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市場調査レポート

通信構造を理解する:産業用インターネットの背後にあるプロトコルに基づく分類

Understanding the Structure of Communication: Sorting Through the Protocols Behind the Industrial Internet

発行 Lux Research 商品コード 322722
出版日 ページ情報 英文 29 Pages
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通信構造を理解する:産業用インターネットの背後にあるプロトコルに基づく分類 Understanding the Structure of Communication: Sorting Through the Protocols Behind the Industrial Internet
出版日: 2014年12月23日 ページ情報: 英文 29 Pages
概要

IT企業が総額で10〜20兆米ドル相当のインターネット接続デバイスの売り込みに躍起となる一方、市場関係者は混乱に陥っています。コネクテッドデバイスの主な用途には製造プロセスとビル管理システムの2種類がありますが、その2つとも、莫大な一次エネルギー入力の管理に際して、ネットワークを完全活用して、収集したデータを監視・分析・作用することはできません。

当レポートでは、ミドルウェア層およびトランスポート層(無線経由)で用いられているM2M管理用プロトコルについて評価・分析し、ビル・工場管理用の検知・制御アプリケーションで使用されている通信モードを比較検討し、さらに産業用インターネットの実現化・効率的運用のために関係者(ハードウェアメーカー・エンドユーザーなど)が考慮すべき事項−−投入電力量、セキュリティ、業務範囲、ネットワークトポロジーなど−−について考察しております。

目次

  • エグゼクティブ・サマリー
  • 市場環境
    • スマートビル・スマート工場向け産業用インターネットは目下、既存のデバイスや専用通信手段、標準規格の不在などにより妨げられている
  • 分析
    • ミドルウェア・プロトコルの市場競争の勝敗はついたが、トランスポート層は利用面での様々な要望に左右される
  • 将来展望
  • 脚注

図表一覧

  • 図:ビル・工場内部の一次エネルギーの最終用途:より良い管理手法に適した状態(米国の最終用途データ)
  • 図:スマートビルの相互接続性:技術的能力の連続体
  • 図:OSIモデルはフレームワーク構造の解説そのもので、プロトコルがどうやって働くのかという機能面の説明ではない
  • 図:TCP/IPモデルはOSIモデルと類似した論理に基づくが、OSIモデルの一部のレイヤーを凝縮したものである
  • 表:BEMS(ビルエネルギー管理システム)企業の事例と、プロトコル利用法の比較
  • 図:産業用インターネット向けメッセージ機能の課題
  • 図:OSIおよびTCP/IOPモデルに概ね従っている技術・プロトコル
  • 図:システム拡張の可否はネットワーク構造に依存する
  • 表:様々なMOMプロトコルの比較−−どれも独自の利点がある
  • 図:メッセージ主体型のミドルウェアの評価は、セキュリティ・柔軟性・反応度・拡張性に依存する
  • 図:ミドルウェア用プロトコルを巡る環境:MQTTとDDSが、リアルタイム通信に最適なプロトコルとなり得る
  • 図:DDSのアーキテクチャは、分散型システムで最も良く動作する
  • 表:ミドルウェア・プロトコルの選択は使用事例に依存する
  • 表:インターネット統合性の評価は、インターフェースのセキュリティと潜在力に依存する
  • 表:ネットワーク接続性の評価では、電力消費量が重要視される
  • 図:リンク層/トランスポート層のプロトコル環境
  • 図:ヒートマップ−−「拡張性と高い技術力」および「電力消費量の大きさ」に関して、どのプロトコルがビル・製造業に最もふさわしいか
  • 図:ヒートマップ−−「大規模導入への適性」および「リアルタイム機能」に関して、どのプロトコルがビル・製造業に最もふさわしいか
目次

As IT companies are touting the $10 trillion to $20 trillion potential of Internet-connected devices, many market players are confused. Two key applications for connected devices are manufacturing processes and building systems, both of which have not fully leveraged networks to monitor, analyze, and act on collected data to manage their huge primary energy inputs. In this report, we evaluate the protocols used to manage machine-to-machine (M2M) communication, at the middleware level, and wirelessly at the transport level. We then map the disruptive potential of each of these communication modes across various sensing and control applications across building systems and manufacturing processes. While we predict open protocols will succeed, they will be a partial solution, as there is no one size fits all protocol. This analysis considers the mix of as hardware makers must closely scrutinize power inputs, security, range, and network topology end users and hardware developers must consider to enable a true industrial internet.

Table of Contents

EXECUTIVE SUMMARY

LANDSCAPE

The industrial Internet for smart buildings and smart factories is currently hampered by legacy devices, proprietary communication methods, and a lack of standardization.

ANALYSIS

Middleware protocol victors emerge, but transport layer depends on multiple application requirements.

OUTLOOK

ENDNOTES

TABLE OF FIGURES

  • Figure 1: Graphic Primary Energy End Use in Buildings and Factories Is Ripe for Better Management (U.S. end-use data)3
  • Figure 2: Graphic Smart Buildings Connectivity Is a Continuum of Capabilities
  • Figure 3: Graphic The OSI Model Is Simply a Framework and Not a Functional Description of How Protocols Work
  • Figure 4: Graphic The TCP/IP Model Follows Similar Logic to the OSI Model While Condensing Some of the OSI Model's Layers
  • Figure 5: Table Sample of BEMS Companies and a Comparison of Protocol Usage
  • Figure 6: Graphic Messaging Challenges for the Industrial Internet
  • Figure 7: Graphic Network Technologies and Protocols Roughly Align with the OSI and TCP/IP Models
  • Figure 8: Graphic Network Architecture Determines Whether or Not a System Can Be Scaled
  • Figure 9: Table Comparison of Several MOM Protocols Shows that Each Has Its Own Advantages
  • Figure 10: Graphic Message-Oriented Middleware Scores Depend on Security, Flexibility, Responsiveness, and Scalability
  • Figure 11: Graphic Landscape of Middleware Protocols Shows MQTT and DDS to Be the Best Protocols for Real-Time Communication
  • Figure 12: Graphic DDS's Architecture Works Best for Distributed Systems
  • Figure 13: Table Middleware Protocol Choice Depends on the Use Case
  • Figure 14: Table Network Integrity Score Depends on Security and Potential for Interference
  • Figure 15: Table Network Connectivity Score Heavily Considers Power Consumption
  • Figure 16: Graphic Link/Transport Layer Protocol Landscape
  • Figure 17: Graphic Heat Map Reveals Which Protocols Among “Stable and High Capacity” and “Power-hungry” are Best Suited to Building and Manufacturing Applications
  • Figure 18: Graphic Heat Map Reveals Which Protocols Among “Suitable for Mass Deployment” and “Real-time critical” are Best Suited to Building and Manufacturing Applications
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