デジタルツインを推進する開発パートナー選びのポイント

「デジタルツイン」という用語を聞いたことがありますでしょうか? 「デジタルツイン」は、最新のIT技術で、現実の世界から収集した多様な情報を、双子のようにIT機器内で再現する仕組みです。

近年、飛躍的に進歩しているIoT(モノのインターネット)を介して、リアルタイムに情報も取り込む仕組みです。

取り込みをした情報を基にして、製商品の不測事態発生の予知に役立てることができるようになりました。

たとえば、ひとつ製造工程を介して出荷された2つの製品があります。

出荷後の稼働状況・利用状況をIoT技術によりリアルタイムに状況の取り込みをして分析します。

当該の2つの製品の使途の違いを得ることができます。

このような稼働状況・利用状況の情報を蓄積することで、不測事態が発生する可能性を事前に予知できます。

不測事態が発生する前に使用の喚起させる黄色の信号・赤色の信号を点灯させるが可能になります。

製品の不測事態発生の予知をすることで、事前に対応策を施すことで収益率アップにつながります。

IoT関連業界に注視されている精査技法です。

これから、デジタルツインの概要やメリット、最新の移動通信技術とのかかわりを紹介していきます。

 

 

1.デジタルツインとは何か?

デジタルツインとは何か紹介します。

デジタルツインの英語表記は、Digital Twinで直訳すると「非アナログの双子」ですが、よくわかりません。

デジタルツインは、現実の世界にあるIT機器から収集した多様な情報を「双子」のように、コンピューター上で再現・構築する最新の技法を示します。

IT機器やIT設備の稼働状況や動作環境の実行履歴をリアルタイムで情報収集します。

その結果に基にして、コンピューター上の仮想空間に「仮想機器」「仮想設備」を再現・構築してシミュレーションをする仕組みです。

実際にIT機器やIT設備を稼動します。

その機器・設備の実行履歴情報を基にしたシミュレーションをする技法です。

現実の環境下で運用しているものと、そっくりな環境をコンピューター上の仮想空間につり出します。

現実環境と仮想環境とそっくりな状態にするため「ツイン(双子)」と称されています。

「デジタルツイン」では、現実の環境下で稼働しているアプリケーションと同様なアプリケーションを仮想空間で再現させます。

現実の環境下の状況に応じた不測事態発生の予知ができるようになりました。

 

 

2.デジタルツインの機能を紹介

「デジタルツイン」の機能を紹介します。

第1にリアルタイムで現実と仮想空間を連動します。

一般的なシミュレーションや総合試験は、想定可能な詳細の項目をテスト設計書(テスト仕様書)にして実施します。

その該当のテスト設計書は技術者の想定または、技術者のノウハウを蓄積したものになります。

そのため、現実の起きている事象にリンケージしているとは限りません。

結果的に、テスト設計書作成時点から実際の稼働までの時間差によって、想定外の不測事態が発生したとき、リアルタイムな対応が厳しい状況といえます。

しかし、「デジタルツイン」の仕組みを導入することで、現在稼働しているシステムやアプリケーションの実行情報をリアルタイムに取得することができます。

想定に基づいて作成したテスト設計書よりも現実的なシミュレーションや総合試験の実施が可能です。

第2に「デジタルツイン」とIoT(モノのインターネット)の連携に注視されるようになりました。

「デジタルツイン」が注視されるようになった経緯は、IoT技術の飛躍的な進歩にあるようです。

IoT技術は、最新IT機器に実装されることに留まらずに、家庭電化製品や業務用品・製造工場のエッジ機器・物流センターのベルトコンベヤーなどに実装するようになりました。

実装した機器から稼働情報を容易に取得することができるようになったので、企業・団体に広がりをみせています。

IoT(Internet of Things=モノのインターネット)は、エッジ機器やセンサー機器とインターネット介して通信することを示します。

たとえば、製造工場内のセンサー機器は技術者が定期的に点検してしましたが、センサー機器に通信機能を実装することで、現況の情報をリアルタイムに取得するように変遷しています。

その取得した情報を基にして、新製品の開発や新しい製造工程をシミュレーションすることが可能になりました。

この工程を「デジタルツイン」の仕組みが担うようになりました。

IoT技術の飛躍的進化に伴い、「デジタルツイン」の仕組みが広がり導入が検討されるようになっています。

 

 

3.デジタルツインの推進によるメリットを紹介

「デジタルツイン」の推進によるメリットを紹介します。

第1に設備保全のクオリティーが向上します。

「デジタルツイン」の導入効果は、不測事態発生に対応する保守・改修・保全のクオリティー向上が期待されています。

前章で紹介しました「デジタルツイン」は現実の環境下と同じ環境をコンピューター上の仮想空間に展開することができます。

不測事態発生の状況をコンピューター上の仮想空間で再現することができるので、障害箇所の特定に限らず、設計上の不具合や誤操作をしたときの稼働情報を詳細に取得できるようになりました。

そのため、リアルタイムに対応することが可能になりました。

従来にシミュレーションや総合試験は、リリース後の稼働情報を精査するために膨大な工数・実時間がかかりました。

しかし「デジタルツイン」導入により、製造からリリース後までの稼働情報を容易に取得できるので、改善・保全のクオリティーが向上しています。

第2にコスト削減です。

「デジタルツイン」は、現実の環境下とおなじ環境を仮想空間につくることができます。

製品の試作を仮想空間上で実施できます。

現物の試作品を製造することと比較すると、低コスト化が期待できます。

試作品の製造を繰り返しても開発コストが重荷になることがありません。

開発コスト削減に大きく貢献するといわれています。

第3にリスクを低減できます。

試作品のシミュレーション・総合試験を仮想空間上でおこなうことで、実際に試作品を製造してシミュレーション・総合試験をするよりも安全に作業をすすめることが可能になりました。

また、改新したシステムの入れ替え時のシミュレーションや、過去に生じた機能停止事象を事前にシミュレーション・総合試験に組み込み、仮想空間上で精査することできます。

第4に製造工程・生産工程を効率化することが期待されています。

「デジタルツイン」は、蓄積した製造・生産履歴に基づき生産体制の最適化を図ることに期待されています。

製造・生産業務の負荷となっている工程を可視化して改善することが可能になります。

改善することで、製造からリリースまでのリードタイムを短縮し、作業効率を上げることできます。

第5にアフターサービスが充実します。

リリース後の稼働状況を取得することで、安定稼働の確認をすることができます。

リリースした製品に使用されている部品の摩耗状況、製品本体の消耗具合を精査して、適切なアフターフォローを実施することが期待されています。

お客先様の使用情報を確認することで、お客先様の顧客サービス提供につながります。

 

 

4.5G技術がデジタルツインを加速化

5G技術がデジタルツインを加速化します。

5Gとは、次世代通信規格でファイブジーといいます。

5Gの商用サービス開始に伴い「デジタルツイン」導入が加速させるようです。

5Gは、現在並行稼働中の通信規格である4Gの100倍の通信速度にアップグレードします。

たとえば、1時間の動画のダウンロードが約2秒の処理時間に高速化されるのです。

超高速・大容量の通信は、ネットワーク環境に負荷をかけずにデータの送受信ができます。

一般家庭の家電製品・製造工場の膨大な数のセンサー・物流センターの自動仕分けをする情報の送受信が遅滞することなく高速化されるのです。

 

 

5.デジタルツインを推進する開発パートナー選びのポイント

「デジタルツイン」の導入は、現行の基幹システムの運用に影響を与えることはありません。

導入を検討しているときは「デジタルツイン」を導入した企業・団体の成功事例をヒアリングしましょう。

インターネットWebサイトに「デジタルツイン」導入事例が掲載されています。

また、企業・団体が導入している基幹システムを導入している開発パートナーに聞いてみましょう。

企業・団体の業務改革をするために、最新の事例を確認して事業継続に向けて役立ててみましょう。

「デジタルツイン」の導入は、企業・団体が導入している基幹システムの開発パートナーに事前相談してみることをお勧めします。

大手電機メーカー、ITベンダー企業、ITベンチャー企業は基幹システムをする部門以外に「デジタルツイン・仮想空間」をサポートする担当エンジニアをスタンバイさせています。

現行の基幹システムを導入した開発パートナーの営業担当やプロジェクト・マネージャーに相談してみましょう。

 

 

まとめ

「デジタルツイン」はものづくりに限らず、都市整備・交通インフラの適切な保全・保守・運用に貢献可能な仕組みといわれています。

5Gの商用サービスが開始とIoT機器の飛躍的進歩によって「デジタルツイン」を導入する企業・団体が活用するようと予想されています。

これから「デジタルツイン」という用語を耳にする機会が増えそうです。

 

 

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