サイバーフィジカルシステムとは？
サイバーフィジカルシステムとは、取得したデータをデジタル上で再現する技術です。集めた膨大な
データをもとにできる限り現実に近いシミュレーションが可能です。
具体的には工場の製造ラインを設計するときに、シミュレーションを行えば簡単に設計が可能です。ラインの編集や増設のコストや必要な期間が計算できます。
製造に必要な工数や各工数に必要な時間などを見た目ではなく、データで客観的に判断できる材料にします。梱包の速度や組み立ての速度、平均在庫数が確認可能。機械が故障すれば、壊れた原因を解明するでしょう。機械の残り寿命を事前に予測できたり、必要コストがわかります。
サイバーフィジカルシステムを利用すれば、多くの場面や場所でデータの採集とシミュレーションが可能です。
デジタルツインとは？
デジタルツインはサイバーフィジカルと同じ様な意味です。同じ意味として扱われているため、明確な違いはありません。
サイバーフィジカルシステムとの違いは？
サイバーフィジカルシステムとデジタルツインの違いは、個別の指標に対して活用するか集合体に活用するかです。デジタルツインは実世界からのデータを活用して、シミュレーションができます。反対にサイバーフィジカルシステムは、シミュレーションで得た情報から将来の予測ができます。
リアルタイムの情報と過去の膨大な情報を2つの手法に用いれば、今必要な判断を迅速に行えるでしょう。同じ意味で使われていますが、2つの手法とも必要です。
サイバーフィジカルシステムがなぜ注目されているか？
サイバーフィジカルシステムが注目されていても、わからない方が多いと思います。最近ではサイバーフィジカルシステムを応用して、経験だけで行われてきた業務を効率化する動きがあります。
今回は3つの理由を紹介。
業務の効率化
ITがインフラに活用
様々な分野に活用
業務の効率化
過去の組込みシステムは簡素でシンプルでした。しかし現代のシステムは複雑になり、使いにくさや処理への対処が年々難しくなってきている課題があります。
システムはサイバーシステムの処理だけでなくセキュリティ面も担っています。万が一、情報の流出や処理の負荷に耐えられなくなると故障するかもしれません。そうなれば業務全体に大きな悪影響を及ぼすでしょう。
そのためサイバーフィジカルシステムを使えば、業務を大幅に効率よくできます。
ITがインフラに活用
ITは電車や飛行機など社会に必要なインフラとして、組み込まれ始めようとしています。具体的には電気やガス、水道といった光熱関連などです。電力消費量や使用時間などを計測し、今後季節の変化や経時的な理由などの要因を含めて予測ができるでしょう。
電気やガスを安定的に供給するにはどのぐらいの資源が必要なのか、消費量を減らすにはどうすればよいのかなどの指標にも使えるでしょう。
他にも自家用車にITを搭載して、部品の交換時期や車検での費用などを簡単に予測が可能です。ITを用いて社会のインフラの整備がますます増えていきます。サイバーフィジカルシステムは今後の社会の一部になるでしょう。
様々な分野に活用
サイバーフィジカルシステムは今まで高価なシステムでした。ビッグデータの活用や高い研究開発費などで価格が安くはなりませんでした。
しかし近年、データの取得が容易になり開発環境も整ってきたため、安価で活用が可能です。今後中小企業など資金が少ない企業でも活用が進み、新しいビジネスにも応用できると期待されています。
サイバーフィジカルシステムの活用例
サイバーフィジカルシステムの有用性が認知され、活用する個人や団体が増えてきました。代表例は以下の通りです。
交通への活用
サイバーフィジカルシステムを道路や線路に生み込んで位置情報を読み取りに活用しています。電車の位置情報や自動車の交通量など把握し、渋滞や交通事故への対処や最短ルートの検索などさまざまな場面で活躍しています。
政府の施策
政府はデジタル庁を新設し、ITの重要性を公表しました。現在政府はサイバーフィジカルシステムを、
都市災害対策
国会図書館
社会システムの効率化
の分野で使っています。近年の大洪水や今後起きる巨大地震への対策、行政の業務効率化などの調査をサイバーフィジカルシステムで行っています。
船舶での活用
船舶にセンサーを取り付けて、運行データや天気の情報を収集可能です。データを収集して効率よく運行できるルートの策定や海賊対策など、安全でコストを抑えられるメリットがあります。
漁業では魚の居場所をビッグデータから予測して、効率よく釣る場所を容易に見つけられるでしょう。安全や運航コスト、利益の向上に貢献しています。
農業での活用
ビニールハウスに設置したセンサーから、日々の室温や湿度、降水量をデータとして収集できます。外の環境による影響を分析して、生産性を上げる方法を見つけられるかもしれません。
医療
病院で患者の体を調べて情報を収集し、データを分析すれば、健康状態がわかります。日常生活でもウェアラブルデバイスを身につければ、健康寿命の改善方法を見つけられるでしょう。心拍数や血圧、運動量など患者が認識できない部分をデータとして集めます。データから今後起こり得る病気や必要な薬の投与量を調べられます。
サイバーフィジカルシステムの応用によって、健康増進や怪我と病気の予防にも繋げられます。
サイバーフィジカルシステムの製造業での活用
サイバーフィジカルシステムは現在、製造業での活用が注目されています。ものづくりのプロセスや開発段階でのシミュレーションなど多くの場面で応用できるからです。
サイバーフィジカルシステムとの融合
サイバーフィジカルシステムと製造業の融合で誕生したのが、「マリオカートライブホームサーキット」です。カメラが内蔵された車からデータを収集し、デジタルの世界と融合させゲームのコースを作成します。アイテムや敵が登場し、現実の世界でゲームの体験ができます。
バーチャル空間を利用して、新たなエンタメの演出を体現可能です。
様々なモノ作りの手順で活用
製造業とサイバーフィジカルシステムが融合することで、新たな価値のある製品を開発できるでしょう。従来のような製品から、バーチャル空間をかけ合わせて新しい製品やサービスを提供できます。他にも製造プロセスの生産性向上や無人化など、新しい製造方法も開発させるかもしれません。
サイバーフィジカルシステムは今後、製造業を大きく変えていくかもしれません。
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必要に応じてAIの搭載や必要な機能の拡張も可能です。もしデジタルツインで何か事業を拡大したい、利益を向上したい方は一度検討してみて下さい。必ず期待に応えられる製品を開発します。
まとめ
今回はサイバーフィジカルシステムについて解説しました。将来的にはサイバーフィジカルシステムは社会の一部として、重要な役目を果たすでしょう。特に製造業では目覚ましい変化を与え、新しいモノやコトを作り出していくでしょう。
もしサイバーフィジカルシステムを取り入れたい方や興味のある方は一度アイディオットを検討されてはいかがでしょうか。
この記事の執筆・監修者
Aidiot編集部「BtoB領域の脳と心臓になる」をビジョンに、データを活用したアルゴリズムやソフトウェアの提供を行う株式会社アイディオットの編集部。AI・データを扱うエンジニアや日本を代表する大手企業担当者をカウンターパートにするビジネスサイドのスタッフが記事を執筆・監修。近年、活用が進んでいるAIやDX、カーボンニュートラルなどのトピックを分かりやすく解説します。
