デジタルツインは、現実のオブジェクトやシステムのデジタルレプリカと見なされています。それは、実際の世界での性能に関する多くの情報を提供するかもしれません。
技術4.0時代における科学技術の発展は、多くの分野に変動をもたらしました。現代の技術の風景を作り出すのに貢献する重要な技術の一つがデジタルツインです。以下のBAP ITの記事は、それについての情報を提供します！
1. デジタルツインとは何ですか？どのように機能しますか？
デジタルツインによる技術革命の第一歩 (出典: Tino Group JSC)
デジタルツインの概念は2000年代初頭に初めて登場しましたが、IT専門家は長い間この技術を利用しており、その人気はますます高まっています。デジタルツインは、ここ数年で最も未来的で議論の多い新技術の一つです。
デジタルツインは、現実のオブジェクトやシステムのデジタルレプリカと見なされています。それは、実際の世界での性能に関する多くの情報を提供するかもしれません。シミュレーションとリアルタイムデータを使用して、デジタルツイン技術は製品やシステムの寿命中に追跡します。そこから、実際のシステムに関する意見を形成するためにエンジニアをより正確に支援します。
デジタルツインはどのように機能しますか？
デジタルツインのライフサイクルは、データサイエンスの専門家が物理システムの物理特性と運用データを研究し、元の現実をシミュレートする数学モデルを開発することから始まります。
このデジタルツイン技術の設計者たちは、仮想コンピューターモデルが実際のバージョンからデータを収集するセンサーからの入力を得ることを期待しています。これにより、デジタルフォームは実際に起こっていることをリアルタイムで複製できます。これにより、包括的な性能統計とあらゆる可能な問題を得ることができます。
2. デジタルツインの利点と欠点
デジタルツインの全体的な利点と限界を考慮すべきです (出典: Vina Aspire)
デジタルツインの利点
- 先見の明がある技術
デジタルツインは、将来において高速な変化を生み出す可能性を秘めた先進技術です。現在の運用状況に関する貴重な洞察を提供しますが、将来のシナリオを予測するために使用すると、工学の実践を大いに進展させます。
- 開発の迅速化
デジタルツインはテストと開発プロセスを加速するだけでなく、迅速な変更を可能にします。エンジニアはデジタルツインを作成して蓄積された情報を活用することで、新しいプロジェクトを開始する際に時間と労力を節約できます。参照モデルのライブラリを利用できることは非常に時間を節約できます。
- 暗黙知のエンコード
デジタルツイン技術を使用することで、通常は失われる知識がより徹底的に保存される可能性があります。毎年、多くの貴重な情報が退職や業務の終了に伴い失われます。
過去のプロジェクトからのデータと洞察を得るための徹底的なアプローチは、デジタルツインのアーキテクチャで使用されるすべてのシステム相互作用を完全にモデル化することかもしれません。エンジニアは、後続の追跡、トレース、および参照のために重要なデータをデジタルツインに保存する機会を得るでしょう。
デジタルツインの欠点
- デジタルインフラストラクチャ
必要なデジタルインフラストラクチャは、デジタルツインが直面する主な課題の一つです。デジタルツイン技術は、機能するためにモデルベースの環境を必要とします。企業がまだ持っていない場合は、デジタル環境を作成する必要があります。
理想的な環境を作り出すのは難しいかもしれません。ほとんどの企業は完全に互換性のあるように設計されていない異なるソフトウェアと技術を使用しています。適切な接続を設定することは可能ですが、それには努力とお金がかかります。
- メンテナンス
デジタルツインが形成されたら、維持しなければなりません。物理的なアイテムは、運用状況、年齢、摩耗などのさまざまな理由でデジタルツインと異なることがあります。デジタルツインがメンテナンスされず、物理的なバージョンで発生する変化をキャッチしない場合、それは実際のアイテムの正確な描写ではなくなります。
デジタルツインの維持は困難です。デジタル資産が物理的資産と同じレベルの注意とメンテナンスを受けないため、多くのデジタルツイン採用の取り組みは失敗します。
3. デジタルツイン技術はどのように医療、製造業、スマートシティ産業をサポートしていますか？
デジタルツインからさまざまな産業がどのように恩恵を受けているか (出典: Tạp chí tự động hóa)
- 製造業: デジタルツインは、製造をより効率的かつ合理化し、処理時間を短縮することができます。
例:
自動車業界では、生産ラインのデジタルツインが機器の故障を予測し防止し、メンテナンスを最適化し、最高品質の製品を保証します。実際に製造プロセスが行われる前にシミュレーションすることで、企業は潜在的な問題を検出して修正し、製造に関連する時間とコストを削減することができます。
- 医療: 医療業界は、臓器提供、外科手術のトレーニング、手術リスクの最小化などの治療においてデジタルツインから恩恵を受けています。
例:
グレートオーモンドストリート病院（英国）は、デジタルツインを使用して子供の患者の心臓をシミュレートしました。手術前に医師はバーチャルモデル上でさまざまな介入をテストし、手術の準備をよりよく行い、成功の可能性を高めることができます。これは、各ステップが慎重に考慮されるべき複雑な状況で特に有用です。
- スマートシティ: デジタルツインは、都市が経済的、環境的、社会的により持続可能になるのを支援するためにも使用できます。仮想モデルに頼ることで、計画の決定をサポートし、現代都市が直面する複雑な問題に対する解決策を提供できます。
例:
シンガポールでは、政府がデジタルツインを使用してインフラ、交通、環境をシミュレートおよび管理しています。たとえば、このシステムは異なる交通シナリオをシミュレートし、適切な交通制御措置を提供することで交通渋滞を予測し、軽減するのに役立ちます。
4. AI、ビッグデータ、IoTがデジタルツインの機能向上に果たす役割
現代の技術はデジタルツインの効果を向上させるためにどのような役割を果たしているのでしょうか？ (出典: CMC Consulting)
AIがデジタルツインの効率を向上させる
- 分析と予測:
AIはデジタルツインからの大量のデータを処理する上で重要な役割を果たし、隠れたパターンやトレンドを検出するのに役立ちます。これにより、物理システムのパフォーマンスや健康状態に関する洞察が得られます。同時に、AIは将来の問題を予測し、積極的なメンテナンスをサポートし、望ましくないダウンタイムを最小限に抑える能力を持っています。
- 運用の最適化:
AIはデジタルツインからの情報を使用してプロセスや運用を改善し、全体的な効率と効果を向上させます。さらに、AIはリアルタイムデータに基づいて意思決定プロセスを自動化し、人間の介入を減らし、緊急事態における対応速度を向上させます。
ビッグデータがデジタルツインに与える影響
- データ収集と保存:
ビッグデータは、IoTセンサー、管理システム、外部ソースなど、さまざまなソースから大量のデータを収集・保存する可能性を開きます。ビッグデータストレージシステムは膨大なデータを処理・保存できるため、デジタルツインモデルが効率的かつ正確に動作するために必要なすべての情報を常に持つことができます。
- 複雑なデータ分析:
ビッグデータは複雑なデータセットを処理・分析するための強力なツールを提供し、デジタルツインモデルの精度とパフォーマンスを向上させます。さらに、ビッグデータのおかげで、多くの異なるソースからのデータを統合することで、物理システムに対するより深く包括的な見方が可能になり、より賢明な意思決定ができるようになります。
IoTがデジタルツインを最適化する
- リアルタイムデータ収集:
IoTは物理システムからリアルタイムデータを収集するセンサーやデバイスのネットワークを提供する可能性があります。これにより、デジタルツインモデルが常にシステムの現在の状態を正確に反映することが保証されます。常時接続のおかげで、IoTはデータが途切れなくスムーズに流れることを保証し、デジタルツインのための最新かつ正確な情報を維持するのに役立ちます。
- 遠隔監視と制御:
IoTは物理システムの継続的な監視を可能にし、デジタルツインに即座にデータを提供することで、監視をこれまで以上に簡単にします。さらに、デジタルツインからの情報に基づく遠隔制御機能により、IoTは管理と運用の能力を向上させ、柔軟かつ効果的なシステム調整を促進します。
5. デジタルツインの未来
デジタルツイン技術の存在により発展する未来のビジョン (出典: Intellias)
統合されたデジタルツインは、複雑なプロセス、施設、および設備のデジタルおよび物理的な視点を提供する技術であり、資産集約型企業の景観を変えています。デジタルツインは、新しいスキルを継続的に学習することで、産業企業に効率的な製品および手順の開発を支援する洞察を迅速に提供できます。
企業や組織はすでにモノのインターネット (IoT) を活用しており、デジタルツインはデジタルトランスフォーメーションの次のステップと見なされています。これにより、生産性の向上、プロセスの効率化、問題の早期発見、および将来の革新的なソリューションの開発が可能になります。業務運営の成果だけでなく従業員の成果も向上させたい場合は、デジタルツインの導入を検討する必要があります。
6. 結論
BAP ITが提供する情報が、読者および企業がデジタルツイン技術とその実際の応用について理解するのに役立つことを願っています。デジタルツインを業務運営に適用することは簡単ではなく、明確なプロセス、深い理解、および十分なインフラストラクチャを備えていることが企業には求められます。したがって、デジタルツインを実装する前に、インフラストラクチャの要件が十分に満たされているかどうかを確認する必要があります。
BAP ITは、企業のデジタルトランスフォーメーションに多くの経験を持っています。さらに、BAP ITはIoT、SAP、ERP技術のコンサルティングおよび実装ソリューションも提供しています。興味のある企業は、ぜひBAP ITに連絡してアドバイスやサポートを受けてください。
