デジタルツインとは、IoTをはじめとするさまざまな手法を駆使しながらサイバー空間に外部の環境を再現する技術だ。膨大な情報を集約することにより、多様な環境を「手元」に創り上げる。すでに製造業や建設業を中心に活用が進み、他分野からも熱い視線が注がれている状況だ。

本稿では、デジタルツインの基本的な知識を確認しながら注目を浴びる背景や活用のメリット、市場規模予測、活用事例などを紹介していく。

目次

  1. デジタルツインとは?
    1. デジタルツインの定義
    2. ミラーワールド・メタバースとの違い
  2. デジタルツインのメリット
    1. 業務効率化
    2. 品質向上
    3. リスクの事前回避および改善
    4. 製造・工期の短縮
  3. デジタルツインが注目される背景
    1. IoT技術の普及
    2. 環境の激変
    3. 複雑化する社会
    4. 市場ニーズの細分化
  4. デジタルツインの仕組みと必要となる技術
    1. デジタルツインの仕組み
    2. デジタルツインを実現する技術
  5. デジタルツイン実現へのステップと導入課題
    1. デジタルツイン実現のステップ
    2. デジタルツイン導入の課題
  6. デジタルツインの市場動向と今後の予測
    1. 世界的にデジタルツイン市場が拡大傾向
    2. 国内でのデジタルツイン活用
  7. デジタルツインの活用事例
    1. 都市計画
    2. 建設業
    3. 製造業
    4. 災害対策
  8. デジタルにツインに関するQ&A
    1. Q.デジタルツイン、何ができる?
    2. Q.デジタルツインの応用例は?
    3. Q.デジタルツインのメリットは?
    4. Q.デジタルツインの仕組みは?
  9. さまざまな方面で活用が広がるデジタルツインの技術
建設業や製造業を変革するデジタルツインに注目
(画像=metamorworks/stock.adobe.com)

デジタルツインとは?

はじめにデジタルツインの概要を説明していく。

デジタルツインの定義

デジタルツインとは、英語の“DigitalTwin”、デジタル空間における「双子」といった意味だ。2002年に米ミシガン大学のマイケル・グリーブスによって広く提唱され、元々は製造業の製品管理におけるPLM(Product Lifecycle Management)から発展してきた。この考え方の起源は、さらに古く1970年代のアポロ計画まで遡る。

実地試験が難しい月面探査プロジェクトにおいて「ペアリングテクノロジー」としてシミュレーションに活用されたのが「デジタルツインの実用」といえるだろう。総務省では、デジタルツインの仕組みについて以下のように定義している。

インターネットに接続した機器などを活用して現実空間の情報を取得し、サイバー空間内に現実空間の環境を再現すること
出典:総務省

具体的には、現実世界の物理モデルとサイバー空間の数理モデルが対になって連動している状況を表す。手元に構築した仮想的空間内での操作によりリアルタイムデータを処理することができる。リアルタイムに取得した情報をベースにサイバー空間上に「双子のような」同じ世界を作り上げることで、現実空間の状況が正確に把握できるのだ。

デジタルツインが正しく実現できていれば、分析やシミュレーションを限りなく高精度な環境で実施可能になる。そこから導き出された結果を現実空間である現場にフィードバックしても不具合が発生しないという確証が得られるだろう。

ミラーワールド・メタバースとの違い

デジタルツインと同様に仮想的空間を活用したものにミラーワールドやメタバースなどがある。ミラーワールドは、「鏡像世界」とも呼ばれ現実空間の都市や社会のすべてが1対1で再現された環境を指す。つまりデジタルツインの集合体がミラーワールドだ。メタバースは、大規模な仮想空間で経済活動や創造活動を含むコミュニケーションを可能とするサービス、また空間そのものの総称となっている。

メタバースに関しては、事業体によっても捉え方が異なり統一された定義はない。メタバースのユーザーには、アバターを通じて自己同一性が提供され現実世界からメタバースにアクセスして買い物やイベントを楽しんだり会議に参加したりすることができる。デジタルツインとの違いは、メタバースにおいて現実空間とのデータのリンク・連動性が必ずしも確保されていないことだ。

現実で起こり得る変化をサイバー空間でのシミュレーションで未来予測する役割を持つデジタルツインとは、根本的に方向性が異なる。