デジタルツインとは?

デジタルツインとは、見た目や挙動が実際の対象物とまったく同じ、物理的なアセット、プロセス、システム、環境の動的なバーチャルコピーのことです。デジタルツインは、データを取り込み、プロセスを複製することで、実際の製品で生み出される業績や発生する可能性がある問題を予測できるようにします。

デジタルツインのしくみ

デジタルツインの力は、現実世界のアセットを現実世界のデータとつなぐことで生み出されます。これにより、それらアセットをより適切に可視化できます。デジタルツインにより、部門横断的なチームがインタラクティブかつ没入感のある形で協力して、複雑なシステムを設計、構築、テスト、展開、運用することができます。企業が過去について理解を深め、現在の状況を確認し、未来に問題が発生するのを防ぐのに役立ちます。販売とマーケティングに関するインサイト、分析、シミュレーション、予測を通じて、情報に基づく意思決定が可能になります。

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Image courtesy of Sitowise

デジタルツインの概要

デジタルツインの作成方法

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。人間の知覚よりも早くインタラクティブコンテンツを生成するコンピューターグラフィックステクノロジーであるリアルタイム 3D を利用するデジタルツインは、複数のソースのデータ(情報とモデルの両方)を実物そっくりなインタラクティブビジュアライゼーションとして収集、整理、提示することもできます。 

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。デジタルツインの範囲は、製品コンポーネントの 3D モデルから、1 つの街ほど広大なネットワークやシステムの緻密な表現まで及び、各コンポーネントはそれぞれ動的にエンジニアリングデータ、建設データ、運用データにリンクされています。

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。

デジタルツインテクノロジーの歴史

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 年代には、3D CAD を使用したパラメトリックモデリングやシミュレーションにより、相互に接続されたオブジェクトのデータベースなど、より複雑なアセンブリをよりインテリジェントな方法で設計できるようになりました。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。

 

デジタルツインを使用するメリット

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。デジタルツインが成熟するにつれて、メンテナンスコストの削減、プロセスの変更に関してより多くの情報に基づく意思決定が可能になることで潜在的に大きな節約につながる、メンテナンスと運用効率の改善などのメリットを享受できます。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。

デジタルツインで実行できる安全トレーニング、品質保証、品質管理により、建設業界の事故やミスの発生数が大幅に減りました。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。

デジタルツインの課題

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。

デジタルツインの未来

製品、設備、工場、建築物、街はますます現実世界のものだけではなくなっており、仮想世界にもそれらに対応するものが存在します。人々のデジタルツインでさえ存在します。私たちはインターネット(およびシステム、デバイス、人々のつながり)の次のイテレーションをリアルタイム 3D を介したメタバースの中で体験することになります。 

メタバースは、それが施設の更新を管理することや、乗物の購入をカスタマイズすることであっても、クロスデジタル空間やハイブリッドリアリティ空間での没入型体験に関して無数のチャンスがある、新たな経済を解き放ちます。

現実世界でのデジタルツイン

デジタルツインを活用している幅広い業界と、影響力を発揮するためにそれらをどのように活用しているか、そのさまざまな方法を紹介します。

スマートで持続可能かつ安全なまちづくり
スマートシティ

より安全な日常生活環境を作り出すために、Sitowise がデジタルツインシミュレーションを使用して将来のインフラや建物をどのように再考しているのかについてご覧ください。

まちづくりを再考する
政府

パリの進化するデジタルツインは、新しい光で街を照らし、そこに住む人々をまちづくりに夢中にさせています。

ゲーミングからデジタルツインまで
テクノロジー

現実世界のオブジェクトや街に加えて、人々のデジタルツインを制作するのに、Unity がリアルタイム 3D テクノロジーをどのように活用しているかをご覧ください。

インフラ業界向けの没入型のビジュアライゼーション
再生可能エネルギー

南アフリカの技術コンサルティング会社 Zutari が持続可能なエネルギーソリューションの制作に Unity をどのように活用しているかをご覧ください。

新たな病院施設のシミュレーション
ヘルスケア

Mortenson は AEC(建築設計、エンジニアリング、建設)業界の医療プロジェクトの高いコストとリスクを抑える方法を見つけ出しました。病院設計のレベルアップにインタラクティブ VR をどのように活用しているかをご覧ください。

デザインと製造の合理化
アパレル

フットウェアの制作や販売を行う Deckers Brands は、RestAR の 3D テクノロジーを活用することで、同社の製造ワークフローを合理化し、時間、コスト、リソースを節約しています。

リアルタイムでのコンセプトと結果の可視化
自動車

Volvo Cars はインタラクティブリアルタイム 3D を活用することで、自動車業界の自動車の設計、エンジニアリング、製造、販売手法を変えています。

インタラクティブ 3D での設計レビュー
建築設計

英国に拠点を置く建築設計事務所 P+HS Architects は、Unity Reflect Review などのテクノロジーを使用して 3D フォームを操作することで、貴重な時間を節約しています。

3D マーケティングで顧客を魅了する
製造

Arksen が canVERSE とパートナーシップを締結し、Unity Forma をどのように活用して最新の海洋探索船をリアルタイム 3D で披露しているかをご覧ください。

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よくあるご質問

デジタルツインとモノのインターネット(IoT)の関係はどのようになっていますか?

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)デバイスは現実世界のリアルタイムデータを収集します。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インサイト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潜在的な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。

デジタルツインはどのような業界で使用されていますか?

デジタルツインのイニシアチブの使用に関して最も成功を収めており、最もポテンシャルを見出している業界として、製造、自動車、建築設計、エンジニアリング、建設、エネルギー生産、シミュレーショントレーニング、ヘルスケアサービス、都市計画などが挙げられます。

デジタルツインテクノロジーはなぜ重要なのでしょうか?

デジタルツインは製品の設計、製造、使用、メンテナンス方法に変革をもたらしました。デジタルツインのイニシアチブにより、豊富なデータにアクセスできるようになり、安全性、持続可能性、効果的な運用、アセットの最適な活用、生産性アップや増収などの主要業績に関して、情報に基づく意思決定が可能になります。

技術的な専門知識やエンジニアリングインフラストラクチャがない場合はどうすればよいですか?

Unity の Accelerate Solutions チームがサポートします。豊富な知識を備えたエンジニア、業界のエキスパート、ソリューションアーキテクトで構成される Accelerate Solutions が、皆さんと連携して企業のデジタルトランスフォーメーションを、その企業のチームで管理できる機能しているインフラストラクチャは変えることなく、計画を立てて進めることができます。

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