デジタルツインとは？物流業界で注目される理由
デジタルツインとは、現実世界の物やシステムを仮想空間上に再現する技術です。
センサーやIoT（モノのインターネット）を通じて、物理的なオブジェクトからデータを取得し、そのデータをもとにリアルタイムで仮想空間に「双子（ツイン）」のようなデジタルモデルを構築します。この仮想モデルを使って、現実世界の状況を正確に再現、予測、最適化することができます。
物流業界では、倉庫、輸送ネットワーク、配送ルートなどを仮想空間で再現し、効率向上と最適化を図るために活用され、注目をあびています。
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デジタルツインで利用される主な技術とは
IoT（モノのインターネット）
センサーやデバイスを使って、物理空間のデータをリアルタイムで収集する技術で、主に、倉庫内の温度や湿度の監視やトラックの位置やコンディションのリアルタイム追跡、在庫状況の自動把握などに活用されます。
AI（人工知能）と機械学習
膨大なデータからパターンを分析し、予測や最適化を行う技術で、主に、需要予測に基づく在庫補充の最適化や、配送ルートの自動最適化で実現する燃料と時間の節約、倉庫内作業の効率を向上させるロボット制御などに活用されます。
シミュレーション技術
仮想空間で倉庫運用や配送ルートを試験し、効率性を検証する技術で、主に、倉庫のレイアウト変更前のシミュレーション検証や、輸送経路や共同配送の仮想空間で試行計画に活用されます。
データ解析とビッグデータ
大量の物流データを分析し、予測や意思決定をサポートする技術で、主に、顧客の購買傾向を分析し、需要に応じた配送を実現したり、サプライチェーン全体のボトルネックを特定したりすることができます。
AR（拡張現実）とVR（仮想現実）
ARは現実空間にデジタル情報を重ね、VRは完全な仮想空間を提供する技術で、倉庫作業者へARガイドでのピッキング精度の向上や、倉庫や拠点の設計をVRで事前に確認することができます。
5G通信技術
高速通信による大容量データのリアルタイム伝送を可能にする技術で、主に、自動運転トラックやドローンの遠隔制御や複数拠点間でのリアルタイムデータ共有などに活用されます。
これらの複数技術の連携により、物流の効率化、コスト削減、リスク管理、サステナビリティが向上し、スマートで持続可能な物流が進化します。
デジタルツインが物流業界にもたらす変革
物量業界にデジタルツインを導入することのメリットを下記にて紹介いたします。
業務の可視化とリアルタイム最適化
倉庫の在庫管理や配送状況をリアルタイムで仮想空間に再現し、管理者が一目で全体の流れを把握できるため、欠品や在庫過剰を防ぎ、最適な在庫バランスを保つことが可能です。
複数の拠点や輸送経路を持つサプライチェーン全体を仮想空間で再現することで、各プロセスのボトルネックや非効率を可視化します。
配送ルートのシミュレーションと最適化
デジタルツインを用いて配送ルートをシミュレーションすることで、渋滞や天候などの要因を考慮した最適なルートを見つけられます。そうすることにより、燃料の削減や配送時間の短縮が可能になり、コスト削減に直結します。
異常検知と予防保全
センサーを通じて車両や設備の状態をリアルタイムで監視し、故障の兆候を事前に検出して突発的なトラブルを防ぎ、計画的なメンテナンスで業務の停止を最小限に抑えます。
サステナビリティの推進
配送ルートの最適化とエネルギーの効率的な利用により、CO2排出量の削減を実現することで、環境負荷を軽減し、持続可能な物流網の構築に貢献します。
脱炭素化とデジタルツインの役割
デジタルツインは物流業務の効率化にとどまらず幅広い分野での脱炭素化を支援する重要な役割を果たします。
サプライチェーン全体の最適化
デジタルツインで、サプライチェーン全体の運営データをリアルタイムで可視化し、物流ルートの混雑や停滞を防ぐことにより配送遅延の回避や倉庫間の効率的な連携が促進され、無駄なエネルギー消費を削減できます。
輸送手段の最適化とモーダルシフトの支援
ラックから鉄道や船舶へ輸送手段を切り替える「モーダルシフト」の効果を予測し、CO2削減の最適な組み合わせを導き出すことで、従来のトラック輸送依存から、より環境負荷の少ない輸送へ移行しやすくなります。
パートナー企業間でのデータ連携強化
企業間での物流データの共有を促し、共同配送や設備の相互利用を支援することで輸送車両の空きスペースを活用するなど、より効率的な物流が可能になり、排出量の削減につながります。
顧客需要に応じた在庫・輸送の自動調整
AIを活用して顧客の需要予測を行い、それに基づいて在庫量や輸送計画を自動で調整して過剰在庫を防ぎ、配送回数を最小化してエネルギー消費の削減に貢献します。
グリーンエネルギー導入の効果測定
倉庫や車両に導入した再生可能エネルギー（例：電動トラック、太陽光発電）の効果を、デジタルツインを通じて正確に測定することで脱炭素化の進捗をデータで可視化し、さらなる施策の判断がしやすくなります。
AIとデジタルツインの連携による新たな可能性
変動的な需要・供給バランスの調整
天候やイベント、経済状況に基づいて需要を予測し、最適な在庫や配送計画をその場で更新することで、無駄を防ぎ、市場の変動や外部要因に応じた需要・供給の自動調整が可能になります。
自律運転車両やドローンとの連携
自律運転車両や配送ドローンとのシームレスな統合を可能にします。トラックやドローンの位置や運行状況をデジタルツインでリアルタイムに把握し、AIが配送ルートやスケジュールを最適化することで、より効率的なラストマイル配送が実現します。
環境インパクトのモニタリングと最適化
AIは、デジタルツインを通じてエネルギー消費やCO2排出のシミュレーションと最適化を支援します。トラックから鉄道や船舶へのモーダルシフトなどm輸送手段の切り替えによる排出削減効果を事前に試算し、環境目標の達成状況をリアルタイムで可視化することが可能です。
人員配置の最適化
倉庫や配送センターでは、AIによる人員の最適配置が可能です。デジタルツイン上でスタッフの動きや作業時間をシミュレーションし、必要な人員数を予測することで、労働力の効率的な管理が実現します。これにより人件費の削減や労働生産性の向上が期待できます。
異常気象や自然災害への対応
AIが異常気象や災害発生のリスクを予測し、デジタルツインを通じて物流ネットワークの再構築を支援します。輸送経路が遮断された場合、AIが即座に代替ルートを提案し、物流の停止を回避することで予測不能な状況でもスムーズな業務運営が可能になります。
物流業界のデジタルツイン活用事例
株式会社野村総合研究所
株式会社野村総合研究所は、2024年2月28日に株式会社ゼネテックが日本総代理店を務める物流デジタルツインツール「FlexSim3（フレックスシム）」を活用して、物流倉庫業務のDXを推進するコンサルティングサービスを始めました。
物流拠点や貨物の流れをデジタル空間上に再現することで、起こっている・起こりうる課題を可視化してどこで滞留が起きるか、どの工程・機器・作業員の稼働率が低いか等、これまでは現場で把握できなかった拠点内の事象を定量的に把握できるようになり、データに裏付けられた改善策の評価や意思決定を促進します。
参照）
https://www.nri.com/jp/news/newsrelease/lst/2024/cc/0228_1
Datumix株式会社
2024年8月にAIとデジタルツインを組み合わせた需要予測と在庫最適化の試験運用パッケージをリリースしました。このパッケージは、サプライチェーン全体の在庫管理を効率化し、リアルタイムでの需要変動に対応することを目的としています。
天候、交通情報、経済状況、イベントなどの外部データと、企業の過去の実績データを組み合わせることで、短期間での高精度な需要予測を実現したり、各商品の特性に合わせて、適切なサービスレベルを設定するための分析を行います。
また、設定されたサービスレベルを最適化し、在庫補充のタイミングと量を動的に調整し、最適な在庫数を推奨することなどが可能になるプロダクトとなっています。
参照）
デジタルツインが切り拓く物流の未来
デジタルツインは、物流の未来を革新する技術として注目されています。
配送ルートや倉庫オペレーションの最適化で、コスト削減と時間短縮やリアルタイム管理が実現し、また、需要予測に基づき、過剰在庫や欠品を防ぎ、在庫管理の最適化やそれに伴う燃料消費とCO2排出削減など多くのメリットがあります。
今後はロボットや自動運転車の活用が進み、人手に頼らない完全自動化された物流が可能になり、AIとIoTが連携し、サプライチェーン全体の見える化と効率化が進みます。
また、効率化により、持続可能な物流ネットワークが構築され、脱炭素社会を支えていくことになるでしょう。
まとめ
脱炭素社会への移行が求められる現代において、デジタルツインは環境負荷の軽減にも寄与します。複数のシナリオをシミュレーションすることで、エネルギー消費や配送ルートを最適化し、持続可能なサプライチェーンの構築を支えます。
今後、物流業界が直面するさまざまな課題に対し、デジタルツインは次世代の物流モデルを形作る不可欠な技術としての役割を果たし続けるでしょう。業界全体の競争力を高め、消費者のニーズに迅速かつ効果的に応えるための中核的な要素となることが期待されています。
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。
