デジタルツインが目指す仮想空間の新たな活用法とは

仮想空間に現実世界と瓜二つの空間を構築し、現実世界ではできないことを気軽に実現する技術の「デジタルツイン」構想は、今や現実のものとなりました。SF映画に登場するようなデジタルツインの技術は、どのように私たちの生活に貢献してくれるのでしょうか。 What-is-Digital-twins-Onetech

デジタルツインとは

デジタルツインは、現実世界の建物や製造物、あるいは空間全てをサイバー空間に再現し、現実世界さながらのシミュレーションを仮想的に実現することができる技術です。

デジタルツインとCPS

デジタルツインの実現にあたり、大きく貢献しているのがサイバーフィジカルシステム、通称CPSと呼ばれる技術です。 CPSは、現実世界に存在するあらゆるデータを収集し、それらをサイバー空間で処理して再現することを可能にしてくれます。データによって現実世界のあらゆるオブジェクトや事象を数値化することにより、デジタルツインは実現するという手順です。 デジタルツインは、単にコンピューターに現実世界の写真などを読み込ませるだけでは成立しません。正確な現実世界の再現のためには、大規模なデータ収集と処理を行える環境を用意する必要があります。

IoTと5Gで実現するデジタルツイン

そんなCPSを達成するために不可欠なのが、IoT技術です。 IoTはあらゆるセンサーをネットワークに接続し、集中管理でデータをインプットすることができる技術ですが、人間や交通機関、建物にセンサーを取り付け、データを集めることによって、優れたデジタルツインを実現することが可能になります。 IoTと5Gで実現するデジタルツイン IoTを使えば、一挙に膨大な数の現実世界のデータを収集することができるようになりますが、さらにこの通信を迅速に促してくれるのが、5Gの力です。 次世代の高速通信を可能にする5Gによって、これまでにない速度でインプットしたデータをリアルタイムに送信できることで、より詳細なデータの送受信が可能になります。 実際に現実世界を模倣したサイバー空間を体験する際にも、現実世界のように滑らかな体験をどこでも実感することができるようになるでしょう。

デジタルツインの実現で得られるメリット

デジタルツインが実現することにより、エンターテイメントの枠が広がるだけでなく、産業にも大きな影響を与えます。

設計や製造のコストダウン

一つ目は、設計・製造におけるコストの削減効果です。これまではプロトタイプの製品を実際に製作してトライアルやシミュレーションを行なっていましたが、これらは材料費がかかり、製造に時間を要することから、改善の余地がある業務でもありました。 しかし、デジタルツインの実現によって、まだ実際に製造の前段階にある3Dの設計モデルをサイバー空間で試験運用することができれば、製造コストは大幅に抑えることができます。 本当に製品化の一歩手前まできたプロトタイプのみをフィジカルに落とし込めば良いため、製造の現場は飛躍的な変化を遂げるでしょう。

管理業務の生産性向上

また、デジタルツインは実際の施工や製造現場における管理業務にも良い影響をもたらしてくれます。 施工の現場で起こりうるリスクのシミュレーションや、どのような人とモノの移動が発生しうるかをあらかじめ把握しておくことで、適切な人員配置、あるいは無人化の実現も可能になるでしょう。 建築で役立つBIMとは？モデルを活用するメリットや活用事例 BIMモデルや現実を模倣した3Dマップをロボットに読み込ませることで、点検業務や作業労働の大半は自動化することも可能です。将来、デジタルツインが普及すれば、ほぼ無人の建設現場を目にすることも増えてくるでしょう。

デジタルツインの恩恵を受ける業界は

デジタルツインの実現により、いくつかの業界は真っ先に恩恵を受けることになる、あるいはすでに恩恵が生まれている様子がうかがえます。

製造業

例えば、製造業はデジタルツインと非常に相性の良い業界であると言われる代表格です。 3D CADとBIMの違い 製品の試作段階におけるシミュレーション精度の向上や、試作に伴う物理的なコストの削減により、生産性や商品開発のスピード、および精度は飛躍的に向上するでしょう。 人員配置の見直しにより、労働人口の減少にも対応することができます。

建設業

建設業も製造業と同様、モノを扱う業界であるだけに、デジタルツインの恩恵が大きな業種です。 建設物の施工における生産性の向上、さらには竣工後の建物の維持管理にもBIMデータなどを役立て、効率的な管理を実現できるため、頼もしい技術となるでしょう。 鹿島建設では、すでにデジタルツインを建設のすべてのフェーズに活用するプロジェクトも進んでいます。 参考：鹿島建設「日本初！建物の全てのフェーズでBIMによる「デジタルツイン」を実現」 https://www.kajima.co.jp/news/press/202005/11a1-j.htm

ONETECHのデジタルツインの取り組み

デジタルツインの活用として、本アプリは作業者と遠隔地にいるエキスパートとリアルタイムで作業の状況を共有することができます。作業者が知識が乏しい状態でもエキスパートからの遠隔支援することで正確な作業をすることができます。インフラ、製造業、医療などの停止することのできないシステムを持っている現場など流通、物流、倉庫、製造、建設、検品など様々な分野での応用が見込まれます。人手不足による、教育や研修時間が十分に確保できない問題や移動時間をできるだけ短縮したいなどの課題解決になります。今回のアップデートでARマニュアル機能と、セブンセグメントのデジタル数値を認識する機能をアップデートしました。

デジタルツインの活用例：Microsoft HoloLens2(ホロレンズ2)　遠隔支援MRアプリデモ

バージョンアップ、デジタルツインの活用：Microsoft HoloLens2(ホロレンズ2)　遠隔支援MRアプリデモ https://youtu.be/4764IGEDLbA  

おわりに

デジタルツインは物づくりの現場を中心に、日本国内でもすでに運用が始まっている先端技術です。 その背景には5G活用やIoTの普及など、先端技術の併用が鍵を握っている点にも目が離せないところです。