デジタルツインとは

デジタルツインは、（BIM、CAD、GIS を介して）コンセプトモデルをインポートする、または現実世界の物理エンティティをスキャンすることで作成され、それらをエンタープライズデータやモノのインターネット（IoT）データを組み合わせて可視化し、分析します。人間の知覚よりも速い速度でインタラクティブなコンテンツを生成するコンピュータグラフィックス技術であるリアルタイム3Dを基盤とするDigital Twinsは、複数のデータソース（情報とモデルの両方）を収集・整理し、リアルでインタラクティブな可視化として提示することも可能です。

デジタルツインはアセットが現実世界で経験する動き、力、インタラクションをバーチャルで表現したものです。これにより、ユーザーの操作にリアルタイムで反応する三次元の動的なコンテンツとやり取りをすることができます。この仮想環境では、現実世界の条件、what-if シナリオや頭に思い浮かぶあらゆる状況を効果的に模倣し、その結果をモバイルデバイス、PC、拡張現実、混合現実、仮想現実（AR/MR/VR）デバイスなど、あらゆるプラットフォームで即座に可視化することができます。

デジタルツインのデプロイはそれぞれユニークです。多くの場合、デプロイは段階的に発生し、フェーズごとに複雑さとビジネスへの影響が増します。Digital Twinsは、3Dモデルの製品設定ツールから、都市規模の広大なネットワークやシステムの精密な表現に至るまで範囲が広く、その各コンポーネントは、エンジニアリング、建設、運用データ、および仮想設計と動的に連携しています。

さまざまな分野や場所にわたるチームが複雑なビルドを設計、エンジニアリング、構築、販売、そして最終的に運用およびメンテナンスを行う際に、デジタルツインはライフサイクルのあらゆる段階でチームが情報に基づいて意思決定をできるようにします。

デジタルツインを物理オブジェクトを研究する手段として使用するという基本思想は、1960 年代に初めて NASA によって導入されました。NASA は探索ミッションのために宇宙のシステムに合わせて、建造した宇宙船を地上で複製しました。このテクノロジーはアポロ 13 号のミッションで実際に使用されました。接続されたツインを通じて、宇宙管制センターは破損した宇宙船の状態に合わせてシミュレーションに迅速に変更を加え、宇宙飛行士を安全に帰還させる戦略のトラブルシューティングを行うことができました。

1970 年代初頭には、発電所などの大規模な施設を監視するのに、デジタルツインをほうふつさせるシステムとしてメインフレームコンピューターが使用されました。1980 年代には、AutoCAD などの製図用 2D CAD システムが登場し、あらゆるものをコンピューターで設計できるようになり、何百万人もの設計士やエンジニアによって即座に採用されました。

2000年代に入ると、パラメトリックモデリングやシミュレーションを行う機能を備えた3D CADにより、相互に接続されたオブジェクトのデータベースのような、より高度な手法で複雑なアセンブリの設計が可能になった。さらに 2010 年代中旬にまで駒を進めると、業界をリードするあらゆる 3D CAD ベンダーがクラウドに接続されたソリューションを立ち上げました。それらは当初はコラボレーションやプロジェクト管理に使用され、徐々にジェネレーティブデザインに使用されるようになりましたが、CAD ツールはデスクトップベースのままでした。

そして現在はリアルタイム 3D を利用するデジタルツインの時代に突入し、ダッシュボードや 3D モデルを超えて、あらゆるデバイスやプラットフォームで複数のソースからのデータを使用できるようになり、より優れたコラボレーション、ビジュアライゼーション、意思決定を可能にします。

デジタルツインのデプロイにより、ユーザーはデータへのアクセスが改善されたことにすぐに気づきます。Digital Twinsが成熟するにつれ、その他のメリットとして、メンテナンスコストの削減、大幅なコスト削減が見込める、より的確なプロセス変更の意思決定、およびメンテナンスと運用効率の向上が挙げられます。ある施設の製造、使用、メンテナンス中に発生するコストの 80% から 90% は設計段階で決まるため、最初から優れた設計が存在するとプロジェクトの生存期間全体にわたって大きな利益をもたらします。

デザイン業界でのデジタルツインの活用は、マルチユーザーのコラボレーションとコミュニケーションの改善につながっています。プリコンストラクションクライアントは、データをシームレスに集計し、取引を調整することができます。

Digital Twinsを活用して実施できる安全教育、品質保証、品質管理により、建設業界における事故やミスが大幅に減少しました。デジタルツインのイニシアチブをメンテナンスや運用に使用すると、運用の最適化、ダウンタイムの減少、メンテナンスと人員にかかるコストの減少などのメリットを享受できます。

リアルタイムでデータとやり取りできることで、設計、運用、メンテナンスに関わる意思決定方法が変化しています。リアルタイム 3D で複雑なオペレーションを可視化してシミュレーションを行う力により、ユーザーがアセットと対話する方法が進化し、地球上のすべての物理空間とアセットを作成、構築、運用する方法に変革をもたらしています。

デジタルツインとは、コンセプトモデル（BIM、CAD、GIS など）や物理エンティティ（製品や施設など）のスキャンから構築されたビジュアライゼーションのことです。モノのインターネット（IoT）とは、一意識別子（UID）を所有し、埋め込み型のテクノロジーが含まれる、物理オブジェクトのネットワークのことを指します。これにより、インターネットを介した他のオブジェクトとの通信、相互作用が可能になり、現実世界のリアルタイムデータを収集できます。デジタルツインは IoT データと統合されることで、ある特定の時点におけるアセットのパフォーマンスに関する分析情報を提供できるようになり、ユーザーが潜在的な業績を評価して解決策を計画するのを支援します。

デジタルツインは、IoT センサーやデータにアクセスすることで、仮想モデルの全体像をキャプチャし、より深いオペレーショナルインテリジェンスを解き放つことができます。例えば、エンジンのデジタルツインにはエンジンのパフォーマンス特性に関する情報が含まれている可能性があり、エンジニアはシミュレーションを実行して新しい設計をテストしたり、将来の変更による影響を測定したりできます。

デジタルツインの種類は多岐にわたりますが、すべてに共通する特徴がいくつかあります。物理オブジェクトや物理システムのデジタル表現を使用する点、デバイスがインターネット上で簡単に特定できるように UID が含まれている点、情報の交換とアクションの調整のためにそれ自体と物理 IoT デバイスの間の双方向のコミュニケーションが可能な点です。

膨大なデータを収集することと、それをインテリジェントな方法で消費することは、まったくの別物です。意思決定に関しては、データに基づくものが最も有用ですが、データの有用性はそれを活用してシミュレーションを行い、ビジネスシナリオの予測に役立てられるかどうかによって決まります。

デジタルトランスフォーメーションを経験するすべての企業は、生データを処理して活用する方法を見つけ出す前に、生データに溺れてしまうリスクを抱えています。今では、生データをキャプチャすることは、生データを処理すること、不要な部分をフィルターで除外すること、結合すること、アプリケーションのコンテキストに合わせてユーザーにとってわかりやすい情報に変換することと比較して、それほど難しいことではありません。

最も大きな課題は、情報の力を解き放つことです。エンタープライズデータや IoT データはデータベース、スプレッドシート、モデル（CAD、BIM、GIS）に埋もれてしまっています。リアルタイム 3D デジタルツインなら、そのようなデータに命を吹き込むことができます。

製品、設備、工場、建物、そして都市は、もはや単なる現実世界の存在にとどまらず、それらを忠実に再現した仮想の複製が存在するようになってきています。人々のデジタルツインでさえ存在します。私たちは、リアルタイム3Dを通じて、メタバースにおいてインターネットの新たなイテレーション――そしてシステム、デバイス、人々のつながり――を体験することになるでしょう。

メタバースは、施設の更新管理から自動車の購入カスタマイズに至るまで、クロスデジタルやハイブリッドリアリティスペースにおける没入型体験を通じて、3Dマーケティングなど数え切れないほどの機会をもたらし、新たな経済の可能性を切り拓いています。