IoTの可能性を最大限に引き出す鍵 - デジタルツイン
世界がより接続された未来に向かって進むにつれて、モノのインターネット（IoT）テクノロジーは私たちの生活においてますます重要な役割を果たしています。IoTデバイスは、構築環境の自動化、エネルギー効率の最適化、安全条件の強化に使用されています。この指数関数的な成長により、IoTデバイスのパフォーマンスの管理と最適化はますます複雑で要求が厳しくなっています。そこで登場するのがデジタルツインであり、IoTの可能性を最大限に引き出すための鍵を握る画期的なコンセプトです。
簡単に言えば、デジタルツインは、物理的なオブジェクト、プロセス、またはシステムの仮想的な正確な対応物（または「ツイン」）です。これらは、建物や工場から都市全体まで、絶対に何でもかまいません。シンガポールと上海はどちらも、都市全体のデジタルツインを持っています。デジタルツインは、実世界のデータを活用してあらゆる資産やサービスの仮想モデルを複製することで、物理世界と仮想世界のギャップを埋めます。
物理デバイスに組み込まれたセンサーからのリアルタイムデータを統合することで、物理的な対応物の動作、特性、パフォーマンスを驚くべき精度で模倣し、シミュレーションの実行やさまざまなユースケースのテストに使用して、実用的な洞察を得ることができます。さらに、人工知能(AI)および機械学習(ML)アルゴリズムと統合すると、デジタルツインは高度な分析を促進してプロセスを最適化し、全体的なパフォーマンスを向上させ、業界全体でイノベーションを推進するための費用効果が高く、効率的で信頼性の高いアプローチを作成します。
デジタルツインのコンセプトはどこから来たのですか?
技術の専門家は、1960年代からコンピューターを使用して物理世界のデジタルコピーを作成する理論で遊んでおり、そのアイデアは1991年にDavid Gelernterの著書「ミラーワールド」で紙に載せられました。デジタルツインの概念は2002年に初めて製造業に適用されましたが、2010年に「デジタルツイン」という用語を導入したのはNASAのジョンビッカースでした。
それ以来、デジタルツインは、自動車、航空宇宙、ヘルスケアなど、さまざまな業界で使用されてきました。ただし、IoTの出現により、デジタルツインはこのエコシステムの不可欠な部分になりました。
デジタルツイン：シミュレーションよりも現実性が高い
デジタルツインとシミュレーションはどちらもデジタルモデルの力を発揮してプロセスと製品を複製しますが、いくつかの重要な側面が異なります。
デジタルツインはリアルタイムのデータフローに基づいて実行されるため、物理的な対応物の現在価値を正確に反映しますが、シミュレーションはリアルタイムデータに依存せずに独立して動作します。さらに、シミュレーションは主に単一のプロセスに限定されていますが、デジタルツインは複数のプロセスを調査するためのより豊富な仮想環境を提供します。
デジタルツインは、常に更新される多様なデータと仮想環境の計算能力により、従来のシミュレーションと比較して、より広い範囲と複雑なユースケースをテストする可能性を秘めています。
デジタルツインの価値を理解する
デジタルツインは、資産のパフォーマンスに関する強力で前例のないビューを可能にします。各業界の明確な要件を認識し、プロジェクトと製品のライフサイクルのさまざまな段階で大きなメリットを提供します。デジタルツインソリューションは、メンテナンスの改善から、さまざまなドメインでの監視やリスク分析の実行まで、多岐にわたります。この情報は、予知保全のスケジュール設定、ダウンタイムの最小化、運用の最適化に使用できます。
分析のために多様なシステム間でリアルタイムデータを収集することがいかに重要であるかを考えると、そして多くの組織がここで課題に直面していることを考えると、デジタルツインは複雑な物理システムを監視および分析するためのプラットフォームとしても使用でき、ユーザーに包括的な洞察を提供します。この仮想環境は、組織が潜在的な安全上の問題を特定しながら、さまざまな条件下で製品がどのように機能するかを分析し、それらを検証するのに役立ちます。
Softdelの受賞歴のあるIoTゲートウェイプラットフォームであるEdificeEdgeは、多数のIoTデバイスから「トラップされた」データを解き放ち、情報に基づいたデータ主導の意思決定を可能にします。
現実世界のデジタルツイン
スマートファクトリーでは、デジタルツインを使用して、工場全体のレイアウトと機器をモデル化およびシミュレーションできます。工場の現場に配置されたセンサーは、機械の性能、エネルギー消費、および材料の使用状況に関するリアルタイムデータを収集できます。このデータをデジタルツインに入力して、工場の仮想表現を作成できます。その後、デジタルツインを使用して、生産ラインのレイアウトの変更や新しい機器の導入など、さまざまなシナリオをシミュレートできます。エンジニアとオペレータは、デジタルツインを使用して、工場のパフォーマンスを最適化し、効果的な研究を実施し、トレーニングを提供し、ダウンタイムを削減し、全体的な効率を向上させることができます。
スマートビルディングは、デジタルツインテクノロジーが大きな影響を与えている別の領域です。デジタルツインを作成して、インフラストラクチャ、システム、居住者を含む建物全体を表すことができます。センサー、エネルギー管理システム、その他のIoTデバイスからのリアルタイムデータを統合することにより、デジタルツインは建物の運用の包括的なビューを提供できます。施設管理者は、システム自体をリアルタイムで監視しながら、HVAC、照明などのシステムからのエネルギー消費量を追跡できます。パターンや異常を特定できるため、エネルギー使用量を最適化し、運用コストを削減できます。デジタルツインは、さまざまなシナリオをシミュレートして、管理者が物理環境に実装する前に、温度や占有スケジュールの調整などの設定の変更の影響を評価するのに役立ちます。また、予測機能により、施設管理者は中断を最小限に抑えてメンテナンスタスクをスケジュールし、居住者のエクスペリエンスを向上させることができます。
デジタルツインテクノロジーの採用は2027年までに735億米ドルに達すると予測されており、今後5年以内にデジタルツインに代表される数十億の資産が存在するでしょう。この予測される成長は、デジタルツインがIoTエコシステムの基本的な側面になる準備ができていることを明確にしています。デジタルツインの可能性を活用することで、組織はますます接続が進むIoTの世界において、前例のない効率性、コスト削減、オペレーショナルエクセレンスを実現できます。また、デジタルツインコンソーシアムなどのプログラムの恩恵を受けて、デジタルツインの使用を学び、進歩させることもできます。
ビルディングオートメーション、産業、プロセスオートメーションにおけるSoftdelの経験と、石油・ガス業界向けの強力なエッジコンピューティングプラットフォームの設計における当社の成果が、業界のリーダーがデジタルツインエコシステムを拡大する際に当社と提携するインセンティブとなった様子をご覧ください。資産パフォーマンス管理(APM)用に構築されたデジタルツインプラットフォームに関する最近のケーススタディをお読みください。