SUSEとBosch： ハイブリッドクラウド制御・監視アーキテクチャによる産業用IoTの開拓

エッジと産業用IoTの紹介：

デジタルトランスフォーメーションが急速に進む現代において、エッジコンピューティングとIoTは、イノベーションを推進する極めて重要なテクノロジーとして注目されています。エッジコンピューティングはパラダイムシフトを意味し、データをソースに近いところで処理するため、待ち時間と帯域幅の使用を削減することができます。IoTはこの機能を拡張し、物理デバイスをコンピューティングシステムと連動させ、データの送受信を可能にします。

これらの技術は変革の可能性を秘めていますが、特に産業用IoT（IIoT）においては大きな課題があります。最も懸念されるのはセキュリティです。ネットワークに接続するデバイスの増加に伴い、データ漏洩やサイバー攻撃のリスクはエスカレートしています。機密性の高い産業用データを保護し、マシン間通信の完全性を確保することが最も重要です。

スケーラビリティは重要な課題です。産業用システムは、パフォーマンスを損なうことなく、データ量の増加やデバイス数の増加に対応できるスケーラビリティが求められます。スケーラビリティを効率的に管理することで、ダイナミックで急激な変化が多い産業オペレーションをサポートしなければなりません。

これらの課題に対処することは、産業用IoTのメリットを活用しようとする組織にとって不可欠です。高度なセキュリティリスクに対応する堅牢性も求められるため、選択するソリューションは、進化し続ける産業環境のニーズに合わせて拡張できる柔軟性が必要です。単にテクノロジーを導入するだけでなく、業界のニーズの変化に合わせて成長し適応できる、安全で弾力性のあるインフラを構築することが重要なのです。

こうした課題を理解し、認識することで、産業界はエッジとIoTテクノロジーを活用した革新的なソリューションへの道を拓き、よりスマートで安全、かつ拡張性の高いオペレーションを実現することができます。SUSEとBoschの共同リファレンスアーキテクチャが、最新の産業用IoTソリューションのための強固な基盤を提供するために、課題にどのように対処しているかについて詳しく説明します。

相互運用性とオープンスタンダード：

デバイスやプロトコルが多様化すると、システムが断片化し、管理や拡張が困難になります。オープンスタンダードは希望の光として登場し、異なるシステムやデバイスが互いに理解できる共通の言語とルールセットを提供することで、シームレスなベンダーコラボレーションへの道を開きます。オープンスタンダードを重視することで、新しいデバイスやテクノロジーが登場しても、大幅な変更・見直しなしに既存のインフラに統合できるため、真にスケーラブルで相互運用性の高い産業用IoTシステムをサポートできます。

共同リファレンスアーキテクチャの概要：

SUSEとBoschの共同リファレンスアーキテクチャは、産業用ロボットを制御および監視するために設計されたハイブリッドクラウド、マルチテクノロジースタックの概要を示しており、セキュリティ、自動化、および産業用IoT（IIoT）の先進技術の融合を具現化しています。SLE MicroとEclipse Kantoをオンプレミスとクラウドに展開し、Rancherで管理されたK3sクラスタとEclipse Dittoも利用します。このアーキテクチャは、リアルタイムの監視、制御、強化されたセキュリティを提供することで、産業用IoTの顧客に大きな利益をもたらし、製造セットアップにおける運用効率とよりスマートな意思決定を大規模に促進します。

コンポーネントと機能：

1. 産業用IoTロボット：
   • 概要：高度な産業用IoTロボット、このシナリオではGIGA AutomataのAnimotoロボットで、特殊な製造アプリケーション用に設計されています。

• • 機能：スタックのオンプレミスおよびクラウドベースのコンポーネントから受け取った指示に基づいて、物理的なタスクを実行する。

1. • メリット： 製造環境で効率的な自動タスク実行を実現。
2. SUSE Linux Enterprise Micro (SLE Micro):
   • 概要： エッジコンピューティング環境に適した、軽量で信頼性が高く、不変のオペレーティングシステム。

• • 機能：Eclipse Kantoと産業用IoTロボットへの接続に安定したセキュアな環境を提供するスタックのオンプレミス部分と、任意のクラウドプロバイダにあるスタックのクラウド部分の両方をホストし、コンテナアプリケーションとエッジコンピューティングに堅牢で効率的かつセキュアな環境を提供します。

1. • メリット：エッジ環境におけるセキュリティ、安定性、パフォーマンスを強化します。
2. クラウドプロバイダー上でRancherが管理するK3sクラスタ：
   • 概要： RancherはKubernetesクラスタのデプロイと管理を簡素化し、K3sはシンプルさと低リソース消費のために設計された主要な軽量Kubernetesディストリビューションです。
   • 機能：Rancherは、クラウドプロバイダー上のK3sクラスタを管理し、コンテナ化されたサービスとワークロードをオーケストレーションします。
   • メリット： コンテナ化されたアプリケーションとサービスの管理、スケーリング、オーケストレーションを合理化し、運用効率を高めます。
3. お好みのクラウドプロバイダーまたはオンプレミス上のバックエンドサービス：
   • Bosch IoT Remote Manager：
     • 概要：デバイスとゲートウェイを集中リモート管理するコンポーネント。
     • 機能：オンプレミスとクラウドベースのコンポーネント間の通信を管理・監視する仲介役として機能し、シームレスで安全なデータフローと制御コマンドを保証します。
     • メリット ：データ通信のセキュリティと管理を強化し、アーキテクチャ全体の効果的な監視と制御を促進します。
   • Eclipse Ditto:
     • 概要：Eclipse Dittoは、Eclipse Foundationのオープンソースプラットフォームで、デジタルツインの作成と管理を容易にします。
     • 機能：産業用IoTロボットのデジタルツインを確立し、リアルタイムの監視と制御を可能にします。
     • メリット ：ロボットの操作の監視、分析、制御を強化し、リアルタイムな操作の洞察と制御を実現します。
4. Eclipse Kanto:
   • 概要 ：クラウド接続、デジタルツイン、ローカル通信、コンテナ管理、ソフトウェアアップデートなど、IoTに必要なすべての機能を備えたデバイスを実現するEclipse Foundationのオープンソースプロジェクト。
   • 機能：オンプレミスでのインテリジェントアプリケーションの開発とデプロイを容易にし、産業用IoTロボットとの強固なインタラクションを可能にします。
   • メリット：スマートアプリケーションの開発を加速し、オンプレミスとクラウドコンポーネント間のシームレスな統合を促進することで、エッジデバイスの管理を改善します。

こちらのデモでは、上記のスタックを実際にご覧いただけます。

統合とフロー：

• このシナリオでは、SLE MicroとEclipse Kantoがオンプレミスに配置され、産業用IoTロボットと連携し、ローカル制御とインテリジェントなアプリケーション管理機能を提供します。
• 選択したクラウドプロバイダー上のRancher（SLE Micro上で稼働）によって管理されるK3sクラスタは、スタック全体の運用に不可欠なコンテナ化されたサービスとワークロードをオーケストレーションします。
• 任意のクラウドプロバイダー上に配置されたEclipse Dittoは、ロボットのデジタルツインを作成し、クラウドからのリアルタイムの監視と制御を可能にします。
• Bosch IoT Remote Managerは、オンプレミスとクラウドベースのコンポーネント間のセキュアでシームレスな通信を促進し、産業用IoTロボットの効率的でセキュアなリアルタイム制御と監視を実現します。

リアルタイムのモニタリングと制御：

セットアップにより、オペレーターはEclipse Ditto上のデジタルツインを通じて、産業用IoTロボットをリアルタイムで監視することができます。収集された運用データや洞察はリアルタイムで分析され、よりスマートな意思決定と製造セットアップにおける運用効率の向上が可能になります。

フィードバックループ：

フィードバックループが作成され、産業用IoTロボットからのデータが分析のためにクラウドに送り返され、制御コマンドがクラウドまたはオンプレミスのコンポーネントからロボットに送信され、タスクが実行されます。

セキュリティと自動化：

このアーキテクチャ全体を通して、安全で効率的、かつ自動化されたタスクの実行を保証するために、セキュリティと自動化が重視されており、製造セットアップ内の運用効率とよりスマートな意思決定を促進するという包括的な目的を達成しています。このアーキテクチャは、オンプレミスとクラウドベースのテクノロジーをシームレスに統合し、産業用IoTロボットのリアルタイム制御、モニタリング、インテリジェントなインタラクションのための堅牢なハイブリッドクラウドソリューションを構成することで、産業環境における自動化機能を大幅に強化することを概説しています。

まとめ：

SUSEとBoschの共同リファレンスアーキテクチャは、産業用IoTにおける管理とスケーラビリティの課題に対する包括的なソリューションを提供します。拡張性、安全性、相互運用性を本質的に備えたツールとプラットフォームを提供することで、このスタックは、産業用企業が小規模から始めて必要に応じて成長できるだけでなく、多様なテクノロジーをシームレスに統合し、幅広い運用環境でそれらを効率的に管理できるようにします。

スケーラビリティは、産業用IoTソリューションの領域における最も重要な課題の1つです。企業が成長し、テクノロジーが進化するにつれて、負荷の増加に対応するために簡単にスケールアップでき、新しいタイプのデバイスやサービスを統合するためにスケールアウトできるシステムの必要性が最も重要になります。SUSEのエッジコンピューティングの専門知識とBoschのIoTのノウハウが相乗効果を発揮することで、産業組織は、適応と拡張が可能で、イノベーションと運用効率を大規模に推進できる、将来性のあるインフラストラクチャを手に入れることができます。オンプレミスとクラウドベースのテクノロジーを統合することで、効率的でセキュアなリアルタイム運用の洞察と制御のフレームワークを構築し、産業環境の自動化機能を大幅に強化します。

SUSEとBoschの共同リファレンスアーキテクチャが産業用IoT機能にどのような革命をもたらすかについては、SUSEの営業チームおよびBoschの営業チームにお問い合わせください：

https://www.suse.com/contact/

https://www.bosch-softwaretechnologies.com/en/locations/

Authors:

Kristiyan Gostev, Project Lead on the Eclipse Kanto project and Lead Software Engineer at Bosch Digital

Kristiyan brings 8 years of experience in software development and delivering high impact projects.

Andrew Gracey, Lead Product Manager for Cloud Native Edge at SUSE

Passionate about making a positive impact on the world through technical and human process design. Andrew has 9+ years of experience in the tech industry serving in roles requiring fast-paced and creative design, a solid understanding of project’s fit in the market, and project management/expectation management skills.