デジタルツインとは｜その意味やメリット・活用事例をご紹介

センサーなどを通じて得た現実世界におけるデータを利用し、デジタル世界に再現するデジタルツイン。現在製造業を中心に、アフターサービスや開発効率の向上に注目されています。

本記事では、そんなデジタルツインについて解説しながら、どのような現場でメリットが得られるのか、そして実際に活用されている事例についてご紹介していきます。

デジタルツインとは

デジタルツインとは、2002年に米ミシガン大学のマイケル・グリーブスによって広く提唱された、現実世界で取得したデータを参考に、瓜二つとなる空間をデジタル世界に再現することをさします。

現在、IoTやDXの推進により、生産管理の現場で情報を取得するためのセンサー・カメラ等が積極的に配置されていますが、デジタルツインも同様に得られた情報からAIが分析することで、以前までの仮想空間よりも精密に、そしてリアルタイムに機器の状態をシミュレーションしています。

そして、従来では問題が起きてから調査し、初めて対策する事ができましたが、事前に現実世界で起きうる変化や問題に対策する事ができます。加えて、デジタルツインを活用することでCX（カスタマーエクスペリエンス）を改善することにもつながります。

デジタルツインのメリット

現実空間を仮想空間にシミュレーションしているデジタルツインですが、これを利用することにどのようなメリットが存在するのでしょうか。メリットを把握することで、活用できる現場・事例への理解を深めることにつながるため、続いてはメリットについて紹介していきます。

開発に大きく貢献する

まず一つ目は、開発に関する様々な要素に貢献する点があります。

通常、新しい製品を開発する際には、多大なコストや時間・労力を消費します。故に、アイディアの中から有力な候補のみに絞り、開発に移ることになります。しかし、想像できる範囲で開発される新製品では、新しい市場を開拓するほどの魅力を持った製品の開発は難しいと言えるでしょう。

そこで、このデジタルツインを利用することで、以下の恩恵が得られます
開発にかかる費用を大幅に削減する
実際に生産ラインを稼働させる必要がなく、製造時間の削減につながる
シミュレートして得られたフィードバックをすぐに次の開発へと活かせる
試行回数を増やせることによる品質の向上

コストの削減・開発にかかる時間や労力の削減により、今までは開発に進めなかったアイディアも、デジタルツインでなら開発に進みやすくなります。そして、その点から現時点では存在しない画期的な商品を開発しやすくなります。

問題を事前に察知できる

二つ目は、センサーなどから得られたデータによって、機器の状態を把握し、問題を事前に察知できる点にあります。

通常、生産ラインなどに問題が発生した場合は、調査という過程を踏んでから、初めて対処する事ができます。そして、調査や対処にかけられた時間の分だけ、作業が停止することになります。また、工場などではそう言ったリスクを防ぐために、頻繁にメンテナンスが行われます。

しかし、デジタルツインでシミュレーションを行えば、機器の状態を管理しやすくなることによって、メンテナンスの必要性を把握し、無駄を減らしやすくなります。また、仮に問題が発生したとしても、シミュレーションした結果から原因を把握する事ができるため、最低限の影響で問題に対処する事が可能になります。

デジタルツインの恩恵は、何も生産管理の現場だけではなく、CXにおいても大いに関係します。顧客に提供した機器から得られたデータを、デジタル空間にシミュレーションする事ができれば、バッテリーや部品の消耗具合を把握し、アフターサポートに活かす事ができます。

遠距離での作業支援が可能になる

三つ目は、データさえ得られればデジタル空間にシミュレーションできる関係から、離れた現場への作業支援が可能になる点があります。

現在、労働力不足や技術の継承問題・作業の効率化などでDXの推進が求められていますが、デジタルツインもそれらの問題を解決するための支えとなります。例えば、熟練の技術を持った技師は現場に赴いて作業するのではなく、デジタルツインでシミュレーションした結果から遠隔で指示を出す事が可能になります。

この点も同様に、CXに大きな恩恵を与えます。もし顧客の側で発生した問題が簡単に対処できる問題であれば、わざわざ原因を探り対処する必要はなく、指示を出すことで迅速に問題の対処にあたる事ができます。また、顧客の側で対処が難しい場合のみ、必要な技師を派遣するという効率化も図る事ができます。

デジタルツインを活用した事例

デジタルツインは生産ラインだけでなく、アフターサポートなどの点からCXにも大きな恩恵を与えるのですが、実際にどのような活用事例があるのでしょうか。事例を知ることでデジタルツインを導入したときのイメージにも繋がる為、続いては事例について紹介していきます。

乗り物における活用事例

航空機エンジンなども提供しているアメリカのGE（ゼネラル・エレクトリック）では、エンジンに200以上のセンサーを取り付け、常時AIで分析を行うことで、最適なタイミングでのメンテナンスに取り組んでいます。

同様に、電気自動車メーカーであるアメリカのテスラでも、製造する全ての自動車にデジタルツインを搭載し、車両の状態から気候条件も含む周辺環境データを収集することで、問題が発生しそうな時には遠隔で対応。アフターサポートに関わるCXを改善しています。

まちづくりにおける活用事例

国土交通省を主体として、日本全国の都市を3Dモデルとして再現するプロジェクトが行われています。その名もPLATEAU（プラトー）。オープンデータとして誰でも利用できるこの3Dモデルは、屋内センサーによって人の動きをモニタリングしたり、混雑状況の把握・ソーシャルディスタンス判定技術などを提供しています。

また、トヨタ自動車ではWoven City（ウーブン・シティ）というシステムを利用し、自動車やロボットに関する新しい技術の開発に取り組みながら、自動車業界だけでなく社会問題を解決するための取り組みも行っています。

災害に対する活用事例

内閣府SIP（戦略的イノベーション創造プログラム）で推進されているプロジェクトの一つとして、CPS4Dがあります。これは災害時に発生した影響をデジタルツイン上で再現することで、これから発生する浸水に関する情報や優先して救助を行うべき箇所の判断に利用されます。

また、先ほど紹介したPLATEAUでも、水害時における避難シミュレーション・災害リスクを3Dで可視化・気候変動シミュレーションなどが行われています。

まとめ

今回は、デジタルツインについて紹介していきました。

従来の仮想空間と違い、現実世界におけるセンサーから得られたデータを活用することで、精密に再現されたシミュレーションは、開発におけるコスト削減から、CX向上・事前の問題解決などに繋がっています。