IoTの統合：5つの主要課題とその解決策

IoT インテグレーションとは、モノのインターネットデバイスとシステムを接続して結束したネットワークを構築するプロセスであり、ビジネスに変革的な業務上の洞察と効率性をもたらすものです。dev-station.tech では、Dev Station Technology がこの複雑な状況をナビゲートするための専門的なガイダンスを提供し、接続されたデバイスのエコシステムを企業システム統合のための強力なビジネス資産に変えます。デジタルトランスフォーメーションの旅は、異種システムの接続と膨大なデータストリームの管理を伴います。

IoT統合の課題トップ5とは？

上位5つの課題とは、多様なデバイス間のデータ相互運用性の確保、膨大な量と速度のデータの管理、堅牢なエンドツーエンドのセキュリティの保証、将来の成長に備えた拡張可能なアーキテクチャの設計、複雑な実装に必要な専門知識の調達です。

モノのインターネット（IoT）は、何十億ものデバイスからのデータがよりスマートな意思決定を促進するリアルタイムのインテリジェンスを提供する、かつてない接続性の未来を約束します。しかし、コンセプトから、価値を生み出すIoTエコシステムを完全に実現するまでの道のりは、大きな技術的ハードルで舗装されています。デバイス、プラットフォーム、ビジネス・アプリケーションをシームレスに連携させるプロセスが、IoT統合の核心です。McKinseyのレポートによると、B2Bアプリケーションは、IoTが可能にする潜在的価値の70%近くを生み出すと予測されています。この複雑なプロセスの課題をうまく乗り切ることが、市場のリーダーと後塵を拝する企業を分けるのです。Dev Station Technology は、企業がこれらの障害を克服し、コネクテッドデバイス戦略の可能性を最大限に活用できるよう支援します。

1.シームレスなデータとプラットフォームの相互運用性を実現するには？

相互運用性を実現するには、MQTT や CoAP のような標準化された通信プロトコルの採用、プロトコル変換のための IoT ゲートウェイの使用、堅牢な統合プラットフォームによる JSON のような統一データ形式の実装など、多層的な戦略が必要です。

IoTの状況は非常に断片化されています。さまざまなメーカーのデバイスが、さまざまな通信プロトコル（Wi-Fi、Bluetooth、LoRaWAN、Zigbeeなど）やデータ形式を使用しています。この異機種混在性が、統一されたシステムを構築する上での主な障壁となっています。例えば、Modbusを使用するPLCのような工場現場の運用技術（OT）は、HTTPやREST APIを話すクラウド上のITシステムと通信しなければなりません。これは、接続されたデバイスの世界に適用されるエンタープライズ・アプリケーション統合の典型的な課題です。

解決策

• プロトコルの標準化：可能であれば、メッセージングにはMQTTのようなモダンで軽量なプロトコルを標準化します。MQTTのパブリッシュ・サブスクライブ・モデルは、IoTにとって非常に効率的で、主要なクラウド・プロバイダーによってサポートされています。
• IoTゲートウェイの活用：IoTゲートウェイはブリッジの役割を果たし、さまざまなデバイスのプロトコルからクラウドに取り込むための標準プロトコルにデータを変換します。ゲートウェイは、何百ものローカルBluetoothセンサーからデータを収集し、単一のMQTTストリームとしてクラウドに送信することができます。
• 正規データモデルの実装：エコシステム全体の標準データ形式（JSONなど）を定義します。ソースに関係なく、すべてのデータをこのフォーマットに変換する必要があります。これにより、処理が簡素化され、システムの管理が容易になります。このステップでは、適切なIoTアーキテクチャ計画が不可欠です。

2.膨大なデータ量と速度を管理するには？

IoTデータを管理するには、取り込み、処理、保存のためのデータパイプラインが適切に設計された、スケーラブルなクラウドインフラストラクチャが必要です。これには、Kafkaのようなメッセージブローカー、ストリーム処理エンジン、NoSQLや時系列データベースのようなスケーラブルなデータベースを使用する必要があります。

1台の産業用機械が1日に生成するデータはギガバイトにもなります。コネクテッド・ビークルのフリートは、テラバイトを生成することができます。この膨大な量とリアルタイムのセンサー読み取り値の高速性が相まって、従来のデータ処理システムを圧倒する可能性があります。IDCは、2025年までにIoTデバイスが79.4ゼタバイト（ZB）のデータを生成すると予測しています。強固な戦略がなければ、このデータは資産というよりも負債となります。

解決策は、最新のスケーラブルなデータパイプラインを構築することにあります。

さらに、エッジコンピューティングを採用して、デバイス上またはデバイスの近くでローカルにデータを処理することもできます。これにより、クラウドに送信されるデータ量が削減され、効果的なデータ管理サービスの重要な要素である待ち時間と帯域幅のコストが削減されます。

3.エコシステム全体で強固なセキュリティを確保するには？

固有の証明書によるデバイスID管理、転送中および静止中の全データの暗号化、APIの保護、脅威の継続的な監視など、徹底したセキュリティ戦略が極めて重要です。

各IoTデバイスは、サイバー攻撃の潜在的な入口です。カスペルスキーの2021年のレポートでは、今年に入ってからのわずか半年間で、IoTデバイスに対する攻撃が15億件を超えたことが明らかになっています。セキュリティは後付けではなく、システムの各レイヤーに統合する必要があります。

主なセキュリティ対策

• デバイスの識別と認証：通常、X.509証明書によって管理されます。これにより、許可されたデバイスのみがネットワークに接続できるようになります。
• データの暗号化：デバイス、ゲートウェイ、クラウド間の通信はすべて、TLS 1.2や1.3のような強力なプロトコルを使用して暗号化する必要があります。クラウドに保存されるデータは、静止状態でも暗号化されている必要があります。
• 安全なAPI統合：IoTデータを他のビジネス・アプリケーションに公開するAPIは、OAuth 2.0のような標準を使用して安全に保護され、すべてのリクエストに対して適切な認証と承認が必要です。
• 定期的なアップデート：OTA（Over-the-Air）ファームウェアおよびソフトウェア・アップデートのためのセキュアなプロセスを実装し、脆弱性が発見された場合にパッチを適用します。これには、効率的なIoT デバイス管理が不可欠です。

4.拡張性を考慮した設計とは？

スケーラビリティを考慮した設計には、マイクロサービス・アーキテクチャやサーバーレス・コンピューティングなど、クラウドネイティブの原則を活用することが含まれます。このアプローチにより、システムの個々のコンポーネントが需要に応じて独立して拡張できるようになります。

IoTプロジェクトは数百台のデバイスから始まるかもしれませんが、数十万台、数百万台にまで成長する可能性があります。小規模な試験運用ではうまく機能するモノリシックなアーキテクチャも、本格的な展開では負荷に耐えられなくなります。初日からスケーラビリティをシステムに組み込む必要があります。

ベストプラクティスは、マイクロサービスに基づくクラウド統合戦略を採用することです。1つの大規模なバックエンドアプリケーションの代わりに、一連の小規模で独立したサービスを構築します。例えば、あるマイクロサービスはデータの取り込みを処理し、別のマイクロサービスはデータ処理を処理し、3番目のマイクロサービスはユーザー認証を管理します。これにより、負荷の高い部分のみをスケールさせることができ、はるかに効率的で費用対効果が高くなります。AWS、Azure、GCPのようなクラウドプラットフォームは、このアーキテクチャスタイルをサポートするように特別に設計されたKubernetesやサーバーレスファンクション（Lambdaなど）のようなサービスを提供しています。

5.適切な統合の専門家を見つけるには？

適切な専門知識を見つけるには、多くの場合、ハードウェア、組み込みソフトウェア、クラウドアーキテクチャ、データサイエンスを組み合わせた希少な複合領域のスキルセットを持つ、専門のIoT統合サービスまたはシステムインテグレーターと提携することを意味します。

IoT統合は標準的なITプロジェクトではありません。社内で保有する組織はほとんどない、独自のスキルの融合が必要です。低消費電力デバイスのファームウェアを理解するエンジニア、セルラーやLPWAN接続を理解するネットワーク・アーキテクト、スケーラブルなデータ・プラットフォームを構築できるクラウド開発者、収集したデータから洞察を導き出せるデータ・サイエンティストが必要です。

このような専門知識を持たずに複雑なIoTデバイスの統合を試みることは、プロジェクト失敗の一般的な原因です。経験豊富なシステムインテグレーターと提携することで、いくつかの利点が得られます：

• 市場投入までの時間の短縮：経験豊富なシステムインテグレーターには、プロジェクトを迅速に実行するための経験と事前構築済みのコンポーネントがあります。
• リスクの軽減：システムインテグレーターは、これらの課題を解決した経験があるため、よくある落とし穴を避けることができます。
• 専門スキルへのアクセス：専門家を直接雇用する高いコストや困難さを伴わずに、専門家チームへのアクセスを得ることができます。
• 将来への備え：専門家は業界の最新動向を把握しており、すぐに陳腐化することのないソリューションの構築を支援します。

なぜ専門家との提携が成功の鍵なのでしょうか？

Dev Station Technology のような専門家と提携することは、IoT インテグレーションの複雑さを乗り越え、リスクを軽減し、投資に対するプラスのリターンを確保する最も効果的な方法です。

IoT インテグレーションは、複雑で多分野にまたがる分野です。相互運用性、データ管理、セキュリティ、スケーラビリティの課題には、ハードウェアエンジニアリングからクラウドネイティブなソフトウェア開発まで、幅広い深い知識が必要です。専門性の高いパートナーと提携することで、単にタスクをアウトソーシングするだけでなく、安全で拡張性が高く、ビジネス目標に完全に合致したソリューションの構築を支援する戦略的なガイドを得ることができます。

Dev Station Technology は、このような課題の克服を専門としています。当社の専門家チームは、デバイスからクラウドまで、コネクテッドデバイスのエコシステムのフルスタックを理解しています。堅牢な戦略を設計し、必要なデータインフラを構築し、IoT インテリジェンスをコアビジネスシステムとシームレスに接続するお手伝いをいたします。

IoTインテグレーションの課題をビジネスチャンスに変えるお手伝いについて詳しくは、dev-station.techをご覧いただくか、当社チーム（sale@dev-station.tech）まで直接お問い合わせください。コネクテッド・ビジネスの未来を築くお手伝いをさせてください。