デジタルツインとは?メリットや4つの活用事例までわかりやすく解説

「デジタルツインが流行っているけど、いまいち概要がわからない」
「デジタルツインのメリットや活用事例を詳しく知りたい」
「デジタルツインの流行に遅れたくない」

こんなお悩みや疑問を持っている方はいませんか?

デジタルツインは、現実世界の情報をもとに未来を予測できる革新的なデジタル技術です。また、現実世界では実現できない「CG」や「チャットボット」と連携することで、新たな顧客体験を創出できることなど、多くのメリットがあることから幅広い業界で注目を集めています。

本記事では、デジタルツインへ理解を深め、効果的に活用したい方に向けてデジタルツインの概要やメリット、活用用途を紹介します。
また、5つの活用事例も紹介するので、自社での活用を想像しながら読み進めてみてください。

著者

私達は、デジタルツイン技術「Matterport(マーターポート)」をメイン事業に、1,500施設以上のデジタルツインをサポートしてきた実績から、専門的な視点で解説していきます。

この記事でわかること
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デジタルツインとは?

デジタルツインとは、現実世界に存在するものを、仮想空間にそのまま表現するテクノロジーのことです。
ツイン(双子)という言葉の通り、現実世界から収集したデータを元に、現実世界を疑似体験できる仮想現実を生成します。

デジタルツインの概念を最初に採用したのは、NASAだといわれています。
NASAのアポロ計画で、宇宙で酸素タンクが爆発する事故が発生しましたが、地球上でデジタルツインを活用したシミュレーションを実施したことで、スムーズに対処できたそうです。

デジタルツインは、未来を予測できるため、商品開発や設計などさまざまなシーンで業務を効率化できます。

メタバースとの違い

デジタルツインとメタバースは、どちらも仮想空間を生成する点では共通しています。
一方、2つの技術が異なる点は「何をもとに仮想空間を生成しているか」です。

デジタルツインは、現実空間をもとにデータを生成しますが、メタバースは現実世界には存在しない空間を一から構築します。
ゲーム世界のような架空の空間は、すべてメタバースに分類されます。仮想空間では、アバター同士が集まって、ミーティングやショッピングを楽しめる第二の生活圏としても注目されているのです。

市場規模と将来性

引用:https://www.imarcgroup.com/digital-twin-market

IMARCは、2022年〜2027年におけるデジタルツイン市場の動向予測を発表しています。市場規模は、2021年の約1.4兆円から2027年には7.5兆円になると予想されており、およそ5.3倍の伸び率です。

特に2022年では、製薬やヘルスケア業界での導入が増加しており、今後はさらにさまざまな業界で活用が進むと予想されています。
航空宇宙など特殊な業界から、小売業界など身近な企業まで多くのビジネス活用が期待できます。

デジタルツインを構成するテクノロジー

デジタルツインを構成するのは、最先端のテクノロジーばかり。
どのような仕組みでデジタルツインが実現しているのか、5つのデジタル技術について特徴を解説します。

IoT

IoT(アイオーティー)とは、モノをインターネットに接続しデータをやりとりする仕組みで「モノのインターネット」とも呼ばれています。
仮想空間を生成するには、現実空間の「色」「距離感」「形」などさまざまな情報やデータを認識する必要があります。

IoTを使って、現実空間の情報を大量かつ正確に反映することで、リアルと変わらない高精度な仮想空間を制作できます。

AI

デジタルツインにおいては、AIの情報処理能力が大きく活躍します。
さまざまなツールで認識した現実空間に関する膨大なデータや情報を、AIで処理します。
AIで処理したデータから、構造パターンや仕組みを発見し、将来の様子を予測しながらバーチャル空間を生成します。

5G

5Gを採用することで、認識したデータをスピーディーに仮想空間に反映できるようになります。
5G(5th Generation)とは「第五世代移動通信システム」のことで「高速大容量」「高信頼・低遅延送信」「多数同時接続」が特徴的なインフラ通信技術です。
2020年春に商用可がスタートしてから、モバイル通信を中心に多くのサービスで使用されています。

大容量のデータをすばやく処理できる5Gは、デジタルツインを支える重要な技術です。

AR・VR

AR(拡張現実)やVR(仮想現実)は、デジタルツインで生成された3Dデータをさらにリアルに見せる技術として活躍しています。

ARとは、現実空間にバーチャル情報を追加することで、仮想的に実空間を拡張する技術を指します。デジタルツインで生成したバーチャル映像に、CGなどのデジタルコンテンツを追加することで、現実空間に付加価値を追加できます。

また、VRを通して仮想空間をに入るこむことで、まるで現実空間にいるような疑似体験を可能にします。

CAE

CAE(Computer Aided Engineering)とは、試作品を使ったシミュレーションをコンピューター上で行うことを意味します。

デジタルツインで生成した仮想空間内でシミュレーションすることで、試作品にかかる費用や時間など多くの費用を削減できます。
特に建設・住宅業界では、現場調査をデジタル化し、備品の移動や細かい調整ができるので格段に業務を効率化できるようになります。

デジタルツインがもたらすメリット

デジタルツインは、さまざまな業界で活用されており、多くのメリットをもたらします。
企業での活用は当然のこと、行政や社会全体にも良い影響を与える技術として注目されています。

業務の効率化

デジタルツイン技術を活用することで、社内DXとして、さまざまな業務の効率化を実現できます。
営業・企画・集客・アフターサポートなどどの業務フローにも活かせるため、ビジネスモデルを再構築するきっかけにもなります。

たとえば住宅業界では、デジタルツインで制作した3Dモデル内に、物件や周辺情報をすべて集約することで、営業や接客をすべてデジタル上で完結できます。
業務を効率化できることで、生産性が向上するだけでなく、社員の働き方改善にもつながります。

時間や費用などコストを削減

デジタルツインは、将来を予測できるため、起こりうる現象を事前に把握した上で対策できるのです。

たとえば、商品開発のたびにシミュレーションモデルを作成し、不備がなくなるまで何度も改良していると手間がかかります。
デジタルツインを活用して、すべての改良を仮想空間上で行えれば、トライアンドエラーを容易に繰り返せるためコストを大幅に削れます。

業務を効率化できれば、その分実験できる回数も増えるため、商品の品質向上にもつながるのではないでしょうか。

社会問題の解決

デジタルツインは、企業課題だけでなく、社会問題の解決にも有効なのです。

特に身近な社会課題には、自然災害が挙げられます。デジタルツインで、起こりうる災害を予測できれば、確実に安全性が担保されている避難経路を確保できるようになります。
また、避難情報を最速で伝達する方法など、社会で必要とされる画期的なサービスやアイデアが生み出されるメリットもあるでしょう。

現実世界では実験できないことでも、仮想空間では自由にシミュレーションできるため、さまざまな課題解決への貢献が期待できます。

重要資料を半永久的に保存

現実空間を一度デジタル化してしまえば、そのデータは半永久的に保管されます。

沖縄県の首里城のように、歴史的建造物などの重要施設が、災害や事故で突然消滅してしまうこともあるでしょう。
施設をバーチャル上に残しておけば、万が一の事故があったとしても、いつでも建物にアクセスできます。

また施設だけでなく、重要な資料やデータは紙でなくオンライン上で管理しておくことで、紛失のリスクを回避できます。

デジタルツインの活用用途3つ

デジタルツイン技術の活用用途として代表的なものは次の4つです。

  • シミュレーションモデルとして予測リスクを回避
  • 生産プロセスを一括管理
  • オンライン上で新たな顧客体験を創出

アイデアと技術次第で続々と新しい活用方法が生み出されており、業界ごとにさまざまな活用が可能です。

1. シミュレーションモデルとして予測リスクを回避

現実や実態の「模範」として制作されるシミュレーションモデルとして活躍します。
リアルなモデルを生成することで、起こりうるリスクを事前に予測し回避できます。

製品開発モデルを生成

新製品を開発するには、企画から設計までに膨大な費用と時間を費やす必要があります。

設計図をもとにプロトタイプを作成し、試験結果でエラーが発生すれば設計図から作り直すケースも珍しくありません。
デジタルツインを活用して、仮想空間ですべてのシミュレーションを進行できれば、開発にかかっていたコストを大幅に削減できます。

車や機械を開発する製造業においては、画期的な技術として今後さらなる活用が期待されます。

治療や投薬をシミュレート

医療分野では、治療や投薬をシミュレートすることで、患者さんにあわせた計画を設計できるようになります。

患者さん一人一人のモデルを作成することで、生体データや生活に関するデータを継続的に収集できるようになります。
ある程度データを収集できれば、さまざまな治療をシミュレートしながら、患者さんに最も適したカスタム治療を可能にします。

また、シミュレーションデータが溜まれば、医学研究の重要資料にも活用できるため、さらに医療が進歩するという効果も期待できます。

気候変動を予測

一見、予測が不可能とも思える気候変動も、デジタルツイン技術でシミュレートが可能になります。

国連気候変動枠組み条約第26回締約国会議では、地球温暖化を緩和するために、地球全体のデジタルツインを作成するスーパーコンピューターの開発を約束しました。
現在利用されている送電インフラや二酸化炭素の排出量を分析できれば、将来の気候がどう変動していくか予測しやすくなります。

このコンピューターが開発されれば、地球全体のモデル化が可能となり、数十年後の気候変動の予測が可能になると言われています。

2. 生産プロセスを一括管理

商品の開発から販売までの生産プロセスを一つのデータで一括管理し、業務を効率化できます。
特に、工事現場や工場など、複雑かつ膨大な工数が発生する業界で広く活用されています。

工事の施工フローを共有

工事の施工フローをリアルタイムで共有できるため、現場に足を運ぶコストを削減できます。
現場に行くのは、職人さんや技術者のみで、管理者は現場から共有されたデータをオンラインで確認・管理します。
また、設計図や指示書、設備に関するデータなど、プロジェクトに関連する資料もオンライン上で一元的にまとめられるのです。

関連情報をオンライン上にまとめて管理することで、スピーディーかつ意思疎通もしやすくなり作業全体の生産性を向上できます。

機械製作の全行程を管理

機械製作における施工の全行程をデジタル上で管理している企業もあります。

まず、ドローンや360度カメラで現場の様子を認識し、そのデータをもとにデジタルツインで仮想現場を生成。
その空間をリアルタイムで共有することで、状況確認や品質チェック、さらには事故リスクへの対策も可能です。

現場訪問を減らすことで、社員の負担を減らし、少ない人数でも多数のプロジェクトに参加できるようになります。

3. オンライン上で新たな顧客体験を創出

現実世界では実現が不可能な「デジタルならではの顧客体験」を創出し、ユーザーの興味を獲得するという用途もあります。
ショッピングや工場見学など、店舗や施設を巡回するシーンがある業界であれば、特に知っておきたい用途です。

バーチャルショップ|商品や施設の魅力を最大化

オンラインショッピングといえば、ECサイトからの購入が一般的でした。
しかし、ECサイトは手軽に利用できるというメリットがある一方で、店舗を見て回るというショッピングの楽しさが欠如していました。また、商品が見にくく、欲しい情報にたどり着けないという課題も。

バーチャルショップでは、店舗の雰囲気まで表現できるため、ブランドの世界観に浸りながら買い物ができます。また、商品一つ一つに説明タグを追加できるため、気になる商品の情報は詳細にチェックできます。オンラインであれば、他の顧客もいないため、自分のペースでショッピングを楽しめるのも魅力です。

施設見学|手軽かつ自分のペースで参加

工場見学やオフィス見学など施設見学でも、デジタルツインが活用されています。

オフラインで見学する際は、移動コストがかかったり、時間に追われて十分に説明しきれないという課題がありました。
デジタルツインで生成した3D空間内を移動できれば、時間や場所の制約なく、自分のペースで見学できるため施設や展示物への理解が深まります。

社会科見学やオープンキャンパスなど教育分野でも導入が進んでいます。

バーチャルツアー|現地にいるかのような疑似体験

観光地をデジタルツインでバーチャル化することで、まるで現地にいるかのような疑似体験ができます。

コロナ禍で、海外渡航が制限された時期にも、オンラインツアーで海外旅行を実現しました。また、忙しくて旅行の時間が取れない方や、シニア層で体力が心配で遠方には行けないという方にとっても、自宅から旅行に参加できるのは、魅力になります。

そして、バーチャル化された観光スポットの3DモデルをVRで閲覧することで、さらに没入感のあるリアルな体験を可能にします。

オンライン内見|契約までの全フローをオンライン化

不動産・住宅業界は、デジタルツインと非常に相性がよく、全業務のオンライン化も実現できます。

モデルハウスや賃貸物件を、本物同様の3Dモデルに変換します。
そのモデルを、公式ホームページやSNSに掲載しておくことで、興味を持ったユーザーは内見に進みます。3Dモデル内には、物件に関する多くの情報を掲載できるため、オンライン内見だけで、物件を決定する方も珍しくありません。

また、3Dモデルは商談時やリアルタイムでのオンライン内見にも活用でき、モデルの完成度の高さから顧客のリアクションも良いといいます。

3Dモデル内に、検討材料となる情報を充実させておくことで、確度の高い顧客のみが来店し、効率的に契約まで進められるのです。

デジタルツインサービスを提供している代表的な会社

デジタルツインを実現するのは、業界に特化した企業から、マップやゲームエンジン、点群データ生成など特殊技術を扱う企業までさまざまです。

今回は、5社を取り上げ、どのようにデジタルツインを可能にするかを紹介します。

Matterport

Matterport(マーターポート)は、アメリカのMatterport社が提供するデジタルツインサービスです。
360度カメラで認識した現実空間を、そのままバーチャル上に反映させ3Dモデルを生成できる技術として世界中で活用されています。

生成した3Dデータは、BIMやCADファイルにも変換できるので、設計図作成の手間を省き施工管理の生産性を向上させます。また、プロジェクトに関する情報は3Dモデル内で一括管理できるため、資料の検索・保管・共有をいっそうスピーディーに進められるようになります。

さらに、工場・教育施設・美術館など大規模施設のバーチャル化も可能で、没入感のある施設ツアーを実現します。

Leica

ライカジオシステムズ株式会社は、計測テクノロジーに強いグローバル企業で、デジタルツインを実現する「Leica BLK360 G1」を発売しています。
BLK360 G1もMatterport(マーターポート)と連携しながら、3Dモデルを生成できます。

BLKは、毎秒360,000点のパノラマ画像を撮影し、多数の点群データを獲得できるためより高精度なデータを制作できます。

AUTODESK

AUTODESK(オートデスク)は、3D技術を使ったデザイン・設計、エンジニアリング、エンターテインメント向けのソフトウェアを開発する企業です。

2Dの図面作成ソフトである「AutoCAD」をリリースして以来、さまざまなシミュレーション技術を開発し商品開発の生産性向上に貢献しています。
中でも「Revit」や「BIM360」は、施工現場の3Dモデリングを効率化するBIMソフトウェアとして世界中で活用されています。

今後も、AIやIoT技術を駆使し、仮想空間を生かした業務効率およびリスク低減の実現を目標としています。

(引用: https://www.autodesk.com/autodesk-university/ja/class/teshitarutsuinnixiangketaBIMhuanjingnozhengbei-2021)
(引用:https://www.autodesk.com/)

SIEMENS

SIEMENSは、総合テクノロジー企業として多くの最先端技術を開発しています。

工場の、組立ラインや倉庫、照明システムなど施設を機能させるものはすべて自動化できるシステムを構築しています。自社製品にもデジタルツインを採用しており、ビルや自動車の開発にあたり3Dモデルを生成し、シミュレーションしています。

着工前に最大限の効率化を実現することで、業務全体のコストを削減。
デジタルツインが、私たちの生活になくてはならない存在になる日も近いでしょう。

(引用:https://new.siemens.com/jp/ja/company/stories/research-technologies/digitaltwin/digital-twin.html)

TOSHIBA

TOSHIBAは、ものづくりの情報プラットフォームである「Meister DigitalTwin」をリリースしています。
Meister DigitalTwinでは、IoTデータと業務に関するデータを連携させることで、製造現場を仮想空間上に再現。
工場内でのデータ収集・蓄積・活用までをデジタル空間上で分析・管理することで、ものづくりを効率化できます。

デジタルツインの活用事例5選

新しい技術を採用するハードルは高く、他の企業での事例を知りたい方も多いものです。

今回は、デジタルツインの活用に成功している事例5つを紹介します。自社ではどのように活用できるかイメージしながら読み進めてみてください。

1.富士通|開発を効率化し大幅にコストを削減

富士通では、さまざまなシステムを扱うことから、膨大なデータの検索や活用にコストがかかっていました。

そこで、工場全体の様子を俯瞰できるモデルを生成し、各機械が消費している電力量を可視化できるダッシュボードを開発。
生産に関する情報はすべて一元的に管理されているため、ダッシュボードを閲覧するだけで、品質チェックやエネルギー監視までまとめて実行できます。

さらに今後は、世界中の工場をデジタル上で連携することで、グローバルに生産性を向上できる仕組みづくりも期待されています。

(引用: https://www.fujitsu.com/downloads/blog/jp/journal/2020-02-25-01.pdf

2.Sweden House|内覧をすべてバーチャル化

大手ハウスメーカー「Sweden House」は、360度バーチャル内覧サービスである「VRモデルハウスウォークスルー」を開発しました。
VRモデルハウスウォークスルーでは、単に物件をバーチャル上で見れるだけでなく、音声ガイドやチャットボットで気になるポイントを質問しながら内見できます。

また、いつでもどこでも簡単に全国のモデルハウスを内見できるので、顧客の移動にかかっていたストレスも軽減できます。

Sweden Houseでは、近い将来像として「マーケティング・セールス」「設計・施工」「維持・メンテナンス」「資産管理」「エネルギーマネジメント」まですべての工程をデジタル上で管理できるようになると予想しています。

(引用: https://nohara-inc.co.jp/news/information/6023/

3.東京都庁|都民の生活の質を向上

企業だけでなく、行政もデジタルツインを積極的に導入しています。

東京都庁では、デジタルテクノロジーを駆使することで少子高齢化や気候変動、首都直下型地震の課題解決を目指しています。

例えば、地上部の3Dモデルと地下部のモデルを合わせることで、地下埋設物の設計や施工を効率化、高度化を可能にします。
地下状況を正確に管理できれば、ライフラインの安全性も高まり、地震や気候変動などの自然災害時の被害も縮小できます。

その他にも、衛星データを活用した防災強化やまちづくりなど、ベータ版事業で検証が進んでいます。
2030年には、東京都の3D都市モデルを生成し、デジタルツイン社会実装の実現を目標としていています。

4.コニカミノルタ|医療シミュレーションでリスクを軽減

コニカミノルタは、脊髄手術のシミュレーションを仮想空間で実現する「Plissimo XV」というデジタルツインアプリを提供。

仮想空間には、治療部位だけでなく、手術に使用するドリルなどの治療具も生成できるため、より現実に近いシミュレーションを可能にしています。

Plissimo XVで状況を確認しながら手術を進められることで、施術ミスを防止し、事故につながるリスクを回避しています。
(引用: https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/01970/032200011/)

5.鹿島建設|プロジェクトに関連する全情報を一括管理

鹿島建設では、建設プロジェクトに関するすべての工程や情報をデジタル化して一元的に管理しています。

このデジタルツインを実現したのは、仮想の3Dモデルをもとに設計を進められるBIMという技術で、建設業界のDX化に大きく貢献しています。
鹿島建設では、企画・設計から施工、さらに竣工後の維持管理まですべてデジタル上で実現しており、業務効率化に成功しています。

今後はその他の業務もBIMで利活用することを目標にしており、建設業界のビジネスモデルや働き方を一新することが期待されます。

(引用: https://www.kajima.co.jp/news/press/202005/11a1-j.htm)

デジタルツインはニューノーマルを創造する革新的技術!

デジタルツインは、現実世界では実現できないシミュレーションを実行することで、業務にかかるコストを大幅に削減できます。
また、仮想空間ならではのデジタルコンテンツで、新たな顧客体験を創造できるのもデジタルツイン技術の魅力といえます。

デジタルツインは便利であるという認識がありつつも、その技術をうまく使いこなせている企業は一部です。
他社の事例を参考にしつつ、少しずつでもデジタル技術を取り入れることで、社内や業界全体、そして社会の課題を解決できるようになるでしょう。

弊社は、Matterportをメイン事業としており、1,500以上の施設を3Dモデル化してきました。
デジタルツインの活用方法や事例についてご質問がある方は、ぜひお気軽にお問い合わせください。

Advalay
Advalay編集部
このメディアは、Matterportを中心としたコンテンツを発信しています。Matterport事業を行っているAdvalayだからこそ専門的で網羅的な情報をお届けできます。どなたでもわかりやすく、楽しめるコンテンツを作っていますのでぜひご覧ください。
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