デジタル・ツイン：卓越性によるオペレーションの最適化

世界中の企業がデジタル技術を活用し、アイデアを具体的な製品に変換して消費者に提供している。デジタル・ツインは、デジタル・エンジニアリング・ツールと新しいデータ・ソース、シミュレーション機能、高度な分析機能を組み合わせた、そのような技術の1つです。デジタルツインを使用することで、収益を10％増加させ、市場投入までの時間を50％短縮し、製品品質を25％向上させることが実証されている。

この包括的で動的に更新される実際の製品やプロセスの仮想同等物は、パフォーマンスを監視するだけでなく、代替状況をテストし、エラーを予測し、改善の可能性を特定します。モノのインターネット（IoT）センサーは、資産とそのソフトウェア表現との間の情報の流れを引き起こすものであり、DTの中核をなすものである。DTの設計には、リアルタイムモニタリング用のダッシュボード、モデリング設計ツール、シミュレーションソフトウェアも含まれる。サプライチェーン管理、遠隔設備診断、予知保全など、さまざまな分野で広く採用されている。デジタル・ツインは、生産目標に支障をきたさない時点で問題を検出し、修理のスケジュールを立てることができるため、メンテナンス費用を大幅に削減することができる。

デジタル・ツインは現在、サプライ・チェーン管理、遠隔設備診断、予知保全など、さまざまな業界で普及している。資産やプロセスのパフォーマンスに関するデータをリアルタイムで提供することで、製品の品質を保証し、サプライチェーンへの影響を軽減しながら変化に影響を与え、対応することを可能にします。

製造業は、業務を最適化し生産性を向上させるために、デジタル・ツインへの依存度を高めている。製造業のデジタルツインには、シミュレーションに基づくモデルと、物理的なプロトタイプに基づくモデルの2つがある。この2つの異なるアプローチと、それらが製造業者にとって重要である理由について説明しよう。

企業はデジタル・ツインを利用して、特定の条件下での物理的資産の性能を評価したり、リアルタイムで資産の性能を追跡したりする。実際の資産に接続されたセンサーからのデータを使用することで、堅牢な故障モデルの構築を可能にする。アセット・デジタル・ツインは、各設備の個々のコンポーネントに至るまで資産の重要性を理解し、その知識をチーム全体で共有することを支援する。この種のデジタルツインは通常、デジタルスレッドと呼ばれる。産業ライフサイクル全体のデータを収集・処理することで、データ収集、可視化、分析を容易にする。実物資産の所有者やオペレーターは、このモデルを使用して、資産のシミュレーションやwhat-if分析を行うことができる。デジタルツインは、IoTデータの論理的な分類フレームワークを作成し、データの分類と活用を可能にする。デジタルツインがIoTを搭載し、資産を作動させる命令を受け取れば、遠隔操作や自律操作が可能になる。

これらのサプライヤー・モデルは、運用データを使用して特定の資産や機械の一部を最適化する。

以下の用途に適しています：

• 運用コストを削減しながらパフォーマンスを向上
• 多数の地上資産の管理
• 予知保全

アセット・ツインは、単一のコンポーネントに関する洞察は提供しますが、マシン、手順、コンポーネント、またはグループ間の複雑で重要なつながりについては提供しません。

これらは、発売される各製品を包括的に把握できるように設計されている。 データは 常に収集され、フィルタリングされ、整理され、ベンダーや原材料から最終製品に至るまで、すべての重要なデータを網羅している。複合現実、人工知能、高性能コンピューティングを用いて、設備だけでなく製造プロセス全体を最適化する。複合現実技術をベースとしたこの新しいクラスのデジタル・ツインは、プロセスをシームレスに統合することで企業をサポートする。製造業は、垂直統合された組織において、オンライン、インテリジェント、コラボレーティブな機器を備えた相互接続された工場を構想しているインダストリー4.0の原則を導入することで、効率性を得ることができる。プロセス・デジタル・ツインは、製造プロセスの3つのレベル（機械、工場、サプライチェーン）で高度なシナリオを可能にする。工場全体からのデータは、プロセス・デジタル・ツインに接続された機械の認識能力を向上させる。

プロセス・デジタル・ツインは、モノのインターネットのリアルタイム・ストリーミング・データと他の入力をミックスし、相関させる。そして、機械学習、人工知能、複雑なモデリング技術を使用して、プラント全体の動的な仮想表現がシステムによって作成される。資産、プロセス、アクティビティ間の複雑で多層的な相互依存関係は、製造業者によって完全に可視化される。

これらの画期的なブレークスルーにより、産業アナリティクスはその経済的可能性をフルに発揮できるようになり、以下のことが可能になる：

• 製造業のあらゆるユースケースと機会に対応する拡張性
• 実用的なインテリジェンスにより、ダウンタイムを大幅に削減し、産業の生産性と効率を高め、問題の発生を未然に防ぐことができます。

プロセスデジタルツインは、アセットツインとは対照的に、様々なフォーマットの何百ものデータソースを統合する必要があります。これは非常に複雑で、作成と改良が大変です。AIと機械学習は、このような多様なデータを吸収し、相関させ、大規模に統合する唯一の方法である。

LTTSのテクノロジーベースのソリューションは、企業の経営管理と変革を可能にする。LTTSはソリューションを通じて、持続可能な未来の実現に努めています。LTTSのデジタルツイン製品とサービスは、製造業が持続可能なオペレーションを実現するのを支援します。LTTSの i3PDS®は 、プロセスツインまたはアセットツインのどちらにも利用できるプラントモデルを開発することで、デジタルツインの最初のレイヤーの構築を支援します。その技術は、ネットワーキング、オペレーション効率、資産セキュリティを支援します。

i3PDS®は 、関連するライセンスとAMC費用を最適化することで、ソフトウェアの合理化を支援します。さらに、異なるタイムゾーンにおけるスキルセットとプロジェクト要件に基づいて、リソースを柔軟に利用することができます。このソフトウェアソリューションは、プロセスベースの手法とも併用できます。最適化プロセスには、プロセス、製品寿命、工作機械、ビジネスモデルが含まれる。

ユーザーの要求に効率的に応えることで、 i3PDS®は オートメーション・レーザースキャニング/フォトグラメトリーや3Dモデリングを含む様々な分野でソリューションを提供します。

ある例では、顧客はSPOクラウド環境を介して、資産組織の並行エンジニアリングプロジェクトをサポートする品質保証付き情報ロードのための統合されたクラウドベースのSPO環境を要求しました。このソリューションは、2Dおよび3D設計ツールとSPOおよび外部技術を組み合わせて提供された。ここでは、プラントとエンジニアリングの統合プラットフォームが、データ管理と伝送の強化に役立ちました。

別のケーススタディでは、顧客は128の異なる技術アプリケーションを北米とヨーロッパの6つの異なる拠点に分散させていました。このケースでは、解体中の複数のレガシー/カスタムアプリケーションがあり、サイロの中で機能していました。部門ごとに統合された集中型のエンジニアリング・ソリューションが必要でした。ここでの成果物には、業界のベストプラクティスに基づくアプリケーション/プラットフォームの提案、APR後のアプリケーションのリスト、ハイレベルな技術的アップグレードと移行のロードマップが含まれます。