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

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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

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

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

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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

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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

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

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

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
AWS IoT SiteWise

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

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)

AWS IoT SiteWise

AWS IoT SiteWise Edge
データ収集パックデータ処理パック

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

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

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
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

OPC-UA

Modbus TCP

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
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

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

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℃)

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

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

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

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

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

設備データの可視化・共有

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

SiteWise Monitor Demo

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

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

オンプレミスでの
リアルタイム監視

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

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

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

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

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

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

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/

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

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