デジタルツインとは何ですか。
デジタルツインは、物理的なオブジェクト、プロセス、またはシステムを仮想的に表現したものです。これは、現実世界の動作、特性、パフォーマンスをリアルタイムでシミュレートするデジタルレプリカです。
基本的には、デジタルツインには、さまざまな比率のデータ、モデル、分析に加えて、視覚化体験が含まれます。デジタルツインは、エンジニアリングとオペレーションから得られるすべてのデータセットを組み合わせ、1つまたは複数のタイプの第一原理モデルとAIで強化します。
データが集約されると、企業のあらゆる部門のユーザーは、目的に合った形式でデータを視覚化し、特定のユースケースを解決できるようになります。デジタルツインは、資本プロジェクトの設計と構築、または産業設備資産やプロセスの日常業務をモデル化できます。
ここでは、主なコンポーネントについて詳しく説明します。
- コンテキストとともに収集および集約されたデータ：デジタルツインは、センサー、設備資産、システム、デバイス、その他のソースなど、複数のソースからのデータと情報の継続的なストリームに依存して、物理オブジェクトまたはプロセスのリアルタイムの状態や状況をキャプチャします。
- 分析機能：デジタルツインは、AI/機械学習モデルを活用して収集したデータを分析し、物理的なオブジェクトやシステムの動作、パフォーマンス、潜在的な問題についての洞察を提供します。
- データの統合とモデリング：収集されたデータは処理・統合され、物理的設備資産またはプロセスを正確に表す動的モデルに変換されます。
- マルチエクスペリエンス視覚化レイヤー：ロールベースの視覚化により、ユーザーは特定の目的に適した形式で表示されるデータにアクセスできます。現場のユーザーは自社のKPIに関連する情報を確認できる一方、経営幹部は全体的な管理に関連したコンテキストで同じデータを確認できます。
AVEVAのデジタルツイン
AVEVAは、産業ライフサイクル全体を通じてお客様に「1つのインテリジェントツイン」を提供します。当社の産業用プラットフォームであるCONNECTは、AIアプリケーションおよび視覚化ソリューションとともに、デジタルツインの基盤を形成しています。「1つのインテリジェントツイン」とは、概念設計から始まり、オペレーションや最適化までプロジェクトとともに成熟できるデジタルツインを意味します。
当社のソフトウェアは、エンジニアリングデータとオペレーションデータを結び付けて産業プラットフォームに取り込み、そこで統合、クレンジング、集計して、機器、システム、または設備資産の表現を構築します。
AVEVAのプラットフォームは、IoTデバイス、AIアルゴリズム、データ分析ツール（AVEVAまたはサードパーティのツール）とシームレスに統合できるため、企業は既存の投資を活用することができます。
当社と協働している組織は、設計、建設段階からオペレーション、最適化まで、産業ライフサイクル全体のユースケースでデジタルツインを活用できます。組織は、データと情報ソースを組み合わせることでメリットを享受し、チーム間の意思決定とコラボレーションを改善できます。これは、計画外のダウンタイムやバリューチェーンの混乱を防ぐことで効率性を向上させることのように見えるかもしれません。
デジタルツインはどのように機能しますか？
産業組織の世界では、デジタルツインは組織全体に一元的な情報を提供する強力なツールです。では、デジタルツインは具体的にどのように機能するのでしょうか？デジタルツインの機能においては、データの収集、統合、集約だけでなく、データ管理とインフラが重要な役割を果たします。次のようなさまざまなソースからデータを収集します。
- 自動化システムの監視と制御面からの生きたデータ
- プロセス機器、ユーティリティシステム、その他の外部ソースからの生データ（エンジニアリングとオペレーションデータ、リアルタイムデータ、履歴データを含む）
- 関連機器設計データ、市場価格、環境条件、ビジネス指標、消費者行動データ
ビジネスに関連するあらゆるデータが、デジタルツインの一部になります。このコンテキスト化された1D、2D、3Dおよびオペレーションデータは、第一原理モデリングや分析、AIによって強化され、組織が解決しようとしている課題に対するより深い洞察が得られます。分析とAIは、デジタルツインの「頭脳」を形成します。分析レイヤーにより、デジタルツインは、設備資産やプロセスを静的にリアルタイムで表現するだけでなく、一連の変数に基づいて設備資産やプロセスが将来どのように振る舞うかを予測することができます。
リアルタイムの同期とシミュレーションは、デジタルツインの重要な特徴です。物理的な設備資産またはプロセスが変更されると、デジタルツインはリアルタイムで更新されます。この同期により、仮想表現は正確で最新の状態に保たれます。
さまざまなシナリオをシミュレートし、予測アルゴリズムを実行することで、企業は物理的な設備資産やプロセスにリスクを与えることなく、オペレーションをテストし、最適化することができます。この機能により、プロアクティブな意思決定を行い、潜在的な問題が発生する前に特定することができます。
高度な視覚化体験により、企業は仮想環境で設備資産やプロセスの全体像を把握できます。
この視覚的な表現により、関係者はリアルタイムのパフォーマンスを監視し、パターンを識別し、データを効果的に分析できるようになります。さらに、デジタルツインに統合された分析ツールは、実践的な洞察を伴う処方的分析を提供し、企業がデータに基づいた意思決定を行い、適切なタイミングで行動を起こして継続的改善を推進できるようにします。
産業ライフサイクル全体にわたるデジタルツイン
デジタルツインの使い方は業界ごと、企業ごとに異なります。また、デジタルツインの採用事例は組織ごとに異なります。デジタルツインは、「産業設備資産やプロセスの全ライフサイクルを通じて、その設計、オペレーション、最適化をサポートする洞察を提供するために、データを活用する実用的な方法」と定義するのが最も的確です。
ここでは、デジタルツイン技術が大きな違いをもたらす4つの一般的な分野を紹介します。
設計と構築。データ中心のアプローチを採用することで、資本プロジェクトの段階から工場の立ち上げに至るまで、可視性と制御性が向上します。EPCは設計の手直しに費やす時間を短縮でき、スケジュールどおりかつ予算内で納品できる可能性が高くなります。
オペレーション。リアルタイムデータと履歴データにアクセスできるため、設備資産運用者は実際の行動を比較してモデル化し、洞察を導き出すことができます。その結果、安全性と持続可能性を維持しながら、労働力を強化し、生産性を向上させ、不必要な作業を減らし、信頼性を高めることができます。
最適化。AI/機械学習と第一原理モデルは、プラントオペレーションに関する洞察とガイダンスを提供します。参考になるベンチマークがあれば、事業者はより多くの情報に基づいた意思決定を行い、生産量と信頼性とコスト効率のバランスを取り、収益性を高めることができます。
サステナビリティ。企業全体のサステナビリティKPIと目標に対する進捗状況をリアルタイムで追跡することで、無駄を最小限に抑え、労働者の満足度を高め、環境コンプライアンスを実践し、企業の社会的責任を強化することができます。
デジタルツインは、設計から廃止措置まで、プロジェクトのライフサイクル全体を網羅します。
デジタルツインのメリット
デジタルツインはビジネスに革命を起こす可能性を秘めており、今日の競争の激しい環境で成長するための必須ツールです。このテクノロジーの力を活用することで、組織は新たな機会を開拓し、かつてないほど効率性を向上させられます。
ここでは、産業組織にとっての主なメリットをご紹介します。
意思決定と予測能力の向上：物理的な設備資産やプロセスの仮想レプリカを作成することで、企業はデータを監視および分析し、傾向、パターン、異常を特定できます。デジタルツインは、エンジニア、オペレーター、マネージャーなど、さまざまな関係者間のコラボレーションとコミュニケーションを促進します。これにより、プロアクティブな意思決定が可能になり、潜在的な問題が発生する前に予測して防止できるようになります。正確で最新の情報をすぐに入手できるため、意思決定者はオペレーションを最適化し、より良い結果を出すことができます。
パフォーマンスと効率の最適化：さまざまなシナリオをシミュレーションしてテストすることで、企業は改善すべき領域を特定し、的を絞った戦略を実装できます。たとえば製造業では、デジタルツインは生産プロセスの最適化、廃棄物の削減、製品品質の向上に役立ちます。リアルタイムのデータと高度な分析を活用することで、組織はボトルネックを発見し、オペレーションを合理化し、リソースの使用率を最大化できます。その結果、生産性が向上し、コストが削減され、競争力が高まります。
ダウンタイムとメンテナンスコストの削減：デジタルツインの最も重要な利点の1つは、ダウンタイムとメンテナンスコストを最小限に抑えることができることです。設備資産をリアルタイムで監視することで、組織は潜在的な問題を早期に検出し、予防保守をスケジュールすることができます。このプロアクティブなアプローチは、予期しない故障を防ぎ、計画外ダウンタイムを削減し、設備資産の寿命を延ばすのに役立ちます。事前にメンテナンスの必要性を特定することで、組織はメンテナンススケジュールを最適化し、中断を最小限に抑え、全体的なメンテナンスコストを削減できます。
導入事例
ADNOCのリアルタイムデータ可視化センター、ビジネスの俊敏性を実現
Abu Dhabi National Oil Company（ADNOC）は、120のダッシュボード全体で1,000万を超えるタグを統合して監視することで、オペレーション全体の可視性を高め、ビジネスの俊敏性を向上させています。
SCG Chemicals、オペレーション用デジタルツインを構築
SCG Chemicals社は、仮想プラントを使用して、機器のステータス、アラーム、およびパフォーマンスのダッシュボードにより、オペレーションを最適化しています。
bp、ACEデジタルツインでコラボレーションと安全性を向上
アゼルバイジャン中央東部（ACE）の生産施設のデジタルツインにより、BP社の各チームはリモートで連携して、安全で信頼性の高いオペレーションを確保できます。
PETRONAS、早期の故障検出で数百万ドルを節約
AIを導入したAVEVA Predictive Analyticsをクラウド上で利用して機器の故障を回避することで、PETRONAS社は3,300万米ドルを節約しました。
注目のデジタルツイン製品
AVEVA Asset Information Management | AVEVA
様々なソースから様々な形式のデータを集め、社内全体のユーザーがデジタル設備資産データに対して安全にアクセス、可視化、検証、共同作業を実行できる情報管理ソリューション。
AVEVA Predictive Analytics
旧称：PRiSM Predictive Asset Analytics
複数のソースからデータを収集して多元的な情報を統一し、レポート作成/ダッシュボードツールで使えるようコンテキストを提供します。BIツールで産業用データを詳細に分析し、プラントのパフォーマンスをほぼリアルタイムで向上させます。
AVEVA Process Simulation
旧称：SimCentral Simulation Platform
AVEVA Process Simulation is designed from the ground up to enable the next generation of engineers and deliver the process side of the Digital Twin.
AVEVA E3D Design
最も先進的で強力な3Dエンジニアリングデザインソフトウェアです。クラウド上でのスムーズな多分野コラボレーションを可能にし、エンジニアリングとデザインの効率を最大化します。
CONNECT
当社の産業用クラウドプラットフォーム：産業用人工知能（AI）機能で強化された産業用サービスとしてのソフトウェア（SaaS：Software-as-a-Service）の幅広く詳細なポートフォリオに安全にアクセスできます。
