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アマゾン ウェブ サービス ジャパン株式会社
AWS IoT SiteWise のご紹介
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⾃⼰紹介
嶺 ⾏伸 (みね ゆきのぶ)
デジタルトランスフォーメーション本部
IoTソリューションアーキテクト
IoTの導⼊やPoC段階の...
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Agenda
• AWS の製造業に対する取り組み
• AWS IoT SiteWise と SiteWise Edge のご紹介
• デ...
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機械学習を用いた外観検査の自...
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データの収集
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エッジゲートウェイにインストールし、
フィールドネットワークに接続して
設備データを収集
OPC-UA, Modbus TCP, EtherNet/IP の
フィールドネットワークをサポート
エッジゲートウェイは AWS から
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OPC-UA
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Modbus TCP
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EtherNet/IP
設備データのモデル化
アセットモデルとアセットを作成して
設備をモデル化
アセットの階層と関連付けを定義して、
生産施設をモデル化
アセットモデルのプロパティと式ベー
スのメトリクスを定義
設備データと計算されたメトリクスを
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アセットモデル
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アセットプロパティ
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時系列データの保存
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データのエクスポート
• 時...
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設備データの可視化・共有
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オンプレミスでの
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エッジでのデータ可視化
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AWS IoT SiteWise ワークショップのご紹介
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まとめ
• AWS IoT SiteWise を使うことで、フィールドネットワークの設備
データを簡単に AWS に送信し、分析・可視化が...
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AWS IoT SiteWise のご紹介 (AWS IoT Deep Dive #5)

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毎月1度、AWS Startup Loft Tokyoで開催しているIoT@LoftのDeep Dive シリーズです。以下の内容をご紹介します。

• AWS の製造業に対する取り組み
• AWS IoT SiteWise とSiteWise Edge のご紹介
  • データの収集・モデル化
  • データの保存・取得
  • データの可視化・共有
  • オンプレミスでのリアルタイム監視
• AWS IoT SiteWise ワークショップのご紹介

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AWS IoT SiteWise のご紹介 (AWS IoT Deep Dive #5)

  1. 1. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. アマゾン ウェブ サービス ジャパン株式会社 AWS IoT SiteWise のご紹介
  2. 2. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. ⾃⼰紹介 嶺 ⾏伸 (みね ゆきのぶ) デジタルトランスフォーメーション本部 IoTソリューションアーキテクト IoTの導⼊やPoC段階のご⽀援を担当 主に製造系のお客様のご⽀援をメインに活動中 好きなAWSサービス AWS Lambda AWS IoT Greengrass / SiteWise
  3. 3. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. Agenda • AWS の製造業に対する取り組み • AWS IoT SiteWise と SiteWise Edge のご紹介 • データの収集・モデル化 • データの保存・取得 • データの可視化・共有 • オンプレミスでのリアルタイム監視 • AWS IoT SiteWise ワークショップのご紹介 • まとめ
  4. 4. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark 機械学習を用いた外観検査の自動化 工場データの可視化・分析 https://aws.amazon.com/jp/local/manufacturing/ AWSの製造業に対する取り組み 複数のセッション動画、デモコンテンツをご視聴 できますので、是非ご参照ください。 ARを用いた生産ラインの可視化と異常検知
  5. 5. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Product & Product Design Smart Factory Smart Products & Services • インフラを意識せず、デザイン作 業そのものに集中 • 多数の並列タスクを実⾏すること で、市場に出るまでの時間を短縮 • オンデマンド利⽤によるコスト削 減 • クリティカルデータとIPを保護す るセキュリティ • Overall Equipment Effectiveness (OEE)の改善 • 制御はエッジ、蓄積・分析・ロ ジック⽣成はクラウドのハイブ リッドとすることで、進化し続け る⼯場を実現 • 新しい収益モデルの獲得 • コネクテッドプロダクトによる顧 客体験と品質の改善 • スケーラビリティ(Up/Down, Global) • コストの低減とセキュリティの向 上 製造業におけるクラウド活⽤カスタマーユースケース
  6. 6. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark Private subnet AWS Industrial Reference Architecture AWS IoT Greengras s AWS IoT SiteWise Edge Industrial Environment OT App AWS Snowball Edge Historian OPC-UA AWS Cloud Amazon Kinesis Firehose AWS IoT Core Amazon SageMaker Neo Amazon QuickSight Amazon Athena AWS IoT SiteWise AWS Glue (ETL job) Amazon API Gateway AWS AppSync PLC/D CS S3 Bucket Amazon Cognito Amazon CloudFro nt Web App Amazo n Route 53 Data Lake AWS Glue (Crawler/Catalog ) Amazon S3 (data) Amazon Redshift Amazo n Neptun e Cameras Connected Worker MQTT Amazon Lookout for Equipment Asse t Amazon Monitron Amazon Timestrea m AWS Panorama Amazon Lookout for Vison Protocol Convertor Model EC2 instance AWS IoT Greengras s AWS Storage Gateway Lambda function AWS IoT Events Amazon Forecast Smart Machi ne AWS IoT Core Amazon RDS Amazon EC2 VPC – Enterprise Apps / HPC Amazon EBS EL B Notificati on Amazon SNS Notificatio ns AWS Glue Amazon DynamoDB AWS Lambda Amazon Kinesis Data Firehose Notificati on AWS Fargate Amazon Kinesis Data Streams Amazon S3 Amazon SageMaker Operat or Busine ss Users Data Scientist / Engineer Version 1.0 Amazon S3 Amazon AppStream 2.0
  7. 7. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark Private subnet AWS Industrial Reference Architecture AWS IoT Greengras s AWS IoT SiteWise Edge Industrial Environment OT App AWS Snowball Edge Historian OPC-UA AWS Cloud Amazon Kinesis Firehose AWS IoT Core Amazon SageMaker Neo Amazon QuickSight Amazon Athena AWS IoT SiteWise AWS Glue (ETL job) Amazon API Gateway AWS AppSync PLC/D CS S3 Bucket Amazon Cognito Amazon CloudFro nt Web App Amazo n Route 53 Data Lake AWS Glue (Crawler/Catalog ) Amazon S3 (data) Amazon Redshift Amazo n Neptun e Cameras Connected Worker MQTT Amazon Lookout for Equipment Asse t Amazon Monitron Amazon Timestrea m AWS Panorama Amazon Lookout for Vison Protocol Convertor Model EC2 instance AWS IoT Greengras s AWS Storage Gateway Lambda function AWS IoT Events Amazon Forecast Smart Machi ne AWS IoT Core Amazon RDS Amazon EC2 VPC – Enterprise Apps / HPC Amazon EBS EL B Notificati on Amazon SNS Notificatio ns AWS Glue Amazon DynamoDB AWS Lambda Amazon Kinesis Data Firehose Notificati on AWS Fargate Amazon Kinesis Data Streams Amazon S3 Amazon SageMaker Operat or Busine ss Users Data Scientist / Engineer Version 1.0 Amazon S3 Amazon AppStream 2.0
  8. 8. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark AWS IoT architecture IoTデータを理解し、適切なアクションを実⾏するにはどうすればよいのか? Analytics Services ⼤規模にデバイスを制御、管理、保護するにはどうすればよいのか? Connectivity & Control Services エッジで動作するデバイスを構築するにはどうすればよいのか? Device Software
  9. 9. AWS IoT Things Graph AWS IoT Analytics AWS IoT Events AWS IoT Device Management AWS IoT Device Defender AWS IoT Core Intelligence and outcomes Connectivity & Control Services AWS IoT Device Tester AWS IoT Greengrass FreeRTOS AWS IoT Device SDK Device Software IoT の好循環なサイクル Analytics Services © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark AWS IoT SiteWise
  10. 10. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark AWS IoT SiteWise はローカルゲートウェイを使って工場からデータを収集し、 そのデータを構造化してラベルを付けると共に、リアルタイムの KPI と メトリクスを生成し、データに基づいた意思決定をサポートします。 AWS IoT SiteWise アセットモデルで設備やプロセ スのデータを構造化し、メトリ クスを計算 リアルタイムの時系列データ をダッシュボードで可視化 アラームを設定して運用チー ムに通報 設備データを数分でAWSに 取り込む ASSET MODEL Property: Attribute tool_id : Property: Time-series pressforce-ch1 : Property: Formula Avg Pressforce : f (pressforce- ch1) アセットモデルを使ってプロ セスデータをローカルで処理 オンプレミスのダッシュボー ドでリアルタイム可視化
  11. 11. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark AWS IoT SiteWise の対応リージョン ※ 2021年9月15日現在 • 米国東部 (バージニア北部) (us-east-1) • 米国西部 (オレゴン) (us-west-2) • アジアパシフィック (シンガポール) (ap-southeast-1) • アジアパシフィック (シドニー) (ap-southeast-2) • 欧州 (フランクフルト) (eu-central-1) • 欧州 (アイルランド) (eu-west-1) • 中国 (北京) (Sinnet)
  12. 12. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark AWS IoT SiteWise
  13. 13. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark AWS IoT SiteWise Edge データ収集パック データ処理パック
  14. 14. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark SiteWise Edge のシステム要件 データ収集パック データ処理パック OS Linux Linux アーキテクチャ x86_64 armv8 (aarch64) armv7l x86_64 (4 core 以上) RAM 1GB 以上 16GB 以上 ストレージ 10GB 以上 256GB 以上 ランタイム環境 Java 8 以降 • Amazon Corretto 11 • OpenJDK 11 Java 8 以降 • Amazon Corretto 11 • OpenJDK 11
  15. 15. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark データの収集 • データ収集パックで収集したデータを AWS IoT SiteWise に取り込み • AWS IoT Core や AWS SDK (SiteWise API) による取り込みもサポート Historian or OPC- UA server Device MQTT Gateway AWS IoT SiteWise AWS IoT Core AWS SDK Device data path OPC-UA path
  16. 16. エッジゲートウェイにインストールし、 フィールドネットワークに接続して 設備データを収集 OPC-UA, Modbus TCP, EtherNet/IP の フィールドネットワークをサポート エッジゲートウェイは AWS から リモートで一元管理 データ収集パック © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark フィールドネットワークに接続し、 設備データの収集を行うソフトウェア
  17. 17. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark OPC-UA
  18. 18. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark Modbus TCP
  19. 19. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark EtherNet/IP
  20. 20. 設備データのモデル化 アセットモデルとアセットを作成して 設備をモデル化 アセットの階層と関連付けを定義して、 生産施設をモデル化 アセットモデルのプロパティと式ベー スのメトリクスを定義 設備データと計算されたメトリクスを リアルタイムに保存 ASSET MODEL Property: Attribute tool_id : Property: mMasurement pressforce-ch1 : Property: Formula Avg Pressforce : f (pressforce-ch1) STAMPING PRESS ASSET Property: Attribute tool_id : S551438 Property: Measurement pressforce-ch1 : "[55253, 32, 56, 27 …]" Property: Formula Avg Pressforce : f (pressforce-ch1) STAMPING PRESS 設備の仮想的なモデルを作成 © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark
  21. 21. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark アセットモデル • 設備から収集できるデータを構造化したアセットモデルを作成 • データはアセットモデル内のアセットプロパティとして定義
  22. 22. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark アセットプロパティ アセットモデル内に定義できるアセットプロパティの種類 • 属性 (Attribute) 予め定義した固定の値 (例: 設備の管理番号) • 測定 (Measurement) 設備から収集した生データ (例: 温度センサーの生データ) • 変換 (Transform) 測定値をもとに計算した値 (例: 温度℃) • メトリクス (Metric) 一定時間内の測定値や変換を集計した値 (例: 5分間の平均温度℃)
  23. 23. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark モデルの階層定義 • 工場 – ライン – 設備といった階層を表現できる • 工場全体を俯瞰したり、設備にドリルダウンしてモニタリングできる
  24. 24. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark アラーム • 設備の故障など、対処すべき事態を通知 • 2種類のアラームを定義可能 • AWS IoT Events Alarm • アセットプロパティが一定のしきい値を超えたことを通知 • メールやテキストメッセージ、プッシュ通知など、 AWS IoT Events が対応している手段を利用可能 • 外部アラーム • SiteWise API を使い、任意のタイミングで通知
  25. 25. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark 時系列データの保存 • スケーラブルでパフォーマンスが高い、 マネージド時系列データストア • キャパシティプランニングや プロビジョニングは不要 • 設備のデータや計算されたメトリクスに 低遅延でアクセス
  26. 26. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark データの取得 • Pub-Subインターフェースによって アセットプロパティの更新をMQTT トピックを返して通知可能 • プロパティとメトリクスの履歴デー タにアクセスするためのGET APIも 提供 MQTT AWS IoT Core Custom Apps Query API
  27. 27. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark データのエクスポート • 時系列 DB の内容を定期的に Amazon S3 にエクスポート • Amazon Athena などで長期データからのビッグデータ分析が可能に
  28. 28. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark 設備データの可視化・共有
  29. 29. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark SiteWise Monitor AWS IoT に接続されたデバイスや設備からの運用データを視覚化して操作するための フルマネージドWebアプリケーションを作成できます 設備データを可視化するWebアプ リケーションを、コードを記述する ことなく数分で構築 設備データを組織内で簡単 に共有し、洞察を加速 設備データをモデル化して可視化し たり、 閾値に基づくアラームを設定 してアラートを送信 My Web App
  30. 30. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark SiteWise Monitor Demo
  31. 31. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark Grafana 向け AWS IoT SiteWise プラグイン • Grafana 7.3.0 以降で、データソースとして SiteWiseを指定できるプラグインを提供 • Amazon Managed Service for Grafana (AMG) のデータソースとしても指定可能 • Grafanaダッシュボードの様々な視覚化オプショ ンで設備データをニアリアルタイムで監視 • 複数のAWSソース(Amazon Timestream, CloudWatchなど)およびその他のデータソー スからのデータを単一のGrafanaダッシュボ ードで可視化 https://aws.amazon.com/jp/about-aws/whats-new/2020/12/introducing-aws-iot-sitewise-plugin-for-grafana/ https://docs.aws.amazon.com/ja_jp/iot-sitewise/latest/userguide/grafana-integration.html
  32. 32. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark SiteWise Monitor と Grafana の比較 SiteWise Monitor • SiteWise に取り込んだデータを簡単 な手順でクイックに可視化 • SiteWise とのネイティブな統合 Grafana • 既に Grafana を利用している場合、 プラグインの追加だけで SiteWise を データソースとして利用可能 • SiteWise 以外のデータソースからの データも利用した可視化が可能
  33. 33. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark オンプレミスでの リアルタイム監視
  34. 34. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark メトリクスと変換の計算もエッジゲー トウェイ上で実行可能 エッジゲートウェイで設備データを一時 蓄積し、オンプレミス環境にクエリ API を提供 OpsHub for AWS IoT SiteWise アプリで エッジゲートウェイをローカルで管理 オンプレミス環境で SiteWise Monitor を 実行し、レイテンシを削減 データ処理パック 設備データの処理・蓄積・可視化を行う オンプレミスで動作するソフトウェア
  35. 35. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark エッジでのデータ処理 • アセットプロパティをローカルストレー ジに一時保管し、時系列データに対する クエリ API を提供 • 変換の実行、およびメトリクスの計算を ローカルで実行 • フィルタリングまたは集計された結果の みをクラウドに転送し、コストを最適化 • アセットモデルは自動的にクラウドから エッジゲートウェイに同期 Ingest Local Apps Get API ASSET MODEL Property: Attribute robot_id : Property: xPosition pIck-rate-ch1 : Property: Formula Picking Workcell Put API Cloud Destinations Process Streams Local Storage
  36. 36. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark エッジでのデータ可視化 • 工場フロアオペレーターのためのモニタ ダッシュボードを作成 • ダッシュボードはローカルネットワーク 上のブラウザで閲覧 • データへのアクセスは SigV4 認証で保護 • ダッシュボードの表示にインターネット 接続は不要
  37. 37. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark OpsHub for AWS IoT SiteWise • ゲートウェイ管理アプリケーション • エッジリソースへのアクセス (ダッシュボード/設備データなど) • ゲートウェイデバイスのメトリクス (接続状態/メモリ/CPUなど) の表示 • 取り込んだ最新データの表示 • ゲートウェイ証明書のダウンロードと SigV4 認証情報のコピー • 問題解決のためのログのダウンロード • ソフトウェアの再起動
  38. 38. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark AWS IoT SiteWise の価格設定 (us-east-1/us-west-2 region) 100万回の計算 あたり$0.50 ユニークアクティブ ユーザー1人につき $10 (1ヶ月あたり) 100万メッセージ あたり$1 1日あたり$0.01/GB Data processing SiteWise Monitor Messaging Data storage S3 export 1000オブジェクトあ たり$0.005
  39. 39. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon Confidential and Trademark SiteWise Edge の価格設定 (us-east-1/us-west-2 region) データ処理パック アクティブゲートウ ェイ1つにつき$200 (1ヶ月あたり) データ収集パック 無料 ※ AWS IoT Greengrass の料金 ($0.16/月) は別途かかります
  40. 40. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. AWS IoT SiteWise ワークショップのご紹介 AWS 上に仮想 OPC-UA サーバーを立ち上げ、AWS IoT SiteWise による データ収集と可視化、総合設備効率 (OEE) の計算などを体験できます https://iot-sitewise.workshop.aws/ja/
  41. 41. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. まとめ • AWS IoT SiteWise を使うことで、フィールドネットワークの設備 データを簡単に AWS に送信し、分析・可視化が可能 • SiteWise Edge データ処理パックを使えば、インターネット接続が制 限されたオンプレミス環境で低レイテンシのモニタリングを実現可能 • SiteWise Monitor または Grafana による可視化・分析をサポート
  • kazumawatanuki7

    Sep. 29, 2021

毎月1度、AWS Startup Loft Tokyoで開催しているIoT@LoftのDeep Dive シリーズです。以下の内容をご紹介します。 • AWS の製造業に対する取り組み • AWS IoT SiteWise とSiteWise Edge のご紹介   • データの収集・モデル化   • データの保存・取得   • データの可視化・共有   • オンプレミスでのリアルタイム監視 • AWS IoT SiteWise ワークショップのご紹介

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