デジタルツイン：それはどういう意味ですか？

「デジタルツイン」の概念は約30年前から存在していますが、最初の予測でテクノロジーがどこにあるかを予測できた可能性はほとんどありません...

たとえば、今年の春、第36回アメリカスカップでは、宇宙時代の超高速AC75モノハルヨットが展示される予定です。トライアルでは、デジタルツインテクノロジーを使用して、新しいAC75ボートの船員のパフォーマンスをエミュレートしました。以前のテスト方法と比較して、プロトタイプ開発を根本的に加速した偉業。

現在、都市計画、ヘルスケア、自動車デザインなどの分野で展開されているデジタルツインは、製造業にも大きな可能性を秘めています。これは、安全性の向上、生産性の向上、効率の向上を継続的に追求するのに役立ちます。

詳細はデータにあります

その新たな地位を考えると、「デジタルツイン」という用語は、関連するさまざまな技術革新の系統のキャッチオールになっています。拡張現実、強化されたユーザーインターフェイス、3Dモデリング–いくつか例を挙げると。

さらに、「デジタルスレッド」のアイデアもあります。これは、接続されたデータフローと、資産のライフサイクル全体にわたる統合されたビューを可能にする通信フレームワークを指します。デジタルスレッドは、製品またはシステムの作成から削除までの存続期間の記録として、従来のサイロ化された機能全体の洞察を可能にします。

これらのイノベーションにはすべて関連する機能が含まれる可能性があることは事実ですが、真のデジタルツインの核心は、純粋でシンプルなデータにあります。本質的に、デジタルツインは、物理オブジェクトをリアルタイムで表すデジタルデータの生成または収集です。

これを製造業に関連付けます。仮想的にそのコアコンポーネントを人間の特性と関連付ける場合、操作機器は筋肉、接続性、神経系、そしてデジタルツインは脳です。

また、脳の機能を直感的に使用して、現実の世界で記憶、記録、分析、処理、予測を行うため、デジタルツインは収集されたデータを分析して、デジタルデータでも同じことを行うことができます。製造業の世界では、デジタルスレッディングとデジタルツイニングに寄与するデータ入力が運用機能を最適化し、スループットの向上と効率の向上に役立ちます。

コンシャスファクトリー

リアルタイムの工場データの90％が未使用になる製造業では、デジタルツインは、プロセスの洞察のためにその情報をより有効に活用するための強力な基盤を提供します。

オウルの「意識的な工場」での経験から、運用機器に組み込まれたインテリジェンスを活用して、デジタルツインを介してこれらの洞察を評価するという直接的な知識があります。

たとえば、実稼働環境の監視。ここでは、さまざまなデータソースを利用して、湿度と温度の偏差を観察し、自動アラームをトリガーして、調整やメンテナンスが必要な場所を特定できます。

デジタルツイニングは、接続されたマシンとデータソース全体で自動化されたリアルタイムのプロセス分析も提供し、エラーの検出と修正を高速化します。また、組み立てプロセスをリアルタイムで監視することで、各ロボットセルのステータスと進行状況を中央のユーザーインターフェイスからいつでも表示でき、個々の製品に至るまでのレベルの可視性を備えています。

インフラストラクチャの問題

もちろん、このレベルの洞察を実現するために必要なインフラストラクチャ要件があります。

埋め込まれたインテリジェンスは、デジタルツインの最初の必要条件です。モノのインターネット（IoT）は、文字通り製造施設のセンサーの数を爆発的に増やしています。そして、このデータ生成能力の向上は、設計段階で生産設備にますます組み込まれています。データを処理および標準化する機能は、生成されているものを理解できる分析のノウハウと一致する必要があります。

正しい種類の柔軟で堅牢な接続も重要です。これは通常、Wi-Fiパフォーマンスを超える産業グレードでの接続を意味します。ますます、メーカーは4G / LTEおよび5Gプライベートワイヤレスネットワークに移行して、データを大量に消費する運用テクノロジーに必要なレベルの信頼性、セキュリティ、および高帯域幅を提供しています。

デジタル化とインダストリー4.0の旅の一環として、メーカーは人工知能（AI）、機械学習、自動化、拡張知能にも注目しています。ただし、これらすべての人目を引く機能には、重要な1つの際立った接続性が必要です。それは低遅延です。

リアルタイムで相互接続

この点で、4G / LTEは、デジタルツインを効果的にするような低遅延と高速応答時間を実現するために必要なワイヤレス接続の最小標準であり、データを瞬時に配信し、オペレーターの即時応答を可能にします。これは、データを超高速で処理する必要性を浮き彫りにしているため、エッジコンピューティングは必須です。

5Gは、標準が進化し、サポートするエコシステムが発展するにつれて、製造にさらに大きな期待を抱いています。進行中の開発中の5G標準により、後続のリリースでは、時間に敏感な通信などの新機能が搭載されます。これにより、デバイス間の通信と制御のより緊密な同期が実現し、ポジショニングとローカリゼーションが向上します。

さらに、システムの相互接続を考慮する必要があります。生産施設で使用する際に、さまざまな標準やプロトコル間で通信および統合する必要性を強調します。ここで、ネットワーク接続は、一種のシンプルで合理化された「データ交換」を提供する必要があります。産業用コネクタは、システムが互いに効果的に通信できるようにする方程式の重要な部分として機能します。

利点

ベンダーは現在、これらのインフラストラクチャの要件に迅速に対応しているため、メーカーにとっての潜在的なメリットはかなりのものです。サポートプロセスの自動化、リアルタイムレポート、工場パフォーマンスの向上、優れた品質保証、高速応答時間はすべて、工場フロアで起こっていることをデジタルツイン化することで可能になります。

デジタルツインアプローチは、製造業者が製品の需要と注文パイプラインの変化に応じてワークフローとリソースを構成する方法を柔軟にモデル化するための優れた方法を提供します。

そして、デジタルツインは私たちにもっと多くのことを可能にすることができますが、それらは人間のタッチに取って代わるものではありません。インダストリー4.0の目標は、人間の知性を置き換えるのではなく、増強することです。デジタルツインは、製造プロセスに対する人間の洞察を強化し、間違いなく、アメリカズカップだけでなく、データを使用して、業界が安全性、生産性、効率を向上させることができる場所を特定するための「プレーンセーリング」を行うことができます。

製造|ノキアネットワークス