デジタルツインは「法外なコスト」？ 事前に知るべきメリットと課題

デジタルツインの技術は製造業務を改善する可能性を秘めているが、幾つかの要因によって導入が困難になる可能性がある。メリットとデメリットの詳細を確認してほしい。

[Mary K. Pratt，TechTarget]

　デジタルツインとは、実物の製品や一連の手順をサイバー空間でリアル空間のように再現する技術だ。例えば、自動車メーカーは、組み立てられた自動車部品のデジタルツインを作成したり、メーカーが工場のデジタルツインを作成したりすることができる。デジタルツインは、製品やソフトウェア、それらをつなぐデータから構成される。

　今後10年間で、デジタルツインは、さまざまな業界で活用されるようになると予想されている。コンサルティング企業であるFortune Business Insightsのレポートによると、デジタルツインの世界市場は、2023年の129億1000万ドルから2024年には177億3000万ドルに増加し、2032年には2593億2000万ドルにまで上昇する見込みだ。

　デジタルツインは製造業務の改善に役立つが、幾つかのデメリットもある。製造業のリーダーは、これらの一般的な問題を認識し、技術の投資利益率（ROI）の不足やその他の問題を回避しなければならない。

　ここでは、製造業にデジタルツインを活用する4つのメリットと5つの課題を紹介する。

デジタルツインの4つのメリット

　デジタルツインの技術を使用することで、製造業はさまざまな方法で業務を改善できる。以下で幾つかの方法を紹介する。

1．最新の業務監視

　デジタルツインによって、製造業者は自社の業務の最新状況を確認できる。

　米国サンディエゴに本社を置き、ライフサイエンスに関連する事業を営むAbzenaのデイビッド・ウィリアムソン氏（最高情報責任者）はデジタルツインの技術を活用した経験を持つ。同氏は「デジタルツインは、設備や資産のパフォーマンスをほぼリアルタイムで可視化する」と述べた。

　ある製品に関する物理的な表現とソフトウェアによる対応は、通常はIoTセンサーによって接続され、そのデータは製品の物理的な状態についてユーザーに洞察を与える。例えば、ユーザーはデジタルツインデータを通じて、ある機器の動作が通常よりも遅いことを知り、その問題を調査できる。

2.従業員のパフォーマンスに対する洞察力の向上

　可視性の向上によって監督者はより多くの情報を得られる。それらの情報には、例えば組立ラインの作業員のパフォーマンスなどが挙げられる。

　米国マサチューセッツ州メドフォードにあるタフツ大学工学部の大学院教育学部長で、IEEEのフェローでもあるカレン・パネッタ氏は「デジタルツインによって、製造監督者は製造工程の問題を特定できる」と語る。

　例えば、デジタルツインの技術によって本来は5分に1回稼働すべき設備が15分に1回しか稼働していない状況を把握できる。監督者はこの問題を調査し、従業員の業務が遅れている原因を突き止め、施設全体のパフォーマンスを向上させられる。

3．シナリオシミュレーションによる洞察力の向上

　デジタルツイン技術は、特定の変更があった場合に施設が将来どのように機能するかを示すためにも役立つ。

　カナダのオンタリオ州ロンドンにあるITコンサルティング企業のInfo-Tech Research Groupのシュレヤス・シュクラ氏（主任研究ディレクター）は「倉庫でデジタルツインの技術を使用して、ロボットが倉庫の設備とどのように相互作用するかを予測できる」と述べている。また、ユーザーはデジタルツインに処方的分析を追加し、特定のシナリオで取るべき最良の行動を提案することもできる。

　例えば、特定の状況において最も重要な考慮事項が、製品の迅速な製造である場合、処方的分析は、そのプロセスを可能な限り早く実行するために取るべき手順を提案する。

4．コスト削減

　デジタルツインの技術の活用によって、物理的なプロトタイプを用いた実環境でのテストが減り、企業のコストを削減できる。

　「製品を実際に製造する前に、デジタルな世界でコンプライアンス要件や顧客のニーズを満たしていることを確認できるため、多くの費用を節約できる」（シュクラ氏）

デジタルツインの技術を活用する際の5つの課題

　デジタルツインの活用は幾つかの潜在的な課題をもたらす可能性がある。製造業のリーダーは、これらの課題を学んで未然に防ぐための備えをすべきだ。

1．予想以上の複雑さ

　一見すると簡単そうに思えても、デジタルツインの活用を難しいと感じる企業もあるだろう。

　ウィリアムソン氏は、デジタルツインの活用経験について「予想以上に複雑だった」と述べた。

　新しい工場やプロセス、製品を構築しようとしている企業の場合、デジタルレプリカを作成する方が容易かもしれない。また、既存のITインフラを持つ企業は、コスト効率の良い方法でデジタルツインを構築する前に、既存のシステムの更新が必要な可能性がある。

デジタルツインとデジタルレプリカは何が違うのか

　デジタルツインでは物理オブジェクトやシステムについてライフサイクル全体にわたるデジタル表現を作成した後、その状態が維持される。物理オブジェクトとデジタル表現の間の継続的で双方向のデータ接続が確立することでこの関係が保たれている。そのため、物理オブジェクトの動作やパフォーマンス、状態を分析し、シミュレートする際に利用しやすい。

　デジタルレプリカの目的は元のオブジェクトの正確なデジタルコピーを作成することだ。データ接続は必要ない。特定の時点または特定の用途に基づいた物理オブジェクトのスナップショットを取るため、リアルタイムの更新や継続的な監視には向かない。デジタルツインと比較するとシミュレーションの範囲は狭くなり、視覚化や検査、トレーニングなどにとどまる。（キーマンズネット編集部）

2．データ品質の問題

　デジタルツインが機能するには適切なデータが必要なため、データの質が低いと運用に悪影響を及ぼす可能性がある。

　「データ不足やデータの質の低さは、デジタルツインの活用を制限するか不可能にする」（シュクラ氏）

　製造業のリーダーは、デジタルツインの技術を業務に導入する前に、データ品質が最適であることを確認しなければならない。

3．カスタマイズの必要性

　企業のリーダーは、デジタルツインを自社の組織とそのニーズに適合させる必要があることも想定しておかなければならない。

4．法外なコスト

　組織は、デジタルツインとその実装プロセスが、リーダーが予想していたよりもコストがかかることに気付くかもしれない。

　デジタルツインの作成と効果的な使用に関連するコストによって、多くの組織でプラスのROIが実現するまでに時間がかかる可能性がある。

　「この技術は標準となり、利益をもたらすだろうと私は考えている。しかし、多くの企業にとって、それはまだ先の話だ」（ウィリアムソン氏）

5．適切なアプリケーションに関する知識の欠如

　製造業のリーダーは、デジタルツインテクノロジーをあらゆることに対する優れたソリューションと見なすのではなく、適切なプロセスにのみ適用するようにする必要がある。

　「デジタルツインの最大の課題の一つは、この技術が何を目的としていて、何を目的としていないのかを理解することだ」とシュクラ氏は語った。

　例えば、多くのメーカーはデジタルツイン技術が現実世界でのテストを代替できると考えているが、それは正しくないとシュクラ氏は述べた。

　「これは現実世界のテストを補完することを目的としている」と彼は語った。

　他の多くのテクノロジーと同様に、製造業のリーダーは、デジタルツインの洞察を疑うことなく信頼するのではなく、自ら情報を確認する必要がある。

　「テクノロジーを疑うことなく信じれば、そのテクノロジーは自分に跳ね返って痛い目に遭う」とパネッタ氏は語った。

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