IoTでビジネスプラットフォームを作る際に考慮すべきポイント

2017年04月11日
2021年05月10日
#IoT
#プロジェクト

IoTプロジェクトを進める際に、プロジェクトチームが越えなければならないハードルはいくつもあります。
企画段階でクリアしておくべき問題を、一つずつひも解いていきましょう。

【目次】

課金モジュールの選択
設置環境における、電源問題の解決
必要電源に応じた、センサー類の選択
利用環境に応じたハードウェアの選定
通信方法の選択
セキュリティへの考慮
遠隔での監視、障害の切り分け

課金モジュールの選択

IoTサービスにおいて課金を行う際、どのような課金方法を選択するか考慮し、オンライン、オフライン両方ともに対応した、課金モジュールを選択する必要があります。

決済方法、決済タイミング、決済回数の組み合わせによって、様々なビジネスモデルが考えられます。

課金体系：何に対して課金するのか
従量課金(モノの利用量に応じて課金）
定額課金(モノの利用期間に応じて課金)
都度課金(モノの利用回数に応じて課金）

課金方法：いつ、どこで、どのように課金するのか

タイミング　(予約時/即時/事後)
場所　 (オンライン/オフライン）
種別　(現金/クレカ/電子マネー/ポイント）

ユーザーがどのように決済しているのか、いくつか例を挙げてみます。
・利用者Aさんの場合：ネットで検索したシェアリングスペースをイベントに1日利用することにし、予約を入れた時点でオンラインでのクレジット決済を行った。
・利用者Bさんの場合：サービスを年間で契約、月極の定額料金を銀行口座からの引き落としで決済している。
・利用者Cさんの場合：レンタルサービスをひと月数回利用、都度電子マネー決済を行っている。

上記のように、課金の方法は組み合わせ次第でユーザーの利便性が変化するため、ユーザーの用途に合わせた決済手法が選べるとベストです。

設置環境における、電源問題の解決

IoTのセンシングデバイスは、センサーの稼働時、データの取得時、データの送受信時に電力を使います。電源問題は避けては通れない、一番最初のハードルといえます。
センシングデバイスの電源は、以下のように確保する必要があります。

電源の種類を選ぶ

電源の種類はいくつかあり、適切な電源を選定する必要があります。

商用電源（AC、DC電源）：コンセントに繋ぐことができれば、一番安定的に供給される電源です。但し、敷設の課題を伴うケースが多いようです。
電池：電池には一次電池（使い切り型）、二次電池（充電型）があります。
配線が不要で簡単に電源を確保することが出来る一方で、交換などのメンテナンスが必要となります。
発電：製造された電力の利用以外にも、発電→備蓄→利用というサイクルを作り出すという選択肢もあります。
最近では、太陽光、風力、水力を利用した発電技術や、光・熱（温度差）、振動、電波などエナジーハーベスティング技術の登場により環境に応じた電源の選択が可能な環境が整いつつあります。

消費電力を抑える

電源の選定に加え、デバイスの消費電力を抑える工夫も重要です。

省電力デバイスの採用：省電力のCPUやBluetooth Low Energy(BLE)を実装したプロダクトを利用し、消費電力を抑えることも可能です。
ソフトウェア（デバイスの制御）：ソフトウェアの設定により、デバイスを間欠動作させます。動作する時だけ通電させることで、消費電力を抑えることも可能です。
通信（プロトコル）：IBM、Eurotecが共同で開発したMQTT（Message Queue Telemetry Transport）など、軽量、省電力化を実現したプロトコルの採用により、通信時の消費電力を抑える方法があります。

必要電源に応じた、センサー類の選択

モノのサービス化に欠かせないのがセンサーです。
IoTプロジェクトでは利用用途、要件に応じたセンサー選択する必要があります。
センサーは省電力対応のものもあり、電源問題と合わせて、省スペース、対環境対応など、最適なセンサーを選択することがポイントです。

利用環境に応じたハードウェアの選定

設置環境によっては、期待したデータを収集出来ない、機器への負荷が高くなりメンテナンスの頻度が上がったりする可能性もあります。
温湿度、塵や埃、振動などを考慮し、設置環境に適当な機材を選定しなければなりません。
一般的に通信機器においては０～５０℃が平均的な動作温度範囲となります。この範囲を逸脱する環境に設置する場合は、冷却したり保温したりする対策を講じるか、或いは設置環境に適合した機器の選定が必要になります。
特に、自動車は非常に過酷な環境であることが多いため、様々な保全対策を講じる必要が出てきます。

あらゆる設置環境が想定されますが、機器メーカーのノウハウを活用し、適切な機材の選定が堅牢なシステムを構築するための条件となります。

通信方法の選択

センサーで得た情報をインターネット上のデータベースに保存するため、モノの状態をインターネットを通じて見るために通信をする必要があります。
センサーからゲートウェイ、通信網へ、そしてクラウドへ。IoTのデータの流れは、通信によって成り立ちます。
通信は大きくは有線と無線に分類され、それぞれメリットデメリットがあります。
Bluetooth、Wi-Fi、3G/4G、LTEなどの無線通信や、有線など通信費用や用途に応じた通信方法を選択することがポイントです。

無線

3G/4G、LTE、WiMAX、PHSなどがあり、比較的安価に広域通信環境を構築することが可能です。最近ではLPWA（Low Power、Wide Area）と呼ばれる新たな通信技術が注目を集めており、従来の広域無線通信の課題とされていた電源問題の解消も期待されています。

有線

一般電話回線、ADSL、CATV回線、光ファイバーなどの有線接続回線があります。有線回線を利用することで、比較的安定して高速大容量のデータ転送環境を構築することが可能ですが、敷設や毎月の利用に関する費用負担が高くなる傾向があります。

セキュリティへの考慮

通信の問題で挙げたように、IoTにおける各レイヤーにおいて危惧される情報漏えいに対する対策を検討する必要があります。インターネットに課金等のデータを送る以上、暗号化やウイルス対策、なりすましや悪意のあるアタックから守る必要があります。
センサー⇔ゲートウェイ、ゲートウェイ⇔インターネット間で無線通信を採用している場合は特にSSLなどの暗号化、パスワードの入力などの認証、インターネットを経由しない閉域通信網の採用など、レイヤー毎にセキュアな環境を構築する為の配慮が必要となります。

遠隔での監視、障害の切り分け

ソフトウェアやハードウェア、ネットワーク、クラウドのどのレイヤーでも、障害が起こる場合があります。サーバーダウンした、ハード機器が故障したなど、障害が起こることはあらかじめ想定しておかなくてはなりません。また、プログラムの更新作業をどのように行うかも企画段階で考慮に入れておくべき事項です。

障害対応

オンライン化されることにより、現地に行かなくても原因の調査ができるのはIoTのメリットです。
遠隔で障害の切り分けを行え、適切な対応が取れるため、障害対応のオペレーションが効率化できます。
モノをサービス化した際に遠隔地での展開も考えらます。
遠い離れたところからも監視を行い、異常があれば管理者に通知し、自立復旧させるなどの機能を備えたシステムを作ることも可能です。
また、今あるサービスに組み込むことで、毎回の保守メンテ費を削減させることもできます。

プログラム更新

IoT機器の制御プログラムのバージョンアップにおいて、管理者はどのように更新作業を行うでしょうか。
現地へ出向き、機器にPCを接続して人手を介してプログラムの更新作業を実行する方法もありますが、対象機器の設置先が活動拠点から離れた場所だった場合、交通費や人件費など高額なコストが発生する可能性が考えられます。
広域ネットワーク接続された機器であれば、ネットワークを経由してプログラムの更新が可能となり、複数拠点の機器を一括で更新する仕組みを作ることも可能です。

まとめ

これらの問題や課題は、企画段階で組み込んでおくべきです。しかし、実際に開発、試作、テストと進んでいくうちに、想定外の出来事も起こります。
その場合はまたこの6つの課題解決策に立ち戻り、新たなルートを探して課題を乗り越えていかなくてはなりません。
頭の片隅に、常においておくことで、想定外な出来事にも冷静に対応することができるのではないでしょうか。