製造業をはじめさまざまな業種における現実的なデータを、仮想空間上に再現させて業務効率化を図ることをデジタルツインといいます。この技術の進化によりAIやIotの技術が急速に進化したことはいうまでもありません。
本記事ではデジタルツインの成功事例5選を紹介し、メリットや導入技術、注意点を解説します。
デジタルツインとは？
現実世界からリアルで正確なデータを収集し、そのデータを仮想空間内に再現する技術をデジタルツインといいます。デジタルツインを活用すればリアルな世界が再現可能で、ゴーグルやパソコン、タブレット端末などを利用してリアルな仮想空間を体感可能です。
近年は製造業などの分野での導入が注目されており、業務効率向上などの観点から積極的に取り組む企業の事例も増えています。
デジタルツインの成功事例5選
現在製造業をはじめ、さまざまな業種への導入が進んでいるデジタルツインですが、具体的にどのような導入が進んでいるのでしょうか。では実際に行われたデジタルツインの成功事例5選を紹介します。
下記に成功事例を簡単に表記しますので参考にして下さい。
| 導入方法 | 導入による効果 | |
| 旭化成株式会社 | 水素製造プラントへの導入 | 設備トラブルの早期解決 |
| トヨタ自動車株式会社 | Woven City（ウーブンシティ）への導入 | 製品開発の仮想シュミレーションを実現 |
| ダイキン工業株式会社 | 堺製作所臨海工場への導入 | 生産ロスを削減 |
| デンソー株式会社 | 情報管理業務への導入 | 交通システムの効率化 |
| シーメンス株式会社 | 仮想空間に作業スペースを確保 | 未習熟者のスキルアップを実現 |
またデジタルツイン同様に、生産性を高める方法として「製造業のDX化」が挙げられます。製造業DXについては下記の記事を参考にして下さい。
旭化成株式会社の事例
引用：旭化成
旭化成株式会社は繊維や化学、住宅やエレクトロニクス、医薬品などさまざまな分野を手掛ける大手化学総合メーカーです。2021年に福島県の水素製造プラントにデジタルツインを導入し、設備トラブル発生時にも担当者が不在でもリモート対応でトラブルを解決可能なシステムを導入しました。
今後は同様のシステムを海外プラントにも導入する予定です。この事例は、旭化成がデジタルツインの導入により生産効率を向上させた成功事例といえます。
トヨタ自動車株式会社の事例
引用；トヨタ自動車
2021年にトヨタ自動車が着工を開始し、テクノロジーやサービスの実証実験を行うための都市である「Woven City（ウーブンシティ）」にもデジタルツインが導入された事例です。自動運転やモビリティ、ロボット開発などのテクノロジーの仮想空間でのシュミレーションのためのプラットフォームとして、デジタルツインを導入しました。
今後は自動車分野だけにとどまらず、社会的な問題の解決のためにデジタルツインを活用した開発を手掛ける方針です。この事例は、トヨタ自動車が開発技術の飛躍的向上のためにデジタルツインを導入した成功事例です。
ダイキン工業株式会社の事例
引用：ダイキン工業株式会社
主にエアコン製造販売・メンテナンスなどの事業を手掛けるダイキン工業株式会社は、2018年に建て替えた堺製作所臨海工場でデジタルツインを導入しました。この事例は2020年より従来の生産管理システムにデジタルツインの導入が開始された成功事例です。
具体的には各製造ラインにセンサーを設置し、制御や生体、温度やCO2濃度などのデータをリアルタイムでデジタルツインへの反映を可能にしています。この事例はダイキン工業株式会社が、デジタルツインの導入によりさらに細かな生産データを取得して生産ロスを削減した成功事例です。
デンソー株式会社の事例
引用：デンソー株式会社
主に自動車電子部品の製造を手掛けるデンソー株式会社は、将来的に製造業の主流になるといわれている「MaaS」を実現するため、情報管理にデジタルツインを導入した事例です。電車やバス、タクシーやシェアサイクルなどあらゆる交通機関の利便性を考慮し、最善の効率的な移動を目指すシステム構築をMaaSといいます。
デンソーはデジタルツインを活用し、あらゆる交通手段が効率的に走行する状態をリアルに再現できるシステム開発を進めています。この事例はデンソー株式会社がデジタルツインの導入により、交通システムのさらなる効率化を図った成功事例です。
シーメンス株式会社の事例
引用：シーメンス株式会社
交通や情報通信、生産設備や防衛などのシステムソリューション事業を手掛けるシーメンス株式会社は、デジタルツインの仮想空間に作業スペースを創り出した事例です。この導入によるVRやARの活用で、スタッフは製品の製造を手掛けることなく仮想空間で経験を積むことが可能になってスキルアップが実現されました。
さらに作業内容のデータ化も可能になり、従来よりも細かな分析も実現されました。この事例は、シーメンス株式会社が経験弱者や未習熟者の効率的なスキルアップを図った成功事例です。
デジタルツインの事例から見る3つのメリット
デジタルツインの成功事例を見てもらえばわかるように、デジタルツインを導入すればさまざまなメリットを得ることが可能です。ではデジタルツインの事例から見る3つのメリットを紹介します。
コスト削減に繋がる
デジタルツインを効率的に導入すれば、コスト削減に繋がるのもメリットの1つです。例えば未経験者に業務を習熟させる際に、最初から実際の現場に投入しても慣れない作業で生産効率が下がるうえに習熟も進みません。
そこでデジタルツインを活用して仮想空間で習熟を進めれば、生産性を下げることなく業務の習熟を早めることができます。その結果として技能習熟に必要な人的コストや生産コストも削減され、生産性を向上させることも可能です。
製造工程の最適化を実現
製造工程の最適化を実現できるのも、デジタルツインを導入するメリットの1つです。デジタルツインの導入により、製造工程で発生している事象を高精度でリアルタイムに可視化できます。
さらに検出したデータをもとに工程に必要な人員状況や稼働プロセスも可視化され、最適な工程管理が実現可能です。結果的に細かなデータの分析やスケジューリングも可能になり、製造工程が最適化されるのは間違いありません。
予知的な保全が可能
デジタルツインを導入すれば、予知的な保全も可能になる点もメリットです。デジタルツインを活用すれば製造現場の細かなデータが可視化されるので、故障やトラブルなどのデータも即座に検出されます。
そして検出されたトラブルなどのデータはリモートで即座に原因究明され、さらなるトラブルを防ぐためのデータが蓄積されます。その後に蓄積されたデータをもとに、トラブルや故障を事前に防ぐための余地保全を手掛けることも可能です。
デジタルツインの導入技術を紹介
デジタルツインの導入は、生産性を飛躍的に向上させて今後の重要なデータ検出も可能なので現在は多くの企業が導入を進めています。そして実際にデジタルツインの導入に必要な技術には
- IoT
- AI
- 5G
- AR・VR
- CAE
などのソリューションが挙げられます。ここからはデジタルツインの実現に不可欠なそれぞれの技術を解説します。
IoT：仮想空間にリアルなデータを反映
あらゆるものがインターネット環境を介し、通信を可能にしている技術をIoT（Internet of Things）といいます。デジタルツインでは高精度の仮想空間の構築が必要で、その際には膨大なデータ集積が欠かせません。したがってIotによるデータ収集は、膨大なデータが必要な仮想空間の構築が欠かせないデジタルツインに不可欠な要素といえます。
AI：優れたデータ分析が実現
膨大なデータを集積して効率的に分析可能なAIも、デジタルツインの実現に導入が必要な技術の1つです。近年はAIの情報処理能力の向上や、AI自体の学習能力向上を促進するための動向が増加し、今後もさらなる技術的進歩が予測されます。
そして迅速なデータ集積と高度な分析力を兼ね備えたAIは、デジタルツインの導入に欠かせない技術です。また下記の記事ではビジネスに有効活用できるAIである、Open AIを紹介しますので参考にして下さい。
5G：スピーディ―なデータ反映が可能
5Gもデジタルツインの導入に欠かせない技術の1つです。5Gはデータの送受信の高速化を向上させる最新の技術であり、リアルタイムなデータを仮想空間に導入するためには必要不可欠な技術です。
日本では2020年春に商用化が始まって以来、導入実績が増加し続けて今後もその動向は高まることが予測されます。
AR・VR：物理的空間にデジタルデータをリアルに再現
さまざまな情報を物理空間に加えて拡張する機能を持つARや、仮想現実をまるで現実のように見せるVRもデジタルツイン導入に必要な技術です。デジタルツインでは現実空間を再現した仮想空間の中で、過去のデータから算出された事例をもとにさまざまな事象を予測します。
このような観点からも、視覚的な仮想空間をデジタルデータをもとにリアルに再現できるARやVRは、デジタルツインにおいて重要です。ARやVRによって視覚化されることで、現状の問題点なども明確になるのでさらなる進化が期待されています。
CAE：仮想空間でのシュミレーションを実現
仮想空間でのシュミレーションを実施する、CAE（Computer Aided Engineering）もデジタルツイン導入に必要な技術の1つです。この機能を活用すれば、試作品の作成や現場での未習熟者指導に比べ、大幅なコスト削減が実現されます。
しかし現実のデータを仮想空間でシュミレーションするのは高度な技術が必要で、今後はCAEに関する技術力向上が大きな課題とされているのが現状です。
デジタルツインの注意点
製造業をはじめさまざまな業種でデジタルツインを導入すれば、コスト削減や生産性向上などのメリットを得ることができます。一方で導入時には
- ・多額の導入コストがかかる
- ・既存システム・データとの連携が必要
- ・人材育成が困難
などの注意点に留意しなければいけません。ではそれぞれの注意点を詳しく解説します。
多額の導入コストがかかる
デジタルツイン導入時には、多額のコストがかかる点に注意しなければいけません。デジタルツインの導入では、さまざまなデータ検出やリアルタイムのモニタリングが必要です。
それらの機能を充実させるためにもIot機器やデータ分析のためのシステム構築、メンテナンスが必要で機能相応の多額のコストがかかります。したがってデジタルツイン導入前に費用対効果を十分検討し、長期的な利益が得られると判断した時点で導入を進めましょう。
既存システム・データとの連携が必要
既存システム・データとの連携が必要な点も、デジタルツイン導入時の注意点の1つです。既存のシステムやデータの規格や形式が統一化されていなければ、導入後の効率的な運用を考慮してデータの標準化が欠かせません。
そして標準化の後に既存システム・データとの連携が必要なので、大変な手間がかかります。また従来のシステム・データとデジタルツインの互換性が低く、導入までに時間がかかるケースも多いです。
人材育成が困難
デジタルツインの導入では、人材育成が困難な点にも注意しなければいけません。デジタルツインの運用には高いIoTテクノロジーに関する知識が必要で、ユーザー側の知識不足により効果を発揮できないケースも多く見受けられます。
したがってデジタルツインの効果を発揮させるためにも、優秀なテクノロジー人材の育成が必要ですが、人材育成が困難になっているのが現状です。
デジタルツインの事例を見て効率的に導入しよう！
現在は多くの企業が自社の生産性向上や細かなデータ検出のため、積極的にデジタルツインを導入しています。しかしデジタルツインの導入には、さまざまなAIシステムやメンテナンスが必要で、それ相応のコストがかかるのが現状です。
自社導入時に十分な費用対効果を得るためにも、本記事で紹介した事例を参考にして効率的な導入・運用を進めて下さい。
