産業変革、クラウド、エッジ

エッジコンピューティングとクラウドコンピューティングのパラダイムは、現在および将来のビジネスニーズを解決するための補完的な技術です。
 

インダストリ4.0, DX, およびIXへの対応

インダストリ4.0は、デジタルトランスフォーメーション(DX)の役割を前面に押し出しています。第4次産業革命の概念と同じように使われるインダストリー4.0は、より高い自動化レベル、IIoTによる物理世界とデジタル世界の統合、スマート生産、クローズドループ制御システム、製品のパーソナライズを特徴とします。つまり、インダストリ4.0は、産業と関連する生産プロセスにおける製造のDXです。

組織は、業務を進化させ、お客様をサポートし、変化するビジネス環境に適応するためにDXイニシアチブを採用しているため、その成功は産業データの活用に大きく依存していることに気づいています。

産業変革(IX: Industrial Transformation)とは、デジタルソリューションを活用してディスクリート、プロセス、バッチ製造、インフラ運用を改善するための積極的なアプローチであり、DXプログラムの重要かつ最大のサブセットとなることが多いものです。

産業組織は通常、分散した形で運営されており、時には世界中に工場があることもあります。中規模メーカであれば、数種類の製造モデル、数百種類の機器、さまざまなサプライヤ、そして従業員全体の文化や国籍が大きく異なることがよくあります。したがって、IXは、複雑なネットワークにソリューションを展開し、特定の工場内の違いに対応するために、必要に応じてソリューションを変更することにもつながります。

IXとIT/OTの融合という広範な目標を達成するために、組織は、クラウドコンピューティング(現時点ではかなり成熟している)とエッジコンピューティング(まだ成熟しているが、多くの可能性を秘めている)という一般的な技術パラダイムの使用方法を大幅に変更する必要があります。これらの目標を達成するために、CIO、GM、IT/OT管理者が考慮しなければならない点を掘り下げてみましょう。

クラウドコンピューティングのパラダイム

クラウドコンピューティングのパラダイムは、オンプレミスの展開モデルから進化してきました。クラウドコンピューティングでは、工場、設備、機械、車両、コントローラなどから大量の産業用データをインターネット接続を介してIT/OTアプリケーションに転送できますが、その裏側にあるインフラの詳細はエンドユーザからは見えません。

このようなアプローチにより、クラウドコンピューティングは、拡張性、コスト効率、シンプルさなど、多くのメリットを提供します。クラウドサービスは必要に応じて拡張することができ、難しい投資をすることなく、柔軟な運用が可能です。ソフトウェアとバックエンドのインフラを管理する責任はクラウドサービスのプロバイダにあるため、人材とインフラへの投資を節約することができます。また、ハードウェアの複雑性を排除し、必要に応じてコンピューティングリソースを追加で要求することも容易です。

同時に、クラウドサービスの問題点として、常にインターネットに接続している必要があり、ネットワーク接続がない、または断続的に接続される業界のユースケースには不向きであることが挙げられます。また、クラウドコンピューティングは、計算と保存が行なわれるサーバに大量のデータを送信する必要があるため、バンド幅を消費します。このため、産業界のように膨大な情報が発生する環境では、通信コストが高くなる可能性があります。また、往復のネットワーク遅延により、アプリケーションの応答時間が数秒から数分かかることもある。これは、リアルタイムに近いレスポンスタイムや意思決定が必要なユースケースで問題となる可能性があります。そのため、クラウドコンピューティングは、すべてのIXユースケースに対する唯一の答えとはなりえません。

エッジコンピューティング

エッジコンピューティングのパラダイムが登場しました。このパラダイムは、ネットワークの「コア」から何マイルも離れた超大規模クラウド･データ･センターではなく、ユーザやデバイスの近くにあるネットワークの「エッジ」にコンピューティングリソースを配置しようというものです。エッジアプローチは、レイテンシー(潜伏時間)の短縮を重視し、データの送信元近くでより多くの処理を行なうことで、多くの往復データ移動を排除します。

このように、エッジコンピューティングのモデルは、時間的制約のあるデータ集約的なアプリケーションを含むユースケースに有効です。これらのアプリケーションは、データ生成元に近いところでリソースを計算することで、ほぼリアルタイムのパフォーマンスを実現できます。さらに、これらのアプリケーションは、より多くのデータをローカルで処理し、クラウドに送信するデータの量と頻度を選択的に変更することで、ネットワークバックホールの過負荷を防ぐのに役立ちます。データをローカルに保つことで、より優れたセキュリティ、プライバシー、データ主権も実現できます。

有名なアナリスト企業であるIDCは、エッジソリューションが経営幹部のエグゼクティブの注目を集め、強い見通しをもっていると見ています。IDCの調査によると、ITおよびビジネス部門の上級意思決定者の73%が、エッジを戦略的投資と見なしています。これらの組織は、生産性の向上とセキュリティの改善を実現し、より迅速で十分な情報に基づいた意思決定につながる方法として、エッジに注目しているのです。IDCはまた、2023年までに、新しいエンタープライズITインフラの50%以上が、企業のインフラではなくエッジに展開されると予測しています。また2024年までに、エッジにおけるアプリケーションの数が800%増加すると予測されています。

エッジコンピューティングのパラダイムが進化し、関心を集めるにつれ、ディスクリートおよび連続プロセスアプリケーションのデジタルエコシステムに影響を与え、製造業が生産中心の成果を重視するように力を与えています。企業は、資産、機械、生産ラインでエッジコンピューティングを活用し、HMI/SCADA、機械分析、アセットパフォーマンスなどのアプリケーションを通じて、工場の信頼性と設備全体の効率性を向上させています。
 

クラウドとエッジコンピューティングの比較

では、これからどうすればいいのでしょうか? あなたのIX構想には、どのコンピューティングパラダイムが最適でしょうか?

最も可能性の高い産業界のシナリオは、OTアプリケーションがエッジに存在するだけでなく、他のクラウドまたはオンプレミスのワークロードと通信し、相互作用する必要があるということです。このことは、Automation Worldが以前に行なった調査でも裏付けられており、製造業者は一般的にコンピューティングパラダイムを選ばないという中道を歩んでいることが分かっています。そのかわりに、特定のビジネスユースケースに応じてさまざまなクラウドテクノロジやエッジテクノロジを導入し、最終的にはこれらのパラダイムを補完的に活用しているのです。実務家の経験によれば、重要なのは、両方のパラダイムを包含するように設計されたアーキテクチャと戦略を構築することです。

システムアーキテクトは、システム全体にとって最も有利になるように両方のパラダイムに適応することで、組織の価値を高めることができます。クラウドに移行したデータを、いつの日かオンプレミスでも活用できるように、アーキテクチャに柔軟性を持たせるのです。アーキテクチャ全体は、エッジアーキテクチャとクラウドアーキテクチャを包含し、将来のビジネスニーズに対応できるようにする必要があるのです。
 

まとめ

エッジからクラウドへの展開が一般的になりつつある中、産業界ではデータやアプリケーションをどこに展開するかを考えるのではなく、根本的なビジネスニーズに注目する必要があります。

IXのリーダは、コスト、セキュリティ、レイテンシー、信頼性の高いインターネット接続に関する要件を考慮し、エッジかクラウドかを選択する必要があります。

つまり、エッジコンピューティングとクラウドコンピューティングは、競合する技術ではありません。ただ、異なるニーズを解決するものです。クラウドコンピューティングは、オンデマンドでスケーラブルなアプリケーションに適しており、増設や縮小が必要な場合に適しています。エッジコンピューティングは、大量のデータを生成するリアルタイム応答アプリケーションに適しています。つまり、クラウドコンピューティングとエッジコンピューティングのどちらにもユースケースがあり、問題になっているアプリケーションに応じて選択する必要があるのです。