デジタルツインとは？

デジタル ツインは、幅広い可能性を探求し、複雑な現実世界のシステムをより深く理解できるようにするエキサイティングなテクノロジーです。 物理エンティティとプロセスのこの仮想表現は、実空間の物理エンティティ、ソフトウェア形式のデジタル ツイン、そして最後に、これら XNUMX つの要素をリンクするデータという XNUMX つの主要なコンポーネントで構成されます。 デジタルツインはすでに多くの業界でコスト削減と効率向上の両方に使用されており、私たちの能力をさらに向上させる可能性がますます明らかになってきています。

デジタル ツインを使用すると、組織は物理オブジェクトのパフォーマンスについて前例のない洞察を得ることができます。 さまざまなデータ生成センサーをオブジェクトに取り付け、その情報を処理システムに中継することで、リアルタイム データがアップロードされ分析されるにつれて、仮想コピーを継続的に改善できます。 洞察を生成するこの機能は、エネルギー出力や温度制御などの分野で改善を求める組織に効果的なソリューションを提供します。

この基盤となるのは、シミュレーションとパフォーマンスの問題の調査を使用して、これらの改善を元のオブジェクトに実際に実装する前に通知する効率的なアプローチであり、これらの変換に関連するコストと時間を大幅に削減します。

デジタルツインとシミュレーションの違い

デジタル ツインとシミュレーションはどちらも、システムの複雑さを研究するための強力なツールです。 どちらもデジタル モデルを利用してシステムの機能を研究および複製しますが、主な違いはスケールにあります。シミュレーションは通常 XNUMX つのプロセスに焦点を当てますが、デジタル ツインを使用して複数のシミュレーションを実行し、複雑な操作をより全体的に把握できます。

デジタル ツインは静的なモデルをはるかに超えたものであり、分析用にはるかに豊富な情報セットを提供する対話型環境を提供します。 この仮想空間を利用することで、ユーザーはさまざまなシナリオでシステムがどのように機能するかをより正確に評価でき、多くの場合、企業が情報に基づいてより適切な意思決定を行うことを可能にする貴重な洞察が得られます。

シミュレーションとデジタル ツインの違いは、この文脈を超えて広がります。 シミュレーションには、精度を測定するためのリアルタイムのフィードバック データがありません。一方、デジタル ツインは、オブジェクト センサーからデータを取り込み、それから得られた洞察を同じソースと共有することで、双方向に通信するように設定されています。 デジタルツインによって実現されるこの構造は、より正確なモデルと応答を生成するのに役立ち、ユーザーは即座に実用的なインテリジェンスにアクセスできるようになります。

デジタル ツインは、組織が現実世界の潜在的な結果をシミュレーションして計画する方法に革命をもたらしていることが証明されています。 仮想環境と利用可能な強化されたコンピューティング能力を活用し、さらに幅広い分野から収集されたより最新のデータにアクセスできるため、デジタル ツインは従来のシミュレーションよりも広範囲の点から問題を評価できます。 この機能の向上により、製品、計画、プロセスを大幅に強化する実質的に無限の可能性がもたらされます。

デジタル ツインは、組織が現実世界の潜在的な結果をシミュレーションして計画する方法に革命をもたらしています。 仮想環境と利用可能な強化されたコンピューティング能力を活用し、さらに幅広い分野から収集されたより最新のデータにアクセスできるため、デジタル ツインは従来のシミュレーションよりも広範囲の点から問題を評価できます。 この機能の向上により、製品、計画、プロセスを大幅に強化する実質的に無限の可能性がもたらされます。

デジタルツインの種類

デジタル ツインを分類するにはさまざまな方法がありますが、最も一般的なタイプと方法には次のようなものがあります。

コンポーネントツイン

コンポーネント ツインは、システムまたは製品の個々の部品のデジタル レプリカであり、実際のアプリケーションでの耐久性を確保するためのオプションを提供します。 これらのデジタル モデルを通じて、設計者やエンジニアは、使用中に個々の部品が遭遇する可能性のある動的なシナリオをシミュレートできます。

この実践により、部品の完全性を評価し、信頼性を保証するために必要な改善を行うことができます。 シミュレートされたシナリオは、部品が経験する可能性のあるさまざまなレベルの応力と熱を表すことができるため、設計者は仕様を適切に調整できます。 コンポーネント ツインを使用すると、潜在的な弱点を実際に存在する前に特定することができます。

アセットツインズ

アセット ツイン (製品ツイン) は、物理的な製品とそのさまざまなコンポーネントの動作を視覚化する独自の方法を提供します。 現実世界の製品の仮想化体を提供することにより、アセット ツインを使用すると、エンジニアリングやメンテナンスなどのさまざまな分野の専門家が、システムがどのように連携するかについて洞察を得ることができます。

たとえば、資産ツインを効果的に利用すると、風力タービンのパフォーマンスを監視し、定期的な磨耗によりどのコンポーネントが最も故障しやすいかを特定できます。 このように、資産ツインは、さまざまな業界のマシンの健全性を評価するのに非常に貴重であることが判明する可能性があります。

システムツイン

システム ツイン (ユニット ツインとも呼ばれます) は、相互に関連する多くの製品で構成されるシステムの仮想表現を提供します。 個々の製品とその相互作用を複雑なシステムの一部としてモデル化することで、効率と生産性を向上させる機会を特定することができます。 システム ツインは、組織が製品と顧客の需要の関係を洞察するためのレンズとして機能し、パフォーマンスを最大化するためにプロセスを最適化できるようにします。

これにより運用の可視性が向上するため、企業は問題解決に対してより積極的なアプローチをとり、すべてのコンポーネントが相互に調和して動作していることを確認できます。 この強力なテクノロジーは、資産がどのように相互作用し、現在のシステムを改善するかを理解することで効率を向上させる素晴らしい機会を企業に提供します。

プロセスツイン

プロセス ツインの概念は、ビジネス オーナーや意思決定者にデジタル ソリューションに関する刺激的な新しい視点を提供します。 プロセス ツインを使用すると、大規模システムから細部に至るまで、あらゆるレベルの操作をモデル化できます。 これにより、企業は潜在的な問題に対する予測的な洞察を獲得し、現在のパターンまたは想定されたシナリオに基づいて推奨事項とアクション プランを開発し、生産モデルを最適化して最大限の効率を確保することができます。

プロセス ツインは、製造などの業界における最新の相互接続システムの見方に新たな革命をもたらし、進化し続ける市場で競争力を維持しようとする組織内の俊敏性の促進に役立ちます。

デジタルツインのメリット

デジタルツインには、物理​​的な側面に取り組むコストやリスクの削減など、さまざまなメリットがあります。

デジタル ツインのその他の主な利点には次のようなものがあります。

効率の向上

デジタルツインは、マルチパートシステム全体の自動監視を可能にすることで、ポストプロダクション後の現実世界の製造プロセスに伴う頭痛の種を軽減できます。 デジタル モデルを使用して物理的な生産システムをミラーリングすることにより、メーカーはプロセスのすべての段階で最高のパフォーマンスと効率を確保することに、より積極的に取り組むことができます。

デジタル ツインは、手動プロセスでは到底太刀打ちできないレベルの透明性と柔軟性を提供します。 機械の動作に対する軽微な変動や意図しない結果を迅速に評価できるため、経営幹部は情報に基づいた意思決定を行い、組織のパフォーマンスを継続的に向上させることができます。 これらすべてにより、デジタルツインは、最適な歩留まりとエネルギー節約を目指す現代の製造業者にとって強力な手段として機能する理想的な位置に置かれています。

より良い研究開発

研究や設計上の意思決定に情報を提供するためにデジタルツインを使用することは、製品の予想されるパフォーマンス結果に関する包括的なデータとレポートを生成できるため、ますます一般的になってきています。

この豊富なデータにより、驚くべき洞察が得られ、企業は高価な生産プロセスを開始することなく、潜在的な製品改良に関して情報に基づいた意思決定を行うことができます。 デジタルツインを使用すると、企業は大規模な製造に投資する前に、さまざまなシナリオやアプリケーションで製品がどのように機能するかについて明確なアイデアを得ることができます。 これは、お金とリソースの節約に役立つだけでなく、企業が試行錯誤よりも洗練を重視するため、顧客が高品質の製品を確実に受け取ることができます。

生産終了製品

デジタル ツインは、メーカーにとって製品ライフサイクルを効率的かつ効果的に管理するための貴重なツールです。 この情報を使用して製品処理の最終ステップを最適化し、コストを削減し、法規制への準拠を確保できます。 デジタルツインを使用すると、メーカーは材料の組成を分析し、耐用年数が終了した段階で製品から何が採取できるかについて洞察を得ることができます。つまり、材料をいつどのようにリサイクルまたは再利用するかを決定できることになります。

この知識は、コストを削減し、二酸化炭素排出量を削減し、持続可能性への取り組みのための新しい方法論を推進する上で、プラスの長期的な影響を与える可能性があります。

その他の利点

デジタルツインのその他のメリットとしては、運用効率の向上、機器の稼働時間の延長、監視とシミュレーションによる信頼性と可用性の向上、メンテナンスコストの削減、継続的な改善などが挙げられます。

デジタルツインの使用例

デジタルツインに最も依存している業界には次のようなものがあります。

• 製造業： 産業部門はデジタルツイン活用の最前線にあり、この分野では広範な導入が見られます。 メーカーは長年にわたり、仮想レプリカを使用してコンポーネント、製品、システム、工場全体をモデル化し、運用プロセスについて前例のない洞察を得ることができるようになりました。
• 健康管理： デジタルツインを通じて、医療専門家は現実世界の検査のリスクを回避しながら、診断と治療を最適化できるようになります。 電子医療記録、ゲノム配列データ、画像処理結果、その他の患者情報と匿名化された比較研究の洞察を活用することで、医療提供者はこれまで以上に高い精度で自信を持って患者にとって最適な治療選択肢を決定できるようになります。
• エネルギー： 電力会社は最先端のテクノロジーに取り組んでおり、発電所、送電網、さらには再生可能エネルギー システムに革命をもたらすデジタル ツインを模索しています。 この革新的なアプローチにより、カーボンニュートラルに向けた重要な一歩である太陽光発電設備や風力発電所の効率を最大化するために、メンテナンスプロトコルや生産監視に対する前例のない制御が可能になります。 将来的には、電力網全体がプロセス デジタル ツインで複製される可能性があります。
• 都市計画： デジタルツインのテクノロジーを通じて、都市と大規模な建設プロジェクトをデジタル接続してインフラストラクチャを改善できます。 AI 分析と IoT テクノロジーを活用することで、国家規模で交通サービスを最適化しながら、エネルギー効率を向上させるスマート シティの取り組みが可能になります。
• 小売と電子商取引: 小売業者はデジタルツインを活用して、実店舗での商品配置やカスタマージャーニーの最適化から、仮想店舗モデルを通じたオンラインエンゲージメントの推進まで、ショッピングエクスペリエンスを変革しています。 このイノベーションは、前例のない詳細でレンダリングされた 3D 画像によってビジュアルにも革命をもたらし、超現実的な視聴体験を生み出します。