系的に評価と対策を進めることができるでしょう。

拡張性・カスタマイズ性の検討

IoTプラットフォームの拡張性は「水平拡張性」と「垂直拡張性」に分かれます。水平拡張性はIoTデバイスの数やデータ量が増加してもパフォーマンスが維持できる点で、垂直拡張性は、IoTプラットフォームに新たな機能を追加できる点になります。カスタマイズ性はプラットフォームの一部の「機能」を変更できる点と、「デザイン」が変更できるかという点に分かれます。導入ポイントは、将来的にIoTデバイスが増加することと増加するデータ量の把握、自社のニーズに合わせてカスタマイズをする必要があるか、またこれらの費用もあわせて検討する必要があるでしょう。

まとめ

最後にIoTプラットフォームについてまとめます。

• IoTプラットフォームはIoTデバイスから収集したデータを分析・活用するための基本となるシステム
• IoTプラットフォームはクラウド化が進んでおりPaaSの領域でも活用される
• IoTプラットフォームの重要な機能は「コネクティビティ」「デバイスの管理と制御」「データの蓄積と処理」
• Society 5.0（人間中心社会）を実現するために様々な業界でIoTプラットフォームが活用される
• 導入ポイントは「データ収集・管理・分析」「セキュリティ対策」「拡張性・カスタマイズ性」を中心に検討することが好ましい

IoTプラットフォームは、IoTの普及に伴い、今後ますます重要となるシステムです。IoTプラットフォームを活用することで、ビジネスや社会課題の解決に貢献するサービスを生み出すことも可能です。