「デジタルツイン」とは何？現実世界の「双子」を作り開発・研究に貢献する

近年のIoT（Internet of Things＝モノのインターネット）やAI技術の発展により、さまざまな業界でDX（デジタルトランスフォーメーション）が進んでいます。DXとは特定の技術の導入を表すのではなく「IT技術を用いてビジネスのあり方を改善・改革していくこと」であるとされ、その流れの中で注目されているのが「デジタルツイン」と呼ばれる技術です。

デジタルツインとは「現実世界をリアルタイムでサイバー空間に再現すること」を指します。想定できるシナリオをもとに設計する従来のシミュレーションと違い、リアルタイムのデータを扱うことにより、精度が高く、実際の現場にフィードバックしやすいのが特長です。デジタルツイン技術はすでに実用化され、製造業やスポーツ分野で活用されており、DXの推進において今後ますます重要なキーワードになっていくでしょう。

デジタルツインとは？

デジタルツインとは「現実世界のデジタルの双子」を指す言葉で、物理的（フィジカル）な空間情報をほぼリアルタイムで収集し、仮想（サイバー）空間上に再現する（＝双子を作る）という技術です。この技術が発達した背景には、IoT技術の発展が大きく影響しています。

IoT技術は、インターネットを介して繋がった電子機器や様々なセンサー類が、機器間で情報交換し、互いに制御する機能を持ったものです。IoT技術により、現実世界のありとあらゆるデータがインターネット上でやり取りされるようになりました。

デジタルツインはIoT技術によって収集されたデータを用いてサイバー空間に「現実世界」を再現します。これを活用することで生産・フィードバックの効率が上がるとされています。大規模な設備や大掛かりな実験が必要だった開発・研究も、まずはデジタルツインを利用してコストを抑えてシミュレーションが行えるのです。

デジタルツイン以前にも、サイバー空間に現実世界を再現してシミュレーションを行う手法はありました。それは「CAE（Computer Aided Engineering＝コンピューターによる設計支援）」と呼ばれています。CAEは、現実世界では多くの要因に左右されて一定の条件を作りにくい実験環境を自由に作り出せるため、時間・費用のコストを抑えることが可能です。デジタルツインは思想的にはCAEを発展させたものだといえるでしょう。

デジタルツインの活用事例

デジタルツイン技術は現在、製造業を中心に開発・生産フローに取り入れられ始めています。また製造業の他にも、スポーツや都市計画など、ユニークな活用事例があります。デジタルツインがどのような分野で活用されているかを知ることで、自社の事業へ導入が可能か検討する材料になるでしょう。

事例1：GE（ゼネラル・エレクトリック）

GEは主な拠点をアメリカに置く、総合電気機器メーカーです。その中でも航空機のエンジンを製作しているGEアビエーションは、自社の製品に取り付けたセンサーによりエンジン１台１台のデジタルツインを同社が提供するクラウド上に作ることで、エンジンの状況をリアルタイムで把握しています。従来は「これまで同機種のエンジンがどんな挙動をしてきたか」という統計から推測するしかなかったコンディションをリアルタイムで知ることで、故障や上空での事故といったトラブルを事前に回避することが可能です。

GEは自社の各領域で蓄積されていたデジタル分野のノウハウを「GEデジタル」という形でまとめました。これにより航空機のエンジンに限らず、様々な領域でのデジタルツイン技術の活用が始まっています。データがクラウド上に保存されることで、実際の現場に出向かなくても機器のコンディションを確認できる環境が構築できるようになりました。新型コロナウイルス感染症の勢いが収まらない現在、電気事業者や水道事業者などインフラサービス系の事業者がリモートワークに移行し、最低限の人数で現場を回していくためのカギとしても役立てられています。

事例2：シンガポール

シンガポールは、都市をまるごとデジタルツイン化した「バーチャルシンガポール」を作り、都市開発や公害対策などのシミュレーションに用いています。3Dモデルとして再現された建築物や地形情報、交通機関などのインフラのデータ上に、道路交通情報や川の水位、人間の位置情報などを統合して都市そのもののデジタルツインを作り出しました。

シンガポールは2014年に「デジタル技術を活用して住みやすい社会をつくる」ことを目標とした「スマート国家（Smart Nation）」構想を打ち出しており、この構想を実現させるため、国土情報のデジタル化とセンサーの開発・設置を進行。都市そのもののデジタルツインを活用することで、交通網の最適化や公害対策、インフラの整備などの社会的な政策をあらかじめシミュレーションした上で実行に移すことが可能になります。またバーチャルシンガポールは今後、民間にも開放される予定です。

事例3：2018年サッカーワールドカップ

2018年、ロシアで行われたサッカーワールドカップでは、トラッキングシステムを用い、フィールド上のプレーデータを各チームがリアルタイムに活用できるシステムが導入されました。この大会ではFIFA（国際サッカー連盟）が認めたタブレット端末が各チームに2台、スタンドから試合を分析するアナリスト用とベンチのコーチングスタッフ向けに提供されました。

フィールドに設置された2台のカメラによって取得された選手の位置データが統計処理され、ライブ映像と一緒にサーバーに送られるため、アナリストはタブレットでデータを閲覧し、戦術を練ることが可能です。そしてその分析結果と試合の画像が今度はベンチのテクニカルスタッフに送信され、コーチはチャットツール上で試合中に議論を交わすことができるようになります。また、試合後にはFIFAから試合の分析結果が各チームに提供されました。

試合の動きをデータ化する試みは、日本のJリーグでも行われています。しかし試合データのリアルタイム活用はまだ認められていません。デジタルツイン技術を用いた試合データ取得は競技の発展を後押しするものですが、データを十分に活用する動きに対応できるチームづくりが課題です。

データの活用でビジネスの効率化を目指す

デジタルツインは様々な分野に革新をもたらす可能性のある技術です。しかしそこまで規模の大きくない事業やデータ化が有効ではない事業の場合、費用対効果の面から見るとデジタルツイン化が必ずしも利益をもたらすとは限らないでしょう。ただし、現実の顧客や事業者ごとのビジネス環境からデータを集め、分析した結果をもとに事業をハンドリングしていくことは重要です。

これまではアナログな手法でデータを収集し、個人の分析能力に頼ってこれらの調査を行っていたかもしれません。しかし今後ますますビジネスにおけるデジタル化の波は広がると予想されています。多かれ少なかれ、デジタル的な手法を取り入れるのと取り入れないのとでは、その後の発展に大きな差が現れる可能性があります。

技術が日進月歩で発展している現在においては、自社の事業の成長に必要なテクノロジーは一体どのようなものなのか、しっかりと取捨選択していくことが大切です。