デジタルツイン

デジタルツインとは？

デジタルツインの仕組み

デジタルツインとは、現実世界からデータを集め、コンピューター上にある仮想空間に現実世界のコピーを作成して再現する技術のことをいいます。

デジタルツインの仮想空間の特徴は、実在している現実世界を双子のようにそっくり再現していることです。「メタバース」は、デジタルツインと同様インターネット上に作られた仮想空間を意味する言葉ですが、実物を再現しているとは限らない、という違いがあります。

デジタルツインの目的とCPSで果たす役割

現実世界を仮想空間に反映するデジタルツインは、CPS（サイバーフィジカルシステム）と呼ばれるプロセスにおいて重要な役割を果たしています。

現実世界では制約があって実施が難しいシミュレーションを、デジタルツインの技術を活用することにより、繰り返し実施することができます。

サイバーフィジカルシステムとは、現実世界でより高度な制御を実現するために、
現実世界でIoTを使ってデータを収集→仮想空間で空間で分析・シミレーション→その結果を、現実世界にフィードバックし・反映し活用するサイクルのことをいいます。

デジタルツインの活用事例

医療・都市計画・製造業で盛ん

デジタルツインは、医療現場や都市計画などリアルでのシミレーションが難しい業界を中心に広く使われています。

現在、デジタルツインが最も盛んに活用されているのは製造業です。製品の設計から工場での製造、運用、保守に至るまで、さまざまなプロセスで利用されており、特に工場の生産管理で効果を発揮しています。

工場のラインや機器から得られるリアルタイムデータをもとに、工場全体を仮想空間に再現すると、リアルタイムに稼働状況を監視でき、ボトルネックの特定、迅速なカイゼンが可能です。

製造業におけるデジタルツインのメリット

コストカット

工場で実際にシミレーションを行うには、通常の生産をストップしてプログラムの変更する必要があります。ラインへの影響を最小限にするために、夜間の工場に生産管理の担当者が集まって、実施するケースもすくなくありません。

仮想空間では実際の生産活動に影響をあたえることなく、日中に遠隔からシミレーションを実施できるため、コスト・時間を削減することができます。

品質向上・安全性向上

時間やコストの兼ね合いで制限されていた試作品の制作やテストを仮想空間では繰り返し実施できるようになります。またデジタルで実施されるため、短時間で正確にテスト結果の集計や分析ができることも、製品の品質や安全性の向上に繋がっています。

設備保全

デジタルツインを活用することで、現実空間にある製品や設備の状態をリアルタイムで正確に把握することができます。

機械の故障を予測し、事前にメンテナンスや部品交換をする予知保全を通じて、補修コストの削減とダウンタイムの短縮が可能になります。

技術継承

こ製造業では作業員が経験によって身につけていく技術の言語化が難しく、ベテランの退職にともない貴重な技術が継承されないことが現場の課題になっていました。

技は先輩から見て盗むもの、と言われるようなベテランの作業内容が稼働データになって蓄積され、ノウハウが暗黙知から形式知に転換されることで、技術継承がしやすくなるというメリットがあります。

デジタルツインを支えるIoT

デジタルツインには、IoT、AI、AR・VR、5G、CAEといったデジタル技術が活用されています。

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BOMと異なる行動を事前に検知。組み付け部品の数え間違い、添加剤の投入ミスなどのヒューマンエラーを防ぎます。

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一般的なカンバンと違い、部品の需給がリアルタイムで見える化。需給の過不足が解消され、戦略在庫が最適化されます。もちろん、カンバン管理体制下へのサポート導入も可能です。

生産リードタイムの短縮

一部でなく、工程すべてのモノの流れが可視化されるので、ボトルネックの洗い出しが容易に。工程全体を俯瞰したカイゼンが可能となり、生産リードタイムが短縮されます