デジタルツインとは？現実世界での活用事例

2. デジタルツインの仕組み

デジタルツインは、以下の4つのステップで構成されます：

● データ収集

センサーが物理資産（機械・建物・人体など）の状態、温度、圧力などを計測します。

● 処理と同期

収集したデータはプラットフォームに送信され、仮想モデルがリアルタイムで更新されます。

● シミュレーションと分析

仮想空間上で「もしも」のシナリオを検証し、不具合の予測や性能の最適化が可能です。

● フィードバックと改善

得られた洞察を物理システムに反映し、運用を改善したりトラブルを未然に防ぎます。

このようなクローズドループによって、コスト削減・効率化・寿命延長が実現します。

例： 工場の生産ラインでは、デジタルツインがボトルネックを特定し、実際の工程を止めることなく最適化を提案します。

3. デジタルツインの主な種類

用途に応じて、デジタルツインは以下の3タイプに分類されます：

3.1 製品ツイン（Product Twin）

• 対象： 自動車、航空機、医療機器など個別製品
  
  

• 目的： 状態の監視、予防保全、設計改善
  
  

3.2 プロセスツイン（Process Twin）

• 対象： 組立ラインなどの運用プロセス
  
  

• 目的： 生産性向上、廃棄物削減、運用効率化
  
  

3.3 システムツイン（System Twin）

• 対象： 電力網、交通網、都市など大規模システム
  
  

• 目的： 資源の最適管理、需要予測、災害対応

4. デジタルツインの実用例

デジタルツインは、今やさまざまな分野で革新をもたらしています。

4.1 製造業・産業分野

機械や設備の状態をリアルタイムで監視・最適化し、ダウンタイムや保守コストを削減
例： 自動車工場で組立工程を仮想シミュレーションし、不良を早期発見して歩留まりを向上

4.2 医療・ヘルスケア

個別患者のデジタルツインを作成し、手術計画や治療効果をシミュレーション
例： 心臓のデジタルツインを使って、外科医が精密な手術計画を立てる

4.3 スマートシティ管理

都市全体の仮想モデルにより、交通、エネルギー、公共サービスの最適化が可能
例： 都市のデジタルツインが交通信号のタイミングを自動調整し、渋滞を緩和

4.4 エネルギー・環境分野

電力網、風力発電、上下水道などの運用をモニタリングし、資源を効率的に利用
例： 電力会社がグリッドのデジタルツインを用いて、電力需要を予測・供給を調整

5. デジタルツインの導入メリット

デジタルツインを活用することで、以下のような利点があります：

• 運用コスト削減： 故障の早期発見と効率化によりコストを抑制
  
  

• 性能向上： データに基づく最適設計と運用改善
  
  

• 安全性強化： 危険な状況を仮想空間でテスト可能
  
  

• 意思決定の高度化： 可視化された詳細情報に基づく判断

6. まとめ

デジタルツインは、現実世界とデジタル空間の橋渡しをする革新的な技術です。
製造業、医療、都市計画など、あらゆる分野で持続可能でスマートな未来を切り拓いています。