工場などの製造業において、デジタルツインという言葉を聞くようになりました。デジタルツインを導入すれば、工場での作業において様々なメリットがあります。デジタルツインの技術やメリットを解説します。
デジタルツインで工場を仮想現実に？
デジタルツインを活用すれば、工場で得た情報をデジタル上の仮想現実でシミュレーション解析が行えます。デジタルツインとは、現実で得た情報をデジタル上で表現し、分析やシミュレーションを行う技術のことです。
仮想現実で解析をすることで、現実で行う作業を少なくしたり、無くしたりすることができ、コスト削減や効率化ができます。デジタル上の仮想現実でシミュレーションをすることで、工場での作業効率を上げられます。
デジタルツインをいち早く導入している業界
デジタルツインを導入している業界を2つ紹介します。
製造業
製造業は、特にデジタルツインを導入している業界です。工場での製造業は、生産性、部品の在庫、装置の状態など様々な要素があり、デジタルツインを導入すれば非常に効率的になります。商品の検品では、カメラが状態を分析し、勝手に状態を知らせてくれることが可能です。人間では気付きにくい部分を見つけてくれたり、機械なので集中力が途切れることはないです。
製造にトラブルが起きても、製造過程をデータとして常に収集しているので、瞬時にトラブル元を発見できます。本来人手が必要な個所を機械化させ、人手不足を補う対処もできます。
このように、製造業はデジタルツインを導入する部分が多いです。
建築業
建築業にもデジタルツインを導入できます。事例としては、どのように組み立てれば効率的に作業できるか、シミュレーションができます。仮想空間で、部屋の構造を立体的に設計することもできます。風向きの影響を測定し、ビルの設計を考える手段も可能です。
建築業にも大いに活用できます。工場にデジタルツインを導入するメリットデジタルツインを導入するメリットを3つ紹介します。
効率化
工場において様々な作業を効率化させることができます。製造中の商品をリアルタイムで解析しており、商品に問題個所がないか正確に調べることができます。人の作業だと、見逃したり集中力が途切れる恐れがあります。常に作業状況のデータを収集しているので、機器にトラブルが起きてもすぐに原因を特定することが可能です。
直接工場に行かずに、デスクのある部屋で操作を行う事例もあります。金属部品を溶接する作業の場合、アームロボットが部品を持ち上げ、もう1つのアームで溶接をします。その後、溶接音と見た目を分析して正常な状態かを判別し、使える物と使えない物とで分けます。溶接の診断結果が集計されるので、データを元に改善が可能です。
技術力を要求する部分は腕のある職人が行い、効率化させる部分はデジタルツインを導入することです。新しい製品を作る場合、人員やコストを事前にシミュレーションすることができます。どれだけの人員や作業スペースなどが必要かは重要な部分であり、決まった後からではなかなか変更しにくいです。仮想空間でシミュレーションをすることで、どういう工程を踏むのか、どれだけ人が必要かが正確にわかります。
最後にデジタルツインのジャンルに含まれる、AR技術を解説します。ARとは拡張現実という意味であり、現実に仮想的な物体を表示させる技術です。
例として製造機器にトラブルが起きた場合、機器の付近に設置したQRコードを専用のゴーグルで読み込むことで、レンズに説明書を表示させることができます。暗い場所でも明るく表示できるので、手を動かしながらスムーズに修理が可能です。このように、時間や手間がかかっていた作業を効率化できます。
コスト削減
コストの削減も可能です。デジタルツインは、行っていた作業をデジタル上で補えることができるので、それだけコストを削減することができます。
自動車の試作試験を例にします。実際に行うにはある程度の時間や人員が必要になるが、仮想空間でシミュレーションを行うことで、実際の試作試験の回数を減らせます。試作品を製造する場合、仮想空間で製品の3Dモデルを作成し、何度でも調べることができます。実際に作る試作品を減らすことができ、コスト削減になります。
アフターフォロー
顧客のアフターフォローにも活用できます。商品が渡った後でも、商品の使用状況を知ることができ、顧客に有益な情報を提供することができます。不満点や求めている部分の情報を得ることもでき、地道にアンケートなどを行わなくても貴重な情報を得られます。
デジタルツインに必要な技術
デジタルツインは様々な技術が使われており、例として3つの技術を紹介します。
モデリング技術
モデリングとは、仮想空間内にある3D上の立体物を形成させることです。デジタルツインの仮想空間は3D上になっており、そこにリアルな物体を表示させてシミュレーションを行うので、モデリング技術は重要になります。モデリングされた人、部屋、機械、備品などを空間内に設置することで、作業の流れや状況を調べることができます。
今では実物をスキャンすることで、自動でモデリングができるので、瞬時に用意することが可能です。モデリング技術は仮想空間を作成するのに必要な技術です。
センサ技術
センサ技術とは、機械が指定の対象を認識し、データを収集する技術です。製品の検品では、見た状態を情報データとして機械に取り込み分析するという仕組みであり、センサ技術が使われています。
情報処理技術
情報処理技術は、様々な情報データを処理するという根本的な部分なので、特に大事だと言えます。5Gが普及することにより、データを素早く大量のデータが送れます。
5Gとは通信システムのことであり、3G、4Gと続いて、現在5Gが最新の第5世代です。4Gと比べて格段に進化しており、4Gなら2時間の映画を5分ほどでダウンロードしていたが、5Gだと数秒です。
それだけ素早くデータを処理できるなら、商品の検品、トラブルデータの収集、自動化なども的確に行うことが可能になります。処理の速度が早ければ、それだけリアルタイムの情報を得ることができ、正確性が高くなります。
デジタルツインは市場拡大している
デジタルツインの市場は拡大しており、製造業、医療、農業、スポーツなど様々な分野で導入されています。デジタルツインに関係する様々な技術が進歩したことが影響しています。
IoTという、コンピューター以外の製造機器や家電などがネットと接続できる技術が発達しました。5Gでデータを瞬時に届けられるようになり、各作業が的確に動作できるようになりました。技術の進歩により、デジタルツインは今後多くの企業での活躍が期待できます。
デジタルツインならアイディオットが徹底サポート！
株式会社アイディオットは、デジタルツインに使用するデータの作成、収集、提供や活用支援などを行っている企業です。デジタルツインを導入する場合、独自で行うには専門知識や多くの費用などが必要になります。効率的に導入するには、専門の企業に相談することが大事です。
まとめ
・デジタルツインとは、現実で得た情報をデジタル上で表現し、分析やシミュレーションを行う技術のことです。
・製造業が特にデジタルツインを導入しており、工場では、生産性、部品の在庫、装置の状態、生産性など、様々な要素に活用できます。
・生産性の向上、効率化、コスト削減、アフターフォローなど、様々なメリットがあります。
・モデリング技術、センサ技術、情報処理技術など、デジタルツインには様々な技術が必要です。
・各技術の進歩により、製造業、医療、農業、スポーツなど、デジタルツインは様々な分野で導入されています。
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。
