デジタルツインの作り方は？デジタルツインの業界別活用事例も紹介

「デジタルツインの作り方が知りたい」「製造業で予知保全に使えるのか気になる」という方は多いのではないでしょうか。

デジタルツインとは、現実世界の設備やシステムをデジタル空間にそっくり再現し、リアルタイムで同期させる仮想モデルのことです。特に製造業では、生産ラインの最適化や設備の予知保全で導入が進んでいます。

とはいえ、「どうやって作るのか」「自社でも導入できるのか」が分からず、一歩を踏み出せない企業も少なくありません。

本記事では、デジタルツインの作り方5ステップと導入タイミング、業界別の活用事例、費用相場までを解説します。製造業での予知保全・設備管理の具体例もあわせて紹介するので、ぜひ参考にしてみてください。

この記事の結論（30秒で読める）

• デジタルツインとは: 現実の設備をデジタル空間に再現し、センサーで常時同期する仮想モデル
• 作り方: 計画→データ収集→モデル作成→現実と同期→検証運用の5STEP
• 費用相場: スモールスタートで数十万〜、全体最適化で数百万〜数千万円規模
• 失敗しないコツ: 1フロア・1ラインの小規模から始め、効果検証してから拡大する

製造業での予知保全の全体像はデジタルツインとは？製造業の設備管理・予知保全の基礎ガイドで、費用の詳細はデジタルツインの費用相場で解説しています。まずは無料相談から検討する方も増えています。

そもそもデジタルツインとは何？

デジタルツインとは、現実世界の物理的な対象物やシステムをデジタル空間に再現した仮想モデルのことです。センサーから収集した実データを常時同期させる点が、単なる3Dモデルとの決定的な違いといえます。

例えば製造業では、工場の生産ラインをデジタル上に再現することで、生産効率の最適化やトラブルの予測が可能になります。また都市開発では街全体をデジタル化し、環境変化をシミュレーションすることで、より効果的な都市計画を立てられるでしょう。

また、デジタルツインとシミュレーションは、どちらも仮想空間で現実世界を模倣する技術ですが、明確な違いがあります。それぞれの違いは次の表をご覧ください。

一般的に、シミュレーションは対象を作る前の設計段階で様子を事前確認するものです。一方でデジタルツインは、現実の対象をデジタル上に再現し、常に最新の状態を確認できるようにするものだといえるでしょう。

デジタルツインの基礎や製造業での位置づけは、デジタルツインとは？製造業の設備管理・予知保全の基礎ガイドで詳しく解説しています。あわせて製造業のデジタルツイン活用事例もご覧ください。

デジタルツインの作り方5STEP

デジタルツインは、①計画→②データ収集システムの構築→③デジタルモデルの作成→④現実世界との同期→⑤検証と運用の5STEPで作成します。製造業なら1ラインから始めるのが失敗を防ぐ王道です。

ただし、デジタルツインを個人や自社だけで一から作るのは、難易度がかなり高くなります。専門技術や知見、センサー・BIMなどの環境構築が必要になるためです。

もしデジタルツインの作成に不安がある方は、制作実績3,000件以上の株式会社Advalayが相談に乗りますので、お気軽にお問い合わせください。

それぞれのSTEPを詳しく解説していきます。

STEP1：計画をたてる

まず、デジタルツインを導入する目的と対象を明確にしましょう。目的が曖昧なまま進めると、収集すべきデータや必要な精度が定まらず、費用対効果が見えなくなってしまいます。

例えば製造業で設備の予知保全を目指す場合、どの設備のどんな異常を検知したいかを先に決めます。振動・温度・稼働率などのうち、どの指標をデジタル化し分析するかを具体化することが重要です。

また、BIMなどのソフトウェアの選定や、センサー技術の導入範囲なども計画に含めましょう。

STEP2：データ収集システムの構築

STEP1での計画に基づき、現場や既存設備からデータを収集するシステムを構築します。デジタルツインの精度は、このデータ収集の質でほぼ決まるといえるでしょう。

例えば製造ラインなら、設備に温度センサーや振動センサーを設置し、稼働状況をリアルタイムでモニタリングします。建設現場であればドローンで進捗状況を空撮で記録するなど、対象に合わせた収集手段を選びます。

あわせて、作業員のデバイスから安全管理データを収集するシステムを導入するケースもあります。

STEP3：デジタルモデルの作成

収集したデータをもとに、対象設備やプロジェクトのデジタルモデルを作成します。3Dスキャンや点群データを活用すれば、現実に忠実な高精度モデルを短時間で構築できます。

例えば工場設備の3Dモデルを作成し、稼働時の負荷や熱、動線などの要素をシミュレーションします。このモデルには使用部材の特性やコスト情報なども含められ、変更の影響をすぐに確認できるのが特徴です。

また施工や生産段階では、機械の動きや資材の配置なども含めた4Dモデルを作成し、工程の最適化を図ります。

STEP4：現実世界とデジタル空間をつなげる

デジタルモデルと実際の設備・現場のデータをリアルタイムで同期させるシステムを構築します。この同期こそが、デジタルツインをシミュレーションと分ける核心部分です。

例えば稼働中の設備の場合、空調・電力・エレベーターなどの稼働状況を常時反映させます。建設中であれば、現場の進捗をデジタルツインにリアルタイムで反映させ、スケジュールや費用の管理に活かします。

STEP5：検証と運用

完成したデジタルツインの精度を検証し、実際の運用を開始します。運用後も実データとの差分を確認し、モデルを調整し続けることで精度が高まっていきます。

例えばオフィスビルのデジタルツインなら、室内環境や利用者の動線をシミュレーションし、実際の使用データと比較して精度を確認します。必要に応じてモデルの調整や機能の追加を行いましょう。

また、長期的な設備の劣化予測や改修計画の立案にもデジタルツインを活用することで、最適化を図れます。

デジタルツインを導入するタイミングは？

デジタルツインを導入する際は、まず小さなプロジェクトから始めるのがおすすめです。いきなり工場全体に適用するのではなく、1ライン・1フロアで効果を検証してから拡大するのが成功の定石だといえます。

例えば製造業なら、特定の1ラインに限定してデジタルツインを構築し、予知保全や稼働率改善の効果を検証します。成功事例をもとに徐々に対象範囲を拡大し、最終的に工場全体へ適用していくとよいでしょう。

また、設計者や施工者、設備管理者など、関わる全ての専門家の理解と協力を得るため、研修を実施することも重要です。

このように、デジタルツインは設計・施工・運用の全段階で活用でき、品質向上や工期短縮、コスト削減など様々な効果が期待できます。導入判断の目安についてはデジタルツインの費用相場と導入ステップもあわせてご覧ください。

デジタルツインの費用相場は？

デジタルツインの費用相場は、対象範囲によって数十万円から数千万円まで大きく変動します。1ラインのスモールスタートなら比較的低コストで始められ、工場全体の最適化になるほど高額になる傾向です。

費用は3Dスキャンの範囲、センサー数、システム連携の複雑さで変わります。まずは投資対効果を測りやすいスモールスタートから検討するのがおすすめです。具体的な内訳はデジタルツインの費用相場で詳しく解説しています。

デジタルツインの業界別活用事例

デジタルツインは製造業・建設業・都市開発・小売業・農業・医療など、幅広い業界で活用されています。ここからは業界別の活用事例を紹介するので、ぜひ参考にしてみてください。

• 製造業
• 建設業
• 都市開発
• 小売業
• 農業
• 医療

製造業

製造業では、生産ラインや製品自体のデジタルツインを活用し、予知保全と生産効率の最適化を実現しています。設備の故障を事前に予測できるため、突発停止による損失を大きく減らせるのが特徴です。

例えば自動車製造では、生産ラインの全工程をデジタル空間に再現し、リアルタイムでデータを同期させます。これにより生産効率の最適化や品質管理の向上、設備の予防保全が可能になります。

また開発中の製品にもデジタルツインを作成し、様々な使用条件下でシミュレーションを行えば、設計改善を効率的に進められるでしょう。製造業での具体的な導入効果は製造業のデジタルツイン活用事例で詳しく紹介しています。

建設業

建設業では、建物や建設プロジェクト全体のデジタルツインを活用しています。設計段階から施工、運用まで一貫して活用し、施工フローの最適化などを行っています。

例えば高層ビルの建設では、風の影響をシミュレーションし、安全性に特化した設計を実現できます。また完成後の建物管理にもデジタルツインを活用し、エネルギー使用の最適化や設備の予防保全に活かせます。

都市開発

都市開発では、都市全体または特定地区のデジタルツインを作成し、都市計画や管理に活用しています。交通やエネルギー消費、環境影響などをシミュレーションし、最適なインフラ配置の立案に役立てます。

また、災害時の避難シミュレーションや、新しい公共サービスの影響評価などにも活用可能です。シンガポールのように国全体のデジタルツインを構築し、様々な都市問題の解決に活用している事例もあります。

小売業

小売業では、店舗のレイアウトや在庫管理、顧客行動分析などにデジタルツインを活用しています。店内をデジタル空間に再現し、商品配置や顧客の動線を確認することで売上向上を図れるのが強みです。

また、サプライチェーン全体のデジタルツインを構築し、需要予測や在庫最適化、配送ルートの効率化などを行うことも可能です。

農業

農業分野では、農場やハウス栽培にデジタルツインを活用しています。温度・湿度・日射量などのデータをデジタル空間で管理し、収穫量の最大化や作業の効率化につなげています。

例えばハウス栽培では、内部環境をデジタルツインで再現し、水やりや温度管理を最適化することで安定した品質の作物を育てられます。天候変動による影響を事前にシミュレーションできる点も大きなメリットです。

医療

医療分野では、臓器や人体のデジタルツインを活用し、手術シミュレーションや治療計画の最適化を進めています。患者一人ひとりのデータをもとに、リスクの低い治療方針を検討できる点が注目されています。

また、病院設備や患者動線のデジタルツインを構築し、感染対策や運営効率の改善に役立てる事例も増えています。

よくある質問

Q1. デジタルツインは個人でも作れますか？

個人での作成は難易度が高く、現実的ではありません。センサー環境の構築、3Dモデリング、リアルタイム同期システムなど専門的な技術が必要になるためです。まずは3Dスキャンなど一部工程から専門会社に相談するのがおすすめです。

Q2. デジタルツインとシミュレーションの違いは何ですか？

最大の違いは「リアルタイム同期の有無」です。シミュレーションは設計段階で仮想の対象を検証するもの、デジタルツインは実在する設備をセンサーデータで常時同期し続けるものです。デジタルツインは運用中も現実の状態を反映します。

Q3. 製造業でデジタルツインを導入するメリットは？

設備の予知保全による突発停止の削減、生産効率の最適化、品質管理の向上が主なメリットです。故障を事前に予測できるため、計画外のライン停止による損失を抑えられます。詳しくは製造業のデジタルツイン活用事例をご覧ください。

Q4. デジタルツインの導入費用はどのくらいですか？

1ラインのスモールスタートで数十万円〜100万円前後、工場全体の最適化になると数百万円〜数千万円規模が目安です。範囲・センサー数・システム連携の複雑さで変動します。詳細はデジタルツインの費用相場で解説しています。

Q5. デジタルツインを作るのにどのくらい期間がかかりますか？

対象範囲によりますが、スモールスタートなら数週間〜数ヶ月が目安です。計画・データ収集・モデル作成・同期・検証の5STEPを踏むため、まず小規模で試験導入し、効果を確認しながら拡大するのが現実的です。

Q6. デジタルツインの導入にはどんな技術が必要ですか？

3Dスキャン・点群データ処理、各種センサー、BIM、IoT連携、データ同期基盤などが必要です。撮影からモデル作成、システム連携までを一気通貫で対応できる会社に依頼すると、品質管理とコストの両面で有利になります。

デジタルツインの総まとめ｜さらに深く知るためのガイド

本記事では、デジタルツインの作り方5STEPから業界別の活用事例、費用相場までを解説しました。製造業を中心に、予知保全・設備管理の分野でデジタルツインの導入は着実に広がっています。

デジタルツインをより深く理解したい方は、以下の関連記事もあわせてご覧ください。基礎から費用、業界別の応用までを体系的に学べます。

関連スポーク記事

• デジタルツインとは？製造業の設備管理・予知保全の基礎ガイド — 基本概念と仕組みを深掘り
• 製造業のデジタルツイン活用事例 — 予知保全・生産効率化の実例
• デジタルツインの費用相場 — 規模別の導入コストと内訳
• 3Dスキャンとは？仕組みと活用法 — デジタルツインの土台となる技術
• 点群データの活用方法 — 高精度モデル作成の基礎
• BIMとは？建設業での活用 — 建設デジタルツインの中核技術

まとめ：デジタルツインの作り方を押さえて空間DXを進めよう！

デジタルツインは、①計画→②データ収集→③モデル作成→④現実との同期→⑤検証運用の5STEPで作成します。製造業では予知保全や生産効率化で成果が出ており、まずは1ラインのスモールスタートから始めるのが失敗しないコツです。

自社での構築に不安がある方は、専門会社への相談から検討してみてはいかがでしょうか。

弊社Advalayは、3Dスキャンからデジタルツイン構築までを一気通貫で対応してきた、制作実績3,000件以上の空間DX専門企業です。製造業をはじめ、業種ごとの課題に合わせた最適なプランをご提案しています。

「何から始めればいいか分からない」という段階でも問題ありません。ご相談は無料ですので、用途やご予算をお聞かせいただければ、最適な導入ステップをご提案いたします。まずはお気軽にご相談ください。

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