IoTとは？今更聞けない意味・仕組み・できることを総まとめ

こんにちは。現場の最適化を実現するソリューション「WORKFRONTシリーズ」で、品質向上・生産性向上・省エネ推進をご支援する日立ケーイーシステムズのライターチームです。

IoTは、身の回りのさまざまなモノをインターネットで接続し、相互通信や遠隔操作を可能にする仕組みを指します。近年では製造業・物流・医療・農業などの幅広い分野で活用が進んでおり、業務の自動化や人手不足の解消に貢献しています。

今回は、IoTの意味や仕組み、IoTを利用して実現できることを初心者向けにわかりやすく解説します。IoTの業界別の活用アイデアや今後の展望も紹介するため、IoTについて詳しく知りたい人はぜひ参考にしてください。

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IoTとは？

IoTとは「Internet of Things（モノのインターネット）」の略称で、身の回りのさまざまなモノがインターネットにつながり、情報の送受信や制御を行う仕組みです。センサーや通信機能を搭載したIoTデバイスがデータを取得し、インターネットを介して相互通信を行うことで、業務の効率化や自動化を図れます。

近年はIoT技術の発達によって工場設備・倉庫設備・スマート家電などの幅広い分野で活用が進んでおり、DX化推進や人手不足解消へのアプローチとして注目が集まっています。

IoTの意味と歴史

IoTの概念は、1999年にイギリスの技術者ケビン・アシュトン氏によって提唱されました。当時は機械同士が相互通信を行う「M2M（Machine to Machine）」というIoTの元となった概念も提唱されていました。

IoT技術が本格的に普及したのは、通信技術・クラウド技術・センサーなどの発達が進んだ2010年代以降です。近年はスマートフォンの普及やさまざまな通信技術の登場によってあらゆるモノ同士のインターネット接続が容易になり、産業や都市インフラにおけるIoT技術の活用が広がりを見せています。

IoTの仕組み

IoTは、「デバイス」「ネットワーク」「アプリケーション」の3つの要素で構成されています。IoT技術は、デバイスが検知・記録したデータをネットワークを介してアプリケーションに蓄積するという仕組みです。

IoTの基本機能

IoTでは、モノをインターネットにつなぐことで、操作・監視・検知・通信といったさまざまな機能を実現できます。

モノを操作する

IoTでは、インターネットを介してモノを遠隔操作することが可能です。たとえば、工場設備の稼働停止や設定の切り替え、オフィスの空調・照明の制御などを行えます。現地に人がいなくてもモノを操作できるため、作業効率の向上や人手不足への対策に効果的です。

モノの状態を確認する

IoTを活用することで、機器や設備の状態をリアルタイムで把握できます。温度・湿度・稼働状況・電力使用量などのデータを常時監視することで、稼働データの分析や異常の早期発見が可能です。現場における点検作業を効率化できるだけでなく、故障やトラブルの予防・防止にも役立ちます。

モノの動きを検知する

IoTではセンサーを活用することで、モノの動きや変化を自動で検知できます。人や車両の動きの検知・機械の振動検知・異音の検出などが可能で、異常値を検知した際にアラートを出すシステムを構築すれば、事故防止や故障の早期検知に役立ちます。

モノ同士で通信する

IoTでは、モノ同士が直接通信し、連携動作を行うことも可能です。たとえば、あるセンサーが異常を検知してアラートを出すと別の機器も自動で停止するといった制御が実現できます。IoT技術をうまく活用すれば、人の手による通信コストを減らし、システム全体の効率化や最適化を行えます。

IoTの活用によって実現できること

IoT技術を活用することで現場の見える化や作業の自動化が進み、業務の効率化や品質の向上を実現できます。人間の手や経験に依存せずに正確な判断を行えるため、現場のモニタリングや予防保全に役立ちます。

現場設備のモニタリング・遠隔制御（スマートファクトリー）

IoT技術の活用によって、現場設備を常時ネットワークに接続し、遠隔からモニタリングや制御を行えます。設備の稼働状況や異常データをリアルタイムで把握でき、現場に足を運ばずに正確な状況判断を下せます。製造現場では、生産プロセスを最適化することで「スマートファクトリー」を実現することも期待できます。

予防保全・予知保全

IoTセンサーを現場の設備に搭載し、データを検知・分析することで、設備の不具合や故障を速やかに察知できます。この仕組みによって、計画的な設備のメンテナンスや交換を行う予防保全の効率化や、故障が起こる前に異常兆候を察知して突発的な停止を防ぐ予知保全システムの構築が可能です。

設備機器のデータ連携

IoT技術を活用することで、複数の設備やシステム同士をデータ連携させることも叶います。たとえば、生産設備と在庫管理システム・品質管理システムを連携し、データを一元管理することが可能です。このようなデータ連携によって、社内の情報管理を効率化でき、部門をまたいだ対応や意思決定をスピーディに行えます。

IoTの活用アイデア

IoT技術は、さまざまな業界で活用が進んでいます。ここからは、代表的な業界別のIoTの活用アイデアを紹介します。

製造業におけるIoT

製造業では、工場設備や生産ラインにIoTセンサーを設置し、稼働状況・生産量・異常の有無などをリアルタイムで把握する取り組みが進んでいます。IoT技術を活用することで、設備故障の予知保全や生産工程の改善がしやすくなり、生産プロセスの最適化や品質向上に役立っています。

物流業におけるIoT

物流業では、非接触で読み取りができる「RFIDタグ」を倉庫内の在庫に取り付けることで、遠隔で在庫管理を行える仕組みが広がっています。これによって商品の過剰在庫や欠品を防ぐことができ、倉庫・物流業務全体の効率化とコスト削減を実現可能です。

医療におけるIoT

医療分野では、患者が装着したIoTデバイスで患者の心拍数や血圧などのバイタルデータを収集し、遠隔でモニタリングする取り組みが進んでいます。在宅医療や高齢者の見守りなどに活用されており、医療従事者の負担軽減や患者の容体急変の早期発見に役立っています。

農業におけるIoT

農業分野では、気温・湿度・土壌の水分量などをIoTセンサーで測定し、作物の生育状況をデータで管理するスマート農業（スマートアグリ）が注目されています。IoT技術を活用することで、水や肥料を適切なタイミングで必要な分だけ供給でき、作業効率の向上や収穫量の安定化につながります。経験に頼らない農業経営を実現する仕組みを整備することは、次世代の担い手不足の解消にも効果的です。

交通におけるIoT

交通分野では、道路状況や車両の動きをリアルタイムで記録・発信することで、利用者が適切な移動方法を選択できる仕組みが広がっています。交通渋滞や公共交通機関の遅延状況が利用者に共有されることで、利用者の利便性や安全性の向上に役立っています。また、自動車の自動運転システムの実装化も進んでいるようです。

IoTの市場規模と今後の展望

IoTの市場規模は世界的に拡大を続けており、今後もさらなる市場拡大が予測されています。日本国内でも製造業・物流業・医療・農業などさまざまな分野での導入が進んでおり、少子高齢化による人手不足の解消やDX化の推進などを背景に需要が高まっています。

IoT技術はさらに発展することが予想されており、今後は5GやAIとの連携によるリアルタイム性の向上やより高度な分析・制御など、新たなビジネスモデルの創出も期待されています。

IoTと関連・相互作用する最新技術

IoTの利用価値をさらに高めるためには、IoTと相互利用できる最新技術を取り入れるのが有効です。ここからは、IoTと関連性の高い通信技術を紹介します。

AI

AI（人工知能）は、人間と同様の知的行動をコンピューターに行わせる技術です。IoTによって収集された大量のデータをAIに分析・学習させることで、人間よりも正確かつスピーディな予測や制御を行うことができます。IoTとAIの組み合わせによって、さらなる業務の効率化や省人化を叶えられるでしょう。

5G

5Gは「第5世代移動通信システム」の略称で、高速・大容量・低遅延・多数接続の4つの強みを持っています。5Gを利用すれば多数のデバイスを同時接続できるため、遠隔操作・自動運転・映像データの即時送信など、IoTのリアルタイム性を向上する用途での利用が期待されています。

LPWA

LPWAは「Low Power Wide Area」の略称で、低消費電力かつ広範囲に通信できる通信技術を指します。通信スピードはやや低速なものの、数十キロにわたる長距離の通信が行えるため、電池交換が難しいIoTデバイスや、農業・インフラ監視・物流管理などの広範囲にセンサーを設置する用途に適しています。