デジタルツイン構築支援

デジタルツインとは、物理的な製品やプロセスをデジタル上でのモデルとして再現したものです。 この技術により、実世界の動作や状態をリアルタイムでモニタリング・分析することが可能となります。
例えば、工場の機械や建物、交通システムなど、さまざまな領域での適用が考えられます。 デジタルツインを利用することで、製品の開発から運用、保守に至るまでのライフサイクルを効率的に管理し、最適化することができるのです。

ユースケース（一例）

• 製造工場での予知保全、生産効率の改善
• エネルギー施設でのエラー予知、エネルギー効率UP
• スマートシティ分野での電力、交通状況のモニタリングと最適化

とくに製造業ではインダストリー4.0と呼ばれる分野でデジタルツインは1つの主要技術となっております。

このフェーズではデジタルツインを構築する目的を明確化します。
特にデジタルツイン開発はコストが多くかかる分野でもあるため、投資対効果を明確にすることは必要不可欠です。

デジタルツインでは大量のデータを常に現場から取得することになります。 ネットワークの帯域やデータ容量の設計などを通して最適なデータの量と周期を算出します。
最初から工程のすべてを取得しようとせず、一部の区間に限定して始めるのが良いでしょう。

取得するデータが決定した後は取得するために目的に合ったセンサーやカメラ等を設置し、データ収集基盤を構築します。
センサーを取得するだけではなく適切にPLCなどのデバイスでデータを取り込めるようにプログラムを準備することも求められます。 また、データをどこに取り溜めるかも重要なポイントです。パブリッククラウドにデータを格納することがIoTの分野などでは主流ですが、製造業など機密情報漏洩が懸念される業界ではオンプレミスでのデータ保管も視野に入れる必要があります。

製造業などでは海外をはじめとしたOPC-UAなどの国際規格などが広がりを見せています。これらの規格に対応したデータ収集基盤を構築することも今後重要となります。

このフェーズでは前フェーズで準備したセンサーやPLCからデータを取得するエッジデバイスを開発します。 場所や空間の制約を満たすことができるデバイスを選定する作業から始まります。
また、エッジデバイスで取得したデータをクラウドに送信するためのデータ前処理、暗号化などの設計も必要です。

デジタルツイン上でシミュレーションしたい事象を数値モデル化、CADなどによる3Dアセット化を行います。
製造業など、各業界ごとのオントロジーをベースとしたモデルも最近だと登場しておりますので、このあたりを活用することで効率的な開発もできます。
3Dアセット化の観点だと、現実のモノすべてを3Dなどに置き換えようとすると多大なコストが発生するので、2Dで十分な場合もあります。
場合によってはオープンデータやフォトグラメトリック等の技術を使用することも検討します。

最後は収集したデータを可視化するためのアプリケーションを開発します。 ここでは3Dモデルを表示したり、2Dモデルをリアルに表示することで現実とデジタル空間を分かりやすくリンクさせることができます。
また、データを可視化するだけではなく、データを分析して予測や最適化を行う機能も実装します。

本アプリケーションはUnityを用いた開発やWebGL、Three.jsなどを用いて開発するケースが多く、 アプリケーションの要件に応じて検討します。
最近だとAzure Digital Twins, AWS Twin Makerなどのデジタルツイン構築のためのプラットフォームも登場しています。

アプリケーション開発後は速やかに現場に投入し運用を開始することでフィードバックを得て、 デジタルツインの仕組み自体のPDCAを回していきます。

当社は製造業でのデジタルツイン構築経験を活かし、要件定義から運用までの一連のフェーズをサポートします。
特に最初は何から始めたら良いかが不明瞭なケースが多いですので、コンサルティングからサポートさせていただきます。

デジタルツインは国内ではまだまだマイナーな存在ですが、今後必ず発展する分野の1つです。 当社はデジタルツイン構築の経験を活かしてお客様のビジネスをサポートします。
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