デジタルツイン活用：電力セクター4.0の基盤

産業界におけるデジタルツインとは、物理資産モデルをデジタルプラットフォーム上にマッピングし、あらゆる物理オブジェクトやプロセスの仮想レプリカを作成することを指します。

モデリングは、設計・製造・検査・修理・センサー・運用データ等の膨大な情報を用いて作成され、資産データによって常に更新されます。

インダストリー4.0への進化は、効率的なエネルギー源への移行と、それらを知的に管理するシステムへの移行を意味します。そのためデジタルツインは、ネットワーク上に分散する全エネルギーリソースを制御し、全データを分析・可視化する適切なソフトウェアを提供する電力業界などにおいて、キーテクノロジーとなります。

エネルギー分野におけるデジタルツイン

デジタルツインは、セクターのエネルギーリソースをよりスマートに管理することを可能にします。この技術により、電力オペレーターは物理資産の運用に干渉することなく、デジタル資産の条件を操作してシナリオプランニングが可能になります。

また、発電所などの性能を、その状態・運転・位置をほぼリアルタイムで表現することで理解・モデリングできます。したがって、太陽光パネルなど大量の分散型エネルギーリソースがグリッドに存在する際、将来のアクションを計画するユーティリティ企業にとって極めて有益です。

エネルギー分野へのメリット

デジタルツインは、発電所やその他のユーティリティ資産の物理的・運用的特性を建設前に複製し、物理設備の耐用年数を通じて運用と保守の改善を支援します。

デジタルツインの主要目標には、コスト削減、収益増加、停電削減、運用改善、市場ダイナミクスの管理があります。電力セクター固有のメリットを詳述します。

エネルギー需要を精緻に把握

デジタルツインは「現実空間」「仮想空間」およびそれらを結ぶ「データフローリンク」で構成され、安全な実験と情報の包括的分析を可能にします。

プロセスへの出入りする情報を接続・理解することで、エネルギー消費のシミュレーションとシナリオを高精度で実行し、電力供給をそれに適応させられます。

導入コストの分析と削減

デジタルツインにより、厳格な統合アーキテクチャと産業オートメーションを必要とする極めて複雑な産業プロセスを大規模に管理可能になります。

ユーティリティ企業をガイドし、資産稼働率向上と最適な組織化によるプロセス収益化・コスト削減に向けた意思決定を支援します。

最適なエネルギー貯蔵のための意思決定

この技術により、天気予報や電力価格に基づく日次・時間次運用の最適戦略策定、効率低下時の保守予測が可能になります。

資産寿命の推定、振る舞い異常の検知、熱効率の算出により、発電所全体の運用・保守プロセスを最適化します。

インテリジェントかつ統合されたネットワーク管理

デジタルツインは、ネットワークを無限にデータ指向型、将来志向型、周囲環境のグローバルビューを持つものへと変える、新たなインテリジェント管理形態です。これによりネットワークはより洗練され、ダイナミックになります。

デジタルツインシステムの導入により、企業は発電所の可用性99%近くを活用でき、価値を大幅に高められます。

相互運用性の重要性

デジタルツインは、ビッグデータ、IoT（モノのインターネット）、AI（人工知能）ソリューションと一体で機能しなければなりません。このフレームワークでは、センサーとソフトウェアを備えた実オブジェクトとその他技術が、インターネットを通じてデータを交換する環境が構築され、それらをデジタルツインが処理します。

しかし、この技術の限界の一つは、オープンソースソフトウェアの不足と相互運用性の課題により、導入が困難になり得ることです。Nexus Integraのようなプラットフォームはオープンソース技術を用いて異なる技術を無制限に統合し、貴社電力会社でのデジタルツイン導入への扉を開きます。

Nexus Integraでデジタルツインを実装

デジタルツインはシステムを評価・シミュレートし、設計と性能を改善します。実際、KPMGのレポート「Beyond the hype of i4.0」は、この技術をインダストリー4.0達成の鍵ツールとして明確に位置づけています。

これを実現するには、企業がすでに保有する資産を一元化し、共有可能な状態に配置することから始めなければなりません。Nexus Integraプラットフォームが提供するリアルタイムおよび履歴データの取り込みと構造化により、プラント拡張における制御、シミュレーション、保守作業の効率化を促進する信頼性の高いデジタルツインの導入が可能になります。