デジタルツインとは

デジタルツインは、（BIM、CAD、GIS を介して）コンセプトモデルをインポートする、または現実世界の物理エンティティをスキャンすることで作成され、それらをエンタープライズデータやモノのインターネット（IoT）データを組み合わせて可視化し、分析します。人間の知覚よりも早くインタラクティブコンテンツを生成するコンピューターグラフィックステクノロジーであるリアルタイム 3D を利用するデジタルツインは、複数のソースのデータ（情報とモデルの両方）を実物そっくりなインタラクティブビジュアライゼーションとして収集、整理、提示することもできます。

デジタルツインはアセットが現実世界で経験する動き、力、インタラクションをバーチャルで表現したものです。これにより、ユーザーの操作にリアルタイムで反応する三次元の動的なコンテンツとやり取りをすることができます。この仮想環境では、現実世界の条件、what-if シナリオや頭に思い浮かぶあらゆる状況を効果的に模倣し、その結果をモバイルデバイス、PC、拡張現実、混合現実、仮想現実（AR/MR/VR）デバイスなど、あらゆるプラットフォームで即座に可視化することができます。

デジタルツインのデプロイはそれぞれユニークです。多くの場合、デプロイは段階的に発生し、フェーズごとに複雑さとビジネスへの影響が増します。デジタルツインの範囲は、3D モデルの製品コンフィギュレーターから、1 つの街ほど広大なネットワークやシステムの緻密な表現まで及び、各コンポーネントはそれぞれ動的にエンジニアリングデータ、建設データ、運用データ、仮想設計にリンクされています。

さまざまな分野や場所にわたるチームが複雑なビルドを設計、エンジニアリング、構築、販売、そして最終的に運用およびメンテナンスを行う際に、デジタルツインはライフサイクルのあらゆる段階でチームが情報に基づいて意思決定をできるようにします。

デジタルツインを物理オブジェクトを研究する手段として使用するという基本思想は、1960 年代に初めて NASA によって導入されました。NASA は探索ミッションのために宇宙のシステムに合わせて、建造した宇宙船を地上で複製しました。このテクノロジーはアポロ 13 号のミッションで実際に使用されました。接続されたツインを通じて、宇宙管制センターは破損した宇宙船の状態に合わせてシミュレーションに迅速に変更を加え、宇宙飛行士を安全に帰還させる戦略のトラブルシューティングを行うことができました。

1970 年代初頭には、発電所などの大規模な施設を監視するのに、デジタルツインをほうふつさせるシステムとしてメインフレームコンピューターが使用されました。1980 年代には、AutoCAD などの製図用 2D CAD システムが登場し、あらゆるものをコンピューターで設計できるようになり、何百万人もの設計士やエンジニアによって即座に採用されました。

2000 年代には、3D CAD を使用したパラメトリックモデリングやシミュレーションにより、相互に接続されたオブジェクトのデータベースなど、より複雑なアセンブリをよりインテリジェントな方法で設計できるようになりました。さらに 2010 年代中旬にまで駒を進めると、業界をリードするあらゆる 3D CAD ベンダーがクラウドに接続されたソリューションを立ち上げました。それらは当初はコラボレーションやプロジェクト管理に使用され、徐々にジェネレーティブデザインに使用されるようになりましたが、CAD ツールはデスクトップベースのままでした。

そして現在はリアルタイム 3D を利用するデジタルツインの時代に突入し、ダッシュボードや 3D モデルを超えて、あらゆるデバイスやプラットフォームで複数のソースからのデータを使用できるようになり、より優れたコラボレーション、ビジュアライゼーション、意思決定を可能にします。

デジタルツインのデプロイにより、ユーザーはデータへのアクセスが改善されたことにすぐに気づきます。デジタルツインが成熟するにつれて、メンテナンスコストの削減、プロセスの変更に関してより多くの情報に基づく意思決定が可能になることで潜在的に大きな節約につながる、メンテナンスと運用効率の改善などのメリットを享受できます。ある施設の製造、使用、メンテナンス中に発生するコストの 80% から 90% は設計段階で決まるため、最初から優れた設計が存在するとプロジェクトの生存期間全体にわたって大きな利益をもたらします。

デザイン業界でのデジタルツインの活用は、マルチユーザーのコラボレーションとコミュニケーションの改善につながっています。プリコンストラクションクライアントは、データをシームレスに集計し、取引を調整することができます。

デジタルツインで実行できる安全トレーニング、品質保証、品質管理により、建設業界の事故やミスの発生数が大幅に減りました。デジタルツインのイニシアチブをメンテナンスや運用に使用すると、運用の最適化、ダウンタイムの減少、メンテナンスと人員にかかるコストの減少などのメリットを享受できます。

リアルタイムでデータとやり取りできることで、設計、運用、メンテナンスに関わる意思決定方法が変化しています。リアルタイム 3D で複雑なオペレーションを可視化してシミュレーションを行う力により、ユーザーがアセットと対話する方法が進化し、地球上のすべての物理空間とアセットを作成、構築、運用する方法に変革をもたらしています。

デジタルツインとは、コンセプトモデル（BIM、CAD、GIS など）や物理エンティティ（製品や施設など）のスキャンから構築されたビジュアライゼーションのことです。モノのインターネット（IoT）とは、一意識別子（UID）を所有し、埋め込み型のテクノロジーが含まれる、物理オブジェクトのネットワークのことを指します。これにより、インターネットを介した他のオブジェクトとの通信、相互作用が可能になり、現実世界のリアルタイムデータを収集できます。デジタルツインは IoT データと統合されることで、ある特定の時点におけるアセットのパフォーマンスに関する分析情報を提供できるようになり、ユーザーが潜在的な業績を評価して解決策を計画するのを支援します。

デジタルツインは、IoT センサーやデータにアクセスすることで、仮想モデルの全体像をキャプチャし、より深いオペレーショナルインテリジェンスを解き放つことができます。例えば、エンジンのデジタルツインにはエンジンのパフォーマンス特性に関する情報が含まれている可能性があり、エンジニアはシミュレーションを実行して新しい設計をテストしたり、将来の変更による影響を測定したりできます。

デジタルツインの種類は多岐にわたりますが、すべてに共通する特徴がいくつかあります。物理オブジェクトや物理システムのデジタル表現を使用する点、デバイスがインターネット上で簡単に特定できるように UID が含まれている点、情報の交換とアクションの調整のためにそれ自体と物理 IoT デバイスの間の双方向のコミュニケーションが可能な点です。

膨大なデータを収集することと、それをインテリジェントな方法で消費することは、まったくの別物です。意思決定に関しては、データに基づくものが最も有用ですが、データの有用性はそれを活用してシミュレーションを行い、ビジネスシナリオの予測に役立てられるかどうかによって決まります。

デジタルトランスフォーメーションを経験するすべての企業は、生データを処理して活用する方法を見つけ出す前に、生データに溺れてしまうリスクを抱えています。今では、生データをキャプチャすることは、生データを処理すること、不要な部分をフィルターで除外すること、結合すること、アプリケーションのコンテキストに合わせてユーザーにとってわかりやすい情報に変換することと比較して、それほど難しいことではありません。

最も大きな課題は、情報の力を解き放つことです。エンタープライズデータや IoT データはデータベース、スプレッドシート、モデル（CAD、BIM、GIS）に埋もれてしまっています。リアルタイム 3D デジタルツインなら、そのようなデータに命を吹き込むことができます。

製品、設備、工場、建築物、街はますます現実世界のものだけではなくなっており、仮想世界にもそれらに対応するものが存在します。人々のデジタルツインでさえ存在します。私たちはインターネット（およびシステム、デバイス、人々のつながり）の次のイテレーションをリアルタイム 3D を介したメタバースの中で体験することになります。

メタバースは、それが施設の更新を管理することや、乗物の購入をカスタマイズすることであっても、クロスデジタル空間やハイブリッドリアリティ空間での没入型体験に関して無数のチャンスがある、新たな経済（3D マーケティングなど）を解き放ちます。