デジタルツインとは?メタバースとの違いや、ビジネスで注目される魅力を解説!

デジタルの世界と現実の世界。

こうしたバーチャルと現実とを融合させて利用するサービスが急速に広がりを見せつつあります。

デジタルツインとは、現実に存在する物理的なオブジェクトやプロセスをデジタル世界に再現させる技術であり、こうした現実世界と仮想空間を融合させる画期的な技術です

こうした技術はゲームなどのエンターテイメントから、製造業、サービス業などさまざまな分野で革新的な変革をもたらす可能性を秘めています。

今回は、こうした画期的な技術であるデジタルツインについて、メタバースとの違いや様々な分野のビジネスシーンで注目される魅力について解説します。

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デジタルツインの基本

まずは、デジタルツインとはどのようなものなのか、基本的な概念や誕生してきた経緯について見ていきましょう。

デジタルツインの概要

総務省の令和5年版情報通信白書によると、以下のように説明されています。

デジタルツイン(Digital Twin)とは、現実世界から集めたデータを基にデジタルな仮想空間上に双子(ツイン)を構築し、様々なシミュレーションを行う技術
総務省:令和5年版情報通信白書

つまり、現実世界に存在するさまざまなものを、そのまま仮想空間上に高い精度で再現する技術です。

さまざまな産業や分野で活用され、効率化や最適化を実現する重要な技術となっています。

デジタルツインの起源

デジタルツインの歴史は、1970年のアメリカ航空宇宙局(NASA)によるアポロ13号の月面探査プロジェクトでの「ペアリングテクノロジー」としての活用がはじまりと言われています。

当時、宇宙空間上で事故が発生し、地球への帰還が困難になった際に、地球上のデジタルツインを活用してシミュレーションを実施したものです。

このように実際に直接対象を操作することが難しいケースなどで、シミュレーションとして活用されることもあります。

デジタルツインとメタバース

メタバース」も、仮想空間上に現実のものを配置していくという技術としては、デジタルツインと同じです。

では、「デジタルツイン」と「メタバース」の違いは、どのような点にあるのでしょうか。

まず両者の最も大きな違いは以下となります。

    • デジタルツイン

現実のオブジェクトやプロセスをリアルタイムで仮想空間にデジタルミラーリングしている仮想世界上の再現モデル

実在する製造や産業で利用される。

    • メタバース

コミュニケーションやエンターテイメントに主眼を置き、完全にデジタルで構築された仮想空間

アバターを介した交流や経済活動に利用される。

両者ともに仮想空間を使う技術ではあるものの、現実のオブジェクトとの関係性が全く違っており、利用用途なども大きく異なっています。

デジタルツインは、現実空間との連動が前提であるため、企業がシュミレーションを行うためのソリューションとして産業利用などに力を発揮します

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デジタルツインの利点

デジタルツインを使うと、どのような良い点があるのでしょうか。

ここでは、ビジネスでの利用、そして個人としての利用の両面から解説します。

デジタルツインのビジネス上のメリット

デジタルツインは特に、ビジネス利用に於いて多くのメリットがあります。

    • リアルタイムでの製品や物理的なプロセスの監視や問題発生の予測

物理的なプロセスや製品情報のリアルタイムでの収集と把握を行うことで問題の早期の検出が可能になる。

また収集した情報の分析を通して、問題発生の事前予測を行うことが可能で、未然に対策を取ることができる。

    • 生産性や業務効率の向上

プロセスやシステムのモデル化、最適化などを通して生産性の向上やコスト削減が期待できる。

    • 製品設計の改善による品質向上

デジタルツインをうまく使うことでシミュレーションなどを通して製品の設計段階から問題点の特定や、より良い設計などを行うことができる。

これらの手法を使うことで製品の品質向上や開発期間の短縮などが期待できる。

    • サービス運用や保守の最適化とダウンタイムの最小化

デジタルツインを活用することで、運用や保守を効率化することができる。また予測を行うことで予防保守が可能となり、ダウンタイムを最小限に減らすことができる。

    • 適切な経営戦略の策定

シミュレーションなども活用できることで、経営戦略などに役立つ多くのデータを得ることができる。

    • 製品競争力の向上

製品サービスの質の向上により、競争力が向上する。

このようにデジタルツインを使うことで、ビジネス分野における多くのメリットが得られます。

デジタルツインがもたらす生産性の向上とコスト削減

デジタルツインの特に大きなメリットに「生産性の向上とコスト削減」があります。

改めてこの内容に絞って、より詳しく効果について見ていきましょう。

ビジネスでのデジタルツインの活用は、以下のように生産性や業務効率の向上、そしてコスト削減を実現することが出来ます。

    • リアルタイムのモニタリングによる迅速な対応:生産ラインをモニタリングするなど、非効率なことが分かればすぐに対応できる
    • プロセスの最適化:ボトルネックの発見と解消による生産性の向上とコスト最適化
    • 予防保守
    • 設計段階での問題の把握と解消
    • 効率的なリソースの活用

このように、デジタルツインはビジネスにおける生産性や業務効率の向上に力を発揮するさまざまな機能が備わっています。

個人利用におけるデジタルツインの可能性

デジタルツインの活用は個人でのパーソナル利用ではどのような分野で活用の可能性があるのでしょうか。

    • スマートホームやIoTデバイスでの利用
    • ウェアラブルデバイスなどを活用した健康管理での利用
    • ゲームなどのエンターテイメント分野での活用
    • 仮想空間を活用したバーチャリリアルチャットなどによるコミュニケーションでの活用

このように、さまざまな活用が考えられます。

一方で、現状ではプライバシー保護やセキュリティ対策など考慮すべき課題が残っているため注意が必要です。

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デジタルツインの導入

さて、実際にデジタルツインを導入しようとする場合は、何に注意し、どのように進めると良いのでしょうか。

デジタルツイン導入のポイント

導入時に気をつけるべきポイントについて確認しておきましょう。

まず、デジタルツイン導入にあたって配慮すべきポイントは、以下の5つです。

    • 導入の目的、ビジョンや目標を明確にする
    • 信頼性の高いデータを収集するために、適切なソースを選択する
    • 機密性の高いデータなどもあるので、セキュリティ対策を十分に行う
    • 業務の進め方が変わる部分もあるので、現場の声をしっかり反映して導入を行う
    • 信頼性の高いベンダーを選んで、しっかり連携して進める

このように、目標などを明確にした上で、組織を挙げて進めることが重要です。

デジタルツイン導入の流れ

デジタルツインを実際に導入する場合、どのような流れで実施すればよいのでしょうか。

    1. 目標設定と計画の作成
    2. ニーズの把握と評価、要件の確認
    3. データ収集のセンサー等の選定
    4. デジタルツインのプラットフォーム選定
    5. モデルの構築と設定
    6. テストと検証
    7. 導入とトレーニング
    8. 運用とモニタリング
    9. パフォーマンス評価と改善

概ね、導入を行う場合は上記のような流れで進めます。

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デジタルツインとセキュリティ対策

最近は、サイバー攻撃などセキュリティ上の脅威が問題となっています。

デジタルツインを導入するには、以下のようなセキュリティ対策が必要となります。

    • データの暗号化
    • 権限の無い者が触れないようにアクセス制御や認証を厳格にする
    • 更新プログラムなどの定期的な適用によるぜい弱性の解消
    • ファイアウォールなどによるネットワークセキュリティ
    • 操作などのログ監視
    • 機器やデバイスの物理的な保護
    • 定期的な利用者トレーニング

など

通常のセキュリティ対策に加え、特にネットワークのセキュリティ対策を厳重に行っておくことが大切です。

デジタルツインの未来とは

デジタルツインは、最近出てきた新しい分野であり、リアルとバーチャルの融合はこれから益々伸びることでしょう。

それを踏まえて、最後にデジタルツインの未来について見ていきましょう。

    • さまざまな産業分野での利用の拡大
    • 人工知能(AI)の融合
    • 拡張現実(AR)との融合
    • デジタルツインの個人利用のさらなる拡大
    • クラウドとの統合
    • 環境負荷を下げるなどのサステナビリティも目標達成に寄与

このように、現在は特にビジネス分野での利用が広がっているデジタルツイン。

今後は個人利用など幅広く活用されるようになるとともに、AIやARなど新しい技術とうまく融合して、さまざまなことが出来るようになっていくでしょう。

まとめ

今回は、リアルとバーチャルの融合を作り出す新しい技術であるデジタルツインの解説をしてきました。

この技術を使うことで、生産性の向上、コスト削減、資源の効率的な活用が可能となり、ビジネス競争力の向上が得られます

そして、私たちの生活に直接関係する分野でも医療や生活インフラ、教育などさまざまな分野での革新が期待されています。

その一方で、セキュリティやプライバシー保護には課題もあり、これらは今後解決していく点となります。

しかしながら、将来的にもこの分野は、より幅広く活用されるとともに、さらなる新しいテクノロジーとの統合などが期待され、私たちの生活に欠かせないものとなるでしょう。

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