Node-REDをIoTビジネスに適用するために苦労した３つの話

富士通株式会社
ネットワークサービス事業本部
IoTビジネス事業部ソリューション部
中島智弘
3-B
Node-RED Con Tokyo
Node-REDを
IoTビジネスに適用するために苦労した３つの話
Copyright 2019 FUJITSU LIMITED0

自己紹介：登壇者について
名前：中島智弘 @piyonakajima
Android関係の開発
⇒製造業・Mobilityに関連する
IoTビジネスの企画・開発
Node-RED UG勉強会 2018 年末LTパーティ発表
「Node-REDのノードを作ろう！」
Node-RED UG勉強会 Vol.8発表
「Node-RED×Android内蔵3軸加速度センサでモーションセンシング」

「Node-RED×Android内蔵3軸加速度センサでモーションセンシング」
前回発表

去年のアドベントカレンダー22日目担当してました
非同期で流れてきた別々のJSONを１つにまとめる
https://qiita.com/piyonakajima/items/030a772b018d5159891b

去年のアドベントカレンダー22日目担当してました
非同期で流れてきた別々のJSONを１つにまとめる
https://qiita.com/piyonakajima/items/030a772b018d5159891b
Copyright 2019 FUJITSU LIMITED
日頃から公私問わず
Node-REDにお世話になっています。
4

みなさんどれでしょうか
Node-RED使ったことがあるという方
Node-REDのノードを作って公開したことがあるよ！という方
Node-REDのノードを作ってみたいな・・・と思っている方
Node-REDお仕事で使っているよ！という方
Node-REDお仕事で使ってみようかな･･･と思っている方

みなさんどれでしょうか
Node-RED使ったことがあるという方
Node-REDのノードを作って公開したことがあるよ！という方
Node-REDのノードを作ってみたいな・・・と思っている方
Node-REDお仕事で使っているよ！という方
Node-REDお仕事で使ってみようかな・・・と思っている方
今日は富士通がビジネスで
Node-REDを使って良かったこと大変だったことをお話します。
6

Node-REDと私
2015年
今の部署へ配属
IoTビジネスの立ち上げ
Googleトレンド
7

自社サービス紹介
エンタープライズ用途における大量データの収集蓄積・検索を簡単に実現
HTTP/MQTT両方使える
プロトコル変換：MQTTで送ったデータをHTTPで取り出すことも可能
きめ細やかなアクセス制限が可能
これにより、簡単な画面操作でデータを複数企業で利用できる
FUJITSU Cloud Service for OSS IoT Platform

Node-REDと私
2015年頃
社内のハッカソンにて
Node-REDの存在を
初めて知る
2015年
Googleトレンド
9

Node-REDと私
2015年頃
初めて知る
2015年
2017年頃
エッジコンピューティングへの期待
社内にてNode-REDを
活用する流れが高まる
Googleトレンド
10

2017年Node-REDを取り巻く富士通の環境・・・
ドラッグ＆ドロップでIoTシステムのプログラムを作れるOSS
社内外いろんな現場でPoCや商用で活用される

2017年Node-REDを取り巻く富士通の環境・・・
ドラッグ＆ドロップでIoTシステムのプログラムを作れるOSS
社内外いろんな現場でPoCや商用で活用される
本格的にＮｏｄｅ－ＲＥＤを触るようになる

豊富なライブラリが存在！
Node-RED Libraryには3000を超えるノードが公開https://flows.nodered.org/

自分達のサービスと繋げるノードを作りたい！

自分達のサービスと繋げるノードを作りたい！
当時Node.js未経験
どうやって作ったらよいか・・・？

ノードの作り方を公式サイトで勉強

Node-RED用ノードを公開！！

センサデータの登録と検索ができるノードを開発
MQTTで登録された温湿度をHTTPで取り出して可視化する例を作成公開

センサデータの登録と検索ができるノードを開発
MQTTで登録された温湿度をHTTPで取り出して可視化する例を作成公開
最近もっと簡単に作れる
Node-REDのノード開発容易化ツール
Node Generator があります！
（作りたい人は要チェック!!!!）
https://www.slideshare.net/BMXUG/noderednode-generator

Node-REDと私
2015年頃
初めて知る
2015年
2017年頃
2018年
自社サービスと繋がる
ノードを開発
Googleトレンド
20

Node-REDと私
2015年頃
初めて知る
2015年
2017年頃
2018年
ノードを開発
2018年～
自社の様々なサービスにおいて
Node-REDを活用するように
21

Node-REDと私
2015年頃
初めて知る
2015年
2017年頃
2018年
ノードを開発
2018年～
22

本日ご紹介するNode-REDを使った自社サービス
2015年頃
初めて知る
2015年
2017年頃
2018年
ノードを開発
2018年～
ＩｏＴデータ収集Platform「IoT Platform」
製造業向けPlatform 「COLMINA ／COLMINAエッジ」
大規模IoTデータ活用基盤
「ダイナミックリソースコントローラー」
23

2015年頃
初めて知る
2015年
2017年頃
2018年
ノードを開発
2018年～
24

2015年頃
初めて知る
2015年
2017年頃
2018年
ノードを開発
2018年～
25

富士通の製造向けIoTソリューション: COLMINA
COLMINA コルミナ COLlaborative Monozukuri INnovation Agent
ものづくり全般に関わる業務システムやノウハウの連携、さらに企業間でのサプライチェーン
連携などを実現します
26

クラウド、エッジの役割をお客様要件にあわせて最適に組み合わせる
「COLMINAエッジリソースコンピューティング」
エッジ
アプリ
COLMINA Platform
ハイブリッド型
クラウド中心型
エッジ中心型
 リアルタイム性、秘匿性重視
 大量データ処理
 低遅延
 エッジでは軽微なデータ整形
 クラウド側アプリでデータ活用
 クラウド、エッジによる
役割に応じたデータ処理
 必要なデータのみ連携
COLMINA
データモデル
COLMINA
データモデル
COLMINA Edge
27

エッジ
アプリ
COLMINA Platform
エッジ中心型
 低遅延
COLMINA
データモデル
COLMINA
データモデル
COLMINA Edge
28

エッジ
アプリ
COLMINA Platform
エッジ中心型
 低遅延
COLMINA
データモデル
COLMINA
データモデル
COLMINA Edge
クラウドとエッジ双方にNode-REDを採用
様々なサービスと連携・製造業現場における様々なデータを加工・マッピングする仕組を構築
29

ＣＯＬＭＩＮＡエッジにて実際に起きた問題
データ投入データ出力
30

ＣＯＬＭＩＮＡエッジにて実際に起きた問題
データ投入データ出力
数が一致しない！？
31

データの神隠し
TCPでつながる
アプリ
原因
32

TCPでつながる
アプリ
原因
公式ノードは
TCP張りっぱなし
33

TCPでつながる
アプリ
原因
公式ノードは
後段に接続するサービスは
受信後都度切断
34

TCPでつながる
アプリ
原因
公式ノードは
35

TCPでつながる
アプリ
原因
公式ノードは
切断後、エラーを吐かずにデータが消失...
36

データの神隠し～対策編～
TCPでつながる
アプリ
37

TCPでつながる
アプリ
ＴＣＰノードの
接続状態を手前で確認
38

TCPでつながる
アプリ
delayで再接続を待つ
39

TCPでつながる
アプリ
delayで再接続を待つ
データがすべて正しく送られるようになった！
40

他にも・・・
性能問題
Node.jsはシングルスレッド
自作ノードにて処理が大規模化すると性能劣化の原因に…
⇒実装後コードレビューにて判明＆改善

他にも・・・
性能問題
Node.jsはシングルスレッド
自作ノードにて処理が大規模化すると性能劣化の原因に…
⇒実装後コードレビューにて判明＆改善
そのまま利用すると予期せぬトラブルが・・・
品質確保 ⇒ お客様が安心して利用できる環境を提供
42

2015年頃
初めて知る
2015年
2017年頃
2018年
ノードを開発
2018年～
43

大規模なＩｏＴシステムの悩み・・・
今後5G普及によりネットワークトラフィックは今後増える
使えるネットワーク帯域には限界があるためすべてのIoTデータを一箇所に集約できない
そのため、データを分散して格納せざるをえない

ダイナミックリソースコントローラー(DRC)
事前にエッジのデータの特徴（いつどこでどんなデータを取ったか）のみ収集
これを使って実データを検索できる仕組みを提供
DRC
[1]検索・
集約要求
②DRC検索機構
metadata request
response
現IoT-PF
①特徴データ分解・登録機構
[2]検索
[事前]データ種別・
特徴のみ送信
[3]集約対象の絞り込み、
条件提示による該当
データのみ収集
[4]該当データ送信
例）昨日X時小金井周辺にいた
赤い車の動画が欲しい
エッジに格納されたデータを効率的に収集できる
45

～デモ～

～デモ～
「昨日武蔵小杉の交差点
付近で過去の事故の周辺
状況を調査したい」
過去の時刻範囲を指定
自動車のドライブレコーダー
のデータが大量に存在
(約1000画像、3.5GB)
47

～デモ～
さらに位置範囲を指定
データ量が減る
(31画像、85MB)
48

～デモ～
さらに画像処理で絞り込み
しぼりこんだエッジにのみ
画像処理指示を送信
データ量が減る
(2画像、0.8MB)
画像取得
49

～デモ～
しぼりこんだ画像をクラウドで
詳細に分析、見える化
⇒自動運転等の改善に活用
50

NICTの「IoTテストベッド事業及び地域データセンター事業に係る助成交付対象事業」に申請・採択
FUJITSU Cloud Serivce for OSS(群馬県館林市)上に環境構築
51

DRC
ダイナミックリソースコントローラーの裏側
④該当するデータのみ収集
①検索・集約要求
前処理
前処理
前処理
③前処理を指示
②どこに必要な
データがあるか判断
例）昨日X時小金井周辺
にいた
提供ＡＰＩのバックエンドの一部をNode-REDにて開発
⇒利用者のニーズを素早く反映させる狙い
富士通の提供範囲
52

一方でこんな問題も
機能が拡充されるにつれてフローが大規模化！

大規模化した時のNode-REDの悩ましい点
例外(準正常)処理の実装がたいへん
単体テストの自動化が難しい
Functionノードを多数使うとデバッグが難しい

例外(準正常)処理の実装がたいへん
例外(準正常)処理が実装しづらい
if文・for文で処理を表現する箇所を、フローの分岐・ループで表現する必要がある
→手間が多い
→フローが複雑になりメンテナンス性が落ちる

単体テストの自動化がむずかしい
テストする機能（一部のフロー）に、データを入力する＆出力されたデータをチェックするために、フ
ローを変更する必要があるため、自動化ができない
以下、具体例
【テスト対象のフロー】
【単体テスト用のフロー】
もとのフローから、テスト用
データを入力するノード
(injectノード)につなぎ変える
必要あり
出力チェックするノードも
同様に繋ぎ変えが必要
56

Functionノードを多数つかうとメンテナンスがたいへん
全てのfunctionノードのコードを対象に検索/置換ができないため、
複数ノードが読み書きする共有変数を使っている箇所の特定・変更が困難
他ノードで読み書きしているglobalオブジェクトを探すためには、ノード内のコードを１つづつ見ていくしかない
フローはJSON形式で保存変更してもdiffが見れないためマージが手作業になる
Node-RED単体デバッガを使ったステップ実行が難しい
■共有変数
・msgオブジェクト
ノード間を流れるメッセージの変数
・globalオブジェクト
複数タブのフロー間で共有する変数
・flowオブジェクト
１つのタブのフロー内のノード間で
共有する変数
57

大規模化した時のNode-REDの悩ましい点
例外(準正常)処理の実装がたいへん
if文・for文で処理を表現する箇所を、フローの分岐・ループで表現する必要がある
→フローが複雑になりメンテナンス性が落ちる
単体テストの自動化が難しい
テストのためにフローを変更する必要がある(Injectノード追加、APIを立てるなど)
Functionノードを多数使うとメンテナンスがたいへん
特定のグローバル変数を探すために・・・Functionノードをひとつずつ探さなければいけない、、
これらの問題解決に向けて貢献していきたい
58

DRC
④該当するデータのみ収集
①検索・集約要求
前処理
前処理
前処理
②どこに必要な
データがあるか判断
例）昨日X時小金井周辺
にいた
Node-REDにて培った経験が商品に生きています！
商品化するにあたってはJavaで作り直しました。
商用リリース予定
富士通の提供範囲
Ａ
Ｐ
Ｉ
Ａ
Ｐ
Ｉ
59

まとめ
Node-REDを活用してIoTビジネスに適用するために苦労した３つの話をしました。
ＩｏＴデータ収集Platform「IoT Platform」
Node-REDと繋げるノードを開発各種PoC等で活用
製造業向けPlatform 「COLMINA ／COLMINAエッジ」
データが神隠しに⇒コードを解析することで対処フローを作成・回避
産業ロボットなどの様々な機器と接続・連携品質確保し安心して使える環境を提供
大規模IoTデータ活用基盤「ダイナミックリソースコントローラー」
テストベッド事業を行い、その一部をNode-REDにて開発
⇒素早い修正ができたため利用者側のニーズを製品に反映
フローの大規模化に伴う様々な問題 ⇒ 今後貢献していきたい
大規模IoTデータの収集・分析環境基盤をこれからも支援していきます。

IoT Platform紹介
エンタープライズ用途における大量データの収集蓄積・検索を簡単に実現
HTTP/MQTT両方使える
プロトコル変換：MQTTで送ったデータをHTTPで取り出すことも可能
きめ細やかなアクセス制限が可能
これにより、簡単な画面操作でデータを複数企業で利用できる
FUJITSU Cloud Service for OSS IoT Platform
ＤＲＣも商用機能として
搭載されています！

COLMINA コルミナ COLlaborative Monozukuri INnovation Agent
ものづくり全般に関わる業務システムやノウハウの連携、さらに企業間でのサプライチェーン
連携などを実現します

ダイナミックリソースコントローラー無料テストベッドのご案内
連絡先等の詳細は http://pr.fujitsu.com/jp/news/2017/02/6-1.html ご参照
ダイナミックリソースコントローラーの新機能を無料でご利用可能
DRCを利活用する部分は、お客様にて計画、対応することが前提
計画概要を提出いただき当社にて承認したものに対して提供
本テストベッドは、2016年11月14日に国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT）
の「IoTテストベッド事業及び地域データセンター事業に係る助成交付対象事業」に採択された
ものです。

Node-REDをIoTビジネスに適用するために苦労した３つの話

Node-REDをIoTビジネスに適用するために苦労した３つの話

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances(20)

Similaire à Node-REDをIoTビジネスに適用するために苦労した３つの話

Similaire à Node-REDをIoTビジネスに適用するために苦労した３つの話(20)

Dernier

Dernier(7)

Node-REDをIoTビジネスに適用するために苦労した３つの話