近年注目を集めるテクノロジーとして、「デジタルツイン」というものがあります。
「デジタルの双子」という意味で使われるこの技術は、どのようなものでしょうか？
また、この技術によって今後、産業はどのように変化していくことになるのでしょうか？デジタルツインの意味と、今後の産業への影響について解説します。
デジタルツインとは？
デジタルツインは、近年、産業において注目されている技術です。
これは、IoTなどのテクノロジーが発達したことで誕生した技術で、簡単に言えば現実のものをデジタル上で再現する、ということです。
イメージとしては、とても精巧なリアルタイムシミュレーターです。
現実世界の設備などを細かいところまでデジタル上で再現していくものですが、その精度が従来のものとは大きく異なるのです。
デジタルツインは、まず現実世界から多くのデータを事細かに収集します。
そして、それをリアルタイムでデジタル上に再現していくというものです。
ビッグデータを扱うことができるようになり、コンピューターの演算速度が上昇したことで現実的に可能となりました。
実は、デジタルツインという言葉については古くから存在していました。
今までは工学分野において、シミュレーション技術の一つとして扱われていたのですが、リアルタイムで再現することは難しかったのです。
しかし、近年では3DモデリングやAI、そしてIoTによる情報収取などの技術が発展し、さらにコンピューターの演算処理速度も上昇したことで実現できるようになったのです。
しかし、ただ再現するだけではカメラを設置しているのと変わりはありません。
デジタルツインのメリットは、近未来の予測ができるという点です。
現段階でのデータから、将来的にどのようなことがあるのかを予測して、故障や事故などを事前に防ぐことができるのです。
また、IoTによって製造した製品の稼働状況をリアルタイムで把握しておくことができます。
そのデータをもとに、使用状況によって異なる故障を予知できるのです。
予測できれば、あらかじめ故障前にアラートを出してダウンタイムを最小限にできます。
多くのデータを持っているため、そのビッグデータを解析したり可視化して複合的要因を分析したりすることで、製品に起こった不具合も特定しやすくなります。
試験や施策なども仮想空間であれば繰り返し行うことができるため、品質保証にもつながります。
施策などをデータ上で行うことで、開発や設計の段階で発生するコストを削減できます。
また、新たに開発を進めていく際はそれに必要な人員、コストを試算することも可能です。
製品デモもサイバー空間で行うことが可能となるので、より多くの消費者にアピールすることが可能となります。
大きくて移動できないような実機や遠方でプレゼンを行いたい場合なども、データ上でアピールできるでしょう。
また、販売後もセンサーなどでデータを収集していくことで製品のバッテリーの消耗を把握したり寿命を予測したりすることも可能となり、アフターフォローを充実させることができます。
デジタルツインを導入するには、まず製造現場の3Dデータが必要です。
点群データや画像データなどから作成し、建設時の3D CADデータなどを活用しながら作成します。
機器の入れ替えなどがあったときは、データの更新をしましょう。
デジタルツインによって変化する産業
デジタルツインは、すでに実用化されている技術です。
国土交通省でも、3Dモデル整備やオープンデータ化などを進める、「PLATEAU（プラトー）」というプロジェクトがあります。
シンガポールでも、国土すべてをデジタルツイン化する試みが進められています。
人口が多く国土が狭いシンガポールでは、盛んに開発が行われています。
そこで、デジタルツインによって工事を行った際の交通への影響などをシミュレーションしているのです。
企業の活用例では、例えば保守業務の効率化のためにデジタルツインを導入している例があります。
工場の3D化を行い、運転の時系列データや過去の保守履歴などを紐づけて、デジタルツインを構築しています。
その結果、たとえ専門家が遠方にいても現在の状況を知ることができ、作業員にアドバイスできるようになりました。
作業計画についても策定できるようになったことで、専門家がリモートワークで働くことも可能としています。
人手不足や熟練作業員の技術の継承に、デジタルツインを活用した例もあります。
デジタルツインは、プラント建設時の3DデータやDCSセンサーなどを活用して作成しており、将来的にはARスマートグラスと組み合わせることで作業員に指示を出すなどの効率化も検討しています。
その企業では、従来であれば現場の実で管理されていたIT/OTデータをクラウド上で統合し、コンテキスト化することで現場データを積極的に活用しています。
作業員も、現場からスマートフォンなどでアプリケーションを通じて現場状況の詳細を把握し、ドキュメントを即時参照できるようになっています。
海外では、自動車工場でデジタルツインを導入しているところがあります。
複雑な生産システムを効率的に稼働させるため、工場設備の見直しを図っているのですが、デジタルツインであれば設備を実際に交換しなくても効率の変化を知ることができます。
工場などは、効率を高めるために細かな改善を繰り返す必要があります。
しかし、その改善も本当に効果があるのか、従来であれば変更してみなくてはわかりませんでした。
しかし、デジタルツインを導入している場合は、実際に設備などの変更をする前にシミュレーションして、その効果などを把握することができます。
そうすることで、無駄に変更することを防ぐことができるのです。
産業においても、無駄をそぎ落ちして効率化が可能となり、さらに発展していくことも可能となるでしょう。
まだ導入していない企業は、一度検討してみましょう。
まとめ
現在、導入する企業が増えつつあるデジタルツインは、現実の工場の様子を見るだけではなく、製品の出荷後のデータも集め、老朽化や故障についても詳細なデータを集めることを可能にする技術です。
今後、産業においてはデジタルツインありきで工場などが運営されるようになる可能性も十分にあります。
効率化を図るためにも、まだ導入していない場合はデジタルツインを導入することを考えてみてください。
