こんばんは、本日は次世代の製造業DXのとして、「デジタルツイン」という概念が注目されています。デジタルツインとは、物理的なモノやシステムを仮想空間上に再現する技術のことです。この技術は、現実世界のモノのデジタルコピーを作ることで、さまざまなシミュレーションや最適化を行うことを可能にし、製造業のDXを後押しします。この記事では、デジタルツインの概要、メリット、導入事例、そして実装方法について解説し、デジタルツインを身近に感じていただきたいです！
デジタルツインとは？
デジタルツインは、物理的なオブジェクト、プロセス、システムをデジタル上で忠実に再現したシステムです。リアルタイムのデータを基に物理的な世界とリンクし、オブジェクトの状態を監視したり、将来の動作を予測したりすることができます。
デジタルツインは世界的にも注目されている技術であり、市場規模も年々増加することが見込まれています。
Digital Twin Market Size To Hit USD 383.61 Billion By 2033 (precedenceresearch.com)
デジタルツインのメリット
デジタルツインを導入することによるメリットは非常に多岐にわたります。以下に、代表的なメリットをいくつかご紹介します。
- リアルタイム監視とトラブルの予防 🛠️
- デジタルツインを活用することで、製造現場の機械や設備の状態をリアルタイムで監視できます。異常を早期に検知し、トラブルが発生する前に対策を講じることができるため、ダウンタイムの削減につながります。
- シミュレーションと最適化 🔄
- 仮想空間で製造プロセスをシミュレーションすることで、効率的なプロセス設計や生産ラインの最適化が可能になります。また、機械学習などで装置の生産パラメータ（レシピ）の最適化検証なども実施します。
- メンテナンスの効率化 🔧
- 機械の使用状況や寿命を予測することで、必要なタイミングでのメンテナンスが可能になり、過剰な保守や突発的な故障を防ぎます。
- コスト削減と品質向上 💰
- 無駄なリソースを削減し、製造プロセス全体の効率を向上させることで、コスト削減と品質向上を同時に実現することができます。
- データドリブンな意思決定 💡
- データの可視化、将来予測、生成AIによるデータからの複数のインサイト、利活用提案を元に経営的な投資判断の検討材料に使用できます。
当社におけるデジタルツイン導入事例
当社では、製造業のDX推進の一環として、さまざまなデジタルツインの導入支援を行ってきました。以下に事例の紹介を行います。※今後も定期的にアップデートします！
半導体製造工場
半導体製造工場向けに、主要な生産設備のデジタルツインを構築し、予知保全を実現しました。これにより、設備のダウンタイムを大幅に削減し、生産効率が向上しました。また、工場全体の稼働状況を可視化することで、リソースの最適配置が可能になり、コスト削減にもつながりました。
デジタルツインの実装方法
デジタルツインを実装するには、いくつかのステップが必要です。
- データ収集基盤の構築 🗂️
- 製造現場のセンサーやIoTデバイスからデータを収集する仕組みを構築します。このデータがデジタルツインの基盤となります。Modbus、OPCUAなどの様々な通信プロトコルを用いてデータを収集し、MQTT、HTTP（REST API）経由でデータを上位層に送信します。
- クラウドを利用するか否かは業務シナリオや求めるセキュリティレベルに合わせて決定します。
- モデリングとシミュレーション 🖥️
- 収集したデータを基に、物理的なシステムの仮想モデルを構築します。このモデルを用いて、製造プロセスのシミュレーションを行います。当社はMicrosoft Azure基盤でデジタルツイン基盤を実装することも多く、DTDL形式でのモデルを利用することも有ります。
- 可視化と分析 📊
- デジタルツインの情報を可視化し、製造プロセスの改善点を分析します。BIツールやカスタムダッシュボードを活用して、データを効果的に活用します。
- 機械学習による予知保全、生成AIを用いたデータのインサイト発見など、データの利活用フェーズとなります。
- デジタルとリアルの連携 🛜
- デジタルツインでの意思決定を現場に反映させます。現場の安全基準を第一に考え、その上でできることを遠隔化することで人員削減につながります。
まとめ、デジタルツインを身近に感じるために
いかがでしたでしょうか？言葉だけ聞くと、デジタルツインは、難しく感じるかもしれませんが、実際には現場の課題を解決し、日常業務をより効率的にするための強力なツールです。製造業において、デジタルツインは単なる仮想モデルに留まらず、現実の生産性向上、コスト削減、そして品質向上の実現に寄与する重要な技術です。当社では、デジタルツインを導入することで、お客様が抱える課題を解決し、DXを推進するためのサポートを行っています。
具体的な活用方法や開発相談などは、ぜひ当社までお問い合わせください。
デジタルツインに関する資料請求やお見積り、ご不明点など、お気軽にご相談ください。
