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デジタルツインとは?概要とメリットを詳しく解説!



製造業を中心に実用化されつつあるデジタルツインですが、実際どのようなものかご存じないという方も多いのではないでしょうか。
デジタルツインには多くのメリットがあり、今後さらに普及していくことが予想されています。
今回はデジタルツインとは何か、その概要とメリットを解説いたします。

活用事例についてはこちら。







1. デジタルツインとは?
デジタルツインの基本的な内容について説明いたします。

デジタルツイン(Digital Twin)とは
IoT(Internet of Things:モノのインターネット)などを利用して、現実世界の情報をサイバー空間に送り込み、サイバー空間内に現実世界の環境を再現することを言います。
デジタルツインは「デジタルの双子」という意味を持っており、仮想空間上でリアルタイムなシミュレーションやモニタリングを行えるため、さまざまな効果が期待されているといわれています。

※イメージ図
IoT(Internet of Things):モノのインターネットと言われ、様々な物がインターネットを通じてパソコンなどと通信ができることを言います。 エアコンを例にすると、スマホを使用して遠隔でON/OFFを操作したり、部屋の気温を確認することができるようになります。


従来のシミュレーションとの違い
デジタルツインは従来のシミュレーションと比較されることが多く、どのように異なるのかよくわからないという方もいらっしゃるのではないでしょうか。
テストを行うという点では似ていますが、従来のシミュレーションはひとつの行程または現状を切り取ったものです。
一方、デジタルツインは現在進行形で行われている製造工程を仮想空間にて同じ状況を再現していますので、現場でエラーが起きた際、デジタルツインで即座に製造モデルを創り原因究明をすることができます。

デジタルツインのシステム
デジタルツインは、IoTやAI、AR/VRなど様々な技術が複合されたシステムです。
これらの技術は近年浸透しつつあり、活用や実装されています。そのためデジタルツインにも注目が集まりつつあります。

デジタルツインはCPS(Cyber-Physical System:サイバーフィジカルシステム)という考え方が要になっています。
CPSのプロセスは、以下のようにループすることで成り立っています。



こうしたループにより、現実(フィジカル)とIT(サイバー)が一体となって、デジタルツインは高度なシステム構築を実現しています。




2. デジタルツインのメリット
デジタルツインを導入することによってどのようなメリットがあるのかを解説いたします。

試算が可能
製造業を中心に、新しいことを始める際にコストやスペースに問題があり、なかなか着手できないということがあります。
仮想空間には制限がないため、デジタルツインを活用して試算することが可能です。
商品開発を行う場合に、どの程度のコストがかかり人員はどのくらい必要なのかをデジタルツインなら算出することができます。

作業の円滑化
メンテナンスなどの作業が円滑になるというのもデジタルツインが持つメリットです。
製造ラインでエラーが起きた場合でもデジタルツインが導入されることによってなにが原因なのか、どこで問題が生じたのかすぐに究明できます。
さらにすでに流通している商品に問題があった場合でも、仮想空間にデータが存在することですぐに原因を解明することができます。

コスト削減
新しい製品を開発する際に試作は必要不可欠な工程です。
従来は現実空間で行うことによって多大なコストがかかりました。 自動車を例に挙げると、従来は製作された車両に従業員が乗り、専用のコースで何度も試走をしていました。
しかし、デジタルツインを導入することでこれらを仮想空間で行うことができ、大幅なコストダウンに繋がります。
また、製造データだけでなく流通した後のデータを取得することができ、ニーズや使用状況まで把握することが可能です。
よって市場のリサーチや問題点改善のためのマーケティングを行う必要がなく、コストを抑えることができます。




3. デジタルツインの今後は?
様々なメリットがあるデジタルツインですが、今後の社会にどのような影響を与えるのでしょうか。

技術の進化
デジタルツインが100%普及するまでもう少し時間がかかりそうですが、10年以内に現実とデジタルが相互で補完し合い、製造業を含めた社会システムで最適化されていくのではないかといわれています。
デジタルツインより先に産業用ロボットの導入を検討しているという方もいらっしゃるのではないでしょうか。
デジタルツインは産業用ロボットと相性がよいため、さらに生産プロセスの最適化につながっていくでしょう。

製造業以外への普及
デジタルツインは製造業以外にも普及しつつあります。
2018年のFIFAワールドカップではデジタル技術が駆使され、選手の動きを逐一記録して分析、可視化できるシステムが導入されました。データ分析の担当者はタブレット端末を利用し、監督に采配の意見をしていました。
今後このシステムが進化することで、選手の心拍数や疲労度に応じて采配を決める可能性もあるといわれています。




4. まとめ
デジタルツインを導入することにより、シミュレーションやコスト削減など、製造業にとって多くのメリットがあります。
また、今後は製造業以外の分野でも幅広く効果が期待され、さらに注目度が高まることが予想されます。

鳥瞰図(ちょうかんず)の具体的な事例と効果的な利用方法

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