デジタルツインの活用を始めた方が近年では増えてきました。様々な用途で使用することができ、シミュレーションなどによって効率的に業務を遂行することができます。
ですが、これから検討している方は、どのようなメリットがあり、どういった使われ方をして、どのように開発されているのかについてよくわからないというということもあります。本記事では、デジタルツインのメリットや、活用例、開発、今後について解説していきます。
デジタルツインとは？
デジタルツインとは、現実世界にある物や人、現象などをデータ化し、デジタル上に再現する技術です。現実世界の物などをそのまま仮想空間に再現するためデジタルの双子という意味でこの名称が付けられています。
デジタルツインを使用することで、製造プロセス、人、インフラ、製品、都市など様々な物を再現することができます。現実に起こる現象を再現し、事前にどの程度の規模かというところまで分析できるため、近年あらゆる部門で注目されています。
シミュレーションとは何が違うのか
シミュレーションとの主な違いとしては、リアルタイム性といえます。以前のシミュレーションは、手動入力で起こることに対してよそくをしていましたが、現実は日々変化をしていくので、対応することが課題でもありました。
デジタルツインは物とデジタルを繋ぐIoTなどの技術により、さらに精度の高いリアルタイムでの情報入手が可能になっています。シミュレーションという言語を広く捉えた場合、デジタルツインはシミュレーション内のリアルタイム性のある再現技術であるといえます。
デジタルツインが注目される理由
近年、デジタルツインが注目される理由には、様々なことが考えられます。その中から、今回は、2つご紹介していきます。
IoTの活用
IoTとは、物とインターネットを繋ぎ、情報を得るシステムです。デジタルツインとの相性としましては、非常に高いといえます。デジタルツインのメリットの一つとしては、リアルタイムでの情報収集があります。IoTを利用し、機械のデータなどを常にリアルタイムでインターネット経由でデジタルツインに送ることで、常にデータを更新し、最適なシミュレーションが可能になります。
5G技術と合わせていくことで、更なる正確性とスピードでデジタルツインを活用していくことができます。
DX化が進む影響
DXの正式な言い方は、デジタルトランスフォーメーションです。DXとは、デジタル技術を活用して、ビジネスや日々の生活などを向上させていくことをいいます。国も推奨している今後の流れとなります。
DX化を推進していく過程で、ビジネスなどに活用していくためには、デジタルツインの効率が良いことも、注目される理由となります。購買や製造など、様々なことに対して使用でき、精度の高いリアルタイムのシミュレーションにより、ビジネスでの成果に直結しやすいということがあります。あらゆるシミュレーションが可能なデジタルツインは、DX化でみても、要となる技術の一つと考えられます。
デジタルツインのメリット
デジタルツインを活用することで、得られるメリットは多々あります。デジタルツインの使用方法を応用することで、様々な場面で活躍します。今回は、デジタルツインのメリットをご紹介します。
運用の改善
デジタルツインは、データを収集出来れば、様々なことをシミュレーションすることが可能になります。例として製造業などであれば、気温、使用する機械、使用するエネルギーのコスト、パフォーマンス等をデータとしてデジタルツインに送ることで、何度でも様々なパターンでシミュレーションすることができ、コストの削減や、リスク軽減、などの経営状況を改善することができます。
シミュレートによるベストなメンテナンス
デジタルツインの場合、物理的なシミュレーションだけではなく、未来をシミュレーションすることも可能です。現在の状況だけではなく、天気や気候、設備規模を小規模や大規模にした場合の影響、使用エネルギーの変更、労働力が増加した場合と減少した場合など、様々な状況で何百という数のシミュレーションが可能になります。
それにより、各条件ごとの対応方法を事前に共有しておくことができます。そうすることで、突然の状況の変化に対応が可能になり、メンテナンスにかかるコスト等を削減することができます。
デジタルツインの活用例
デジタルツインは、製造業で注目された技術でしたが、その応用の幅から様々な業界で活用されています。各業界ごとに、デジタルツインをどのように活用しているのか解説していきます。
医療現場
医療業界では、遠隔治療やリモート診断などが注目されている中で、デジタルツイン技術も応用されています。病院内での勤務状況などの改善や、現場の看護師などの適正配置や、病院スタッフが行っていた業務をデジタルツインが行うことで、人手不足の解消等が可能になります。
患者の状態をデータ化し、シミュレーションするという方法などは、検討されるまでになってます。医師の人手不足などの地域医療格差などにも今後、対応していける可能性のあるものと注目されています。
飛行機エンジン
航空機のエンジンをIoTでリアルタイムでデータ収集し、デジタルツインでシミュレーションすることで、メンテナンスなどを円滑に進めることができるため、故障などの事故を防ぐことが可能になります。また、リアルタイムでのデータにより、常にエンジン状況を把握し、万が一の故障を瞬時に感知し、対策を練ることができます。
車体の製作
車業界でもデジタルツインは活用されています。車体のフレームを製作する際に、デジタルツインに車体のデータや部品データを送信し、デジタルツイン上で再現することで、細部までシミュレーションすることができます。
それにより、設計によるコストや時間の削減、改善点などの把握による、ミスの減少などを可能にしています。
国をまるごと
デジタルツインは、国もシミュレーションすることが可能です。シンガポールでは、スマート国家を目指すために、国全体をデジタルツインでシミュレーションを行おうとしています。国をデジタルツインで再現することで、土地や建物のデータや交通情報などからデジタルツインで再現するよう方法です。
シミュレーションすることで、交通網の改善などの、住みやすい都市作りが可能になります。
競技者の分析
デジタルツインが再現可能なのは、人の動作なども同じです。スポーツ選手の動きをデータ化しデジタルツイン上で再現することで、動きをシミュレーションすることができます。それにより、指示する立場の人間であれば、デジタルツインのデータを活用し、せんりゃくを練る等の使用が可能になります。
デジタルツイン開発
デジタルツインを開発していくために必要な仕組みはいくつかあります。モデリングもその一つです。ではモデリングについて解説していきます。
モデリング
デジタルツイン開発で必要なモデリングには、IoT設備の構成や動的特性などが必要です。モデリングには大きく分けて2つあります。物理モデリングとデータドリブンです。では、モデリングごとにどのような方法なのかを解説していきます。
物理モデリング
物理モデリングは、機械などの物理的設備がどのような動作をするのかを監視するために使用されます。このタイプでは、設備のデータを送信し、動作によるあらゆる故障パターンをシミュレーションすることができます。
データドリブンモデル
データドリブンモデルでは、機械などの耐久時間などを計測することができます。故障のデータを使用し、モデルを作成し、耐久時間等を測定します。メンテナンスなどの目安などに使用されるようなモデリングとなります。
デジタルツインの未来とは？
DX化が進む中で、デジタルツインは今より更に発展することが可能になる技術です。製造から使用され始め、様々な業界、企業が使用、または使用を検討している段階に入っています。
デジタルツイン技術を導入することは、今後当たり前の選択肢の一つとなります。今、デジタルツインを導入することで、現状を優位に変え、最先端の業態を作り上げる事ができます。
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まとめ
デジタルツインは、未来を変える技術です。デジタルツインを活用することで、現状の問題を大きく変えることに役立つでしょう。それは、業界関係なく優位にしてくれます。この先の未来の業務を先取りするという意味でも、導入は非常に有効だと考えられます。
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。
