デジタルツインの費用相場は？失敗しないための注意点も紹介

近年、製造業やインフラ管理の現場で注目を集めているデジタルツイン技術。この技術を導入することで、設備の予防保全や業務の効率化、コスト削減などの効果が期待できます。

しかし、導入にあたっては適切な予算計画と綿密な準備が必要不可欠です。特に費用面については、プロジェクトの規模や目的によって大きく変動するため、事前の十分な検討が重要となります。

この記事では、デジタルツイン導入にかかる具体的な費用相場から、コストを抑えるためのポイント、さらには失敗しないための重要な注意点まで、実践的な情報をご紹介していきます。

デジタルツインとは？

デジタルツインとは、現実の物理的な対象をデジタル空間上に再現する革新的な技術です。工場や設備、製品などをコンピュータ上で忠実に再現し、リアルタイムデータを活用してシミュレーションや分析を行うことができます。

これにより、実際の設備や製品の動作を予測したり、最適な運用方法を見つけ出したりすることが可能になります。製造業を中心に、建設、医療、都市計画など、様々な分野で活用が進んでいます。

デジタルツインにかかる費用相場は？

デジタルツインの導入費用は、プロジェクトの内容によって大きく異なります。一概に費用を断定できないのは、導入の規模や目的が企業によって違うためです。

例えば、工場全体の再現なのか、特定の設備だけなのかで費用は大きく変わってきます。また、リアルタイムデータの取得頻度や、必要なセンサーの数によっても変動します。しかし、おおよその費用感を把握することは、計画を立てる上で重要になります。

ここでは、代表的な2つのケースについて、具体的な費用相場をご紹介します。

• 工場・施設全体の3D再現による設計・運用の最適化: 500万円～3,000万円
• 特定の設備・機器のモニタリング・故障予測: 1,000万円～4,000万円

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デジタルツインの導入を検討している方は、ぜひ参考にしてください。

工場・施設全体の3D再現による設計・運用の最適化: 500万円～3,000万円

工場や施設全体のデジタルツイン化には、500万円から3,000万円程度の費用が必要です。この費用差が生じる主な要因は、施設の規模と必要なセンサーの数によります。

例えば、小規模な工場では、基本的な3Dスキャンとセンサー設置で対応が可能です。しかし、大規模な施設になると、より多くのセンサーと高度なネットワーク構築が必要です。

また、リアルタイムデータの処理には、強力なサーバーシステムの構築も求められます。運用段階では、システムの保守や更新のための継続的なコストも考慮が必要です。
そのため、初期の計画段階で、将来的な拡張性も考慮に入れることをお勧めします。

特定の設備・機器のモニタリング・故障予測: 1,000万円～4,000万円

特定の設備に特化したデジタルツイン構築には、1,000万円から4,000万円ほどかかります。この費用には、センサー設置、データ収集システム、予測モデルの開発などが含まれます。

例えば、製造ラインの重要な設備を対象とする場合、高精度なセンサーが必要です。また、故障予測の精度を高めるためには、AIによる分析システムの構築も重要です。

過去の故障データの分析や、専門家による監修なども必要となってきます。しかし、適切な予測により重大な故障を防げれば、修理費用の大幅な削減が可能です。

結果として、長期的には投資額を上回るコスト削減効果が期待できます。

デジタルツインの費用を抑える4つのポイント

コストを抑えながらデジタルツインを効果的に導入するには、戦略的なアプローチが重要です。初期費用を抑えつつ、確実な効果を得るためには、段階的な導入が有効な手段となります。

ここでは、実践的な4つのコスト削減方法についてご紹介します。

• まずはPoC（概念実証）を実施する
• オープンソースソフトウェアを活用する
• クラウドサービスを利用する
• 社内リソースを最大限活用する

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1つずつ解説していきます。

まずはPoC（概念実証）を実施する

デジタルツイン導入の第一歩として、小規模なPoCから始めることをお勧めします。全システムを一度に導入すると、予期せぬ問題が発生した際のリスクが大きくなります。

例えば、生産ラインの一部や特定の重要設備から始めることで、初期投資を抑えられます。PoCを通じて得られた経験は、本格導入時の貴重な参考データとなります。

また、実際の運用で発生する問題点を早期に発見できるメリットもあります。これにより、本格導入時の手戻りを防ぎ、トータルコストの削減につながります。

結果として、より効率的で確実なデジタルツイン導入が実現できるのです。

オープンソースソフトウェアを活用する

高額なライセンス費用を抑えるには、オープンソースソフトウェアの活用が効果的です。商用ソフトウェアは高機能である一方で、継続的なライセンス料が大きな負担となります。

近年では、高品質なオープンソースのデジタルツインプラットフォームが増えています。例えば、3Dモデリングやデータ分析ツールなど、様々な選択肢が用意されています。

ただし、選定の際はコミュニティの活発さやサポート体制の確認が重要です。適切に組み合わせることで、商用ソフトに匹敵する機能を実現できます。

結果的に、大幅なコスト削減と柔軟なカスタマイズが可能になるのです。

クラウドサービスを利用する

デジタルツイン導入のコストを大幅に削減するには、クラウドサービスの活用が有効です。高額な初期投資や運用コストを避けられるため、特に中小規模の企業に適しています。

自社でインフラを構築する場合、サーバーやストレージの購入費用が大きな負担となります。さらに、セキュリティ対策やバックアップシステムの導入費用も必要になってきます。

専門技術者の人件費も考慮すると、予想以上に費用が膨らんでしまいます。

一方、クラウドサービスなら必要な時に必要な分だけのリソースを調達できます。使用量に応じた従量課金制のため、コストを柔軟にコントロールすることが可能です。

AWSやAzureといった主要クラウドサービスには、便利なツールが数多く用意されています。これらのツールを活用することで、開発期間の短縮も期待できます。

このように、クラウドサービスの利用は、コストと効率の両面で大きなメリットをもたらすでしょう。

社内リソースを最大限活用する

デジタルツインの導入コストを抑えるには、社内の人材活用が重要なカギとなります。外部委託に頼りすぎると費用が膨らむため、できるだけ社内で対応できる体制を整えましょう。

現場のエンジニアは、設備やプロセスについて誰よりも詳しい知見を持っています。この知識を活かすことで、より精度の高いデジタルツインモデルが構築できます。

また、社内人材の育成を進めることで、長期的な運用コストの削減にもつながります。必要に応じて外部の専門家にサポートを依頼しつつ、徐々に社内での対応力を高めていきましょう。

このような段階的なアプローチにより、持続可能な形でデジタルツインを運用できます。

デジタルツインで失敗しないための9つの注意点

デジタルツインの導入は、慎重な計画と適切な実行管理が成功の鍵となります。ここでは、多くの企業の実例から得られた重要な注意点をご紹介します。

• 1：明確な目的設定をしておく
• 2：対象範囲の明確化をしておく
• 3：データの質を確保しておく
• 4：モデルの精度を検証しておく
• 5：デジタルツインを扱える人材の育成をしておく
• 6：セキュリティ対策をしておく
• 7：継続的な改善をする
• 8：スモールスタートにする
• 9：デジタルツインに強い業者を利用する

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デジタルツインの導入で失敗したくない方は、ぜひ参考にしてください。

1：明確な目的設定をしておく

デジタルツイン導入の最初のステップは、具体的な目的と期待する効果を明確にすることです。単に先進的な技術だからという理由での導入は避けるべきです。

例えば、設備の予防保全が目的なのか、生産効率の向上を目指すのかで、必要な機能や構成が大きく変わってきます。また、投資対効果の測定基準も事前に設定しておくことが重要です。

具体的な数値目標を設定することで、プロジェクトの成否を正確に評価できるようになります。

2：対象範囲の明確化をしておく

デジタルツイン化する範囲は、できるだけ具体的に定義しておくことが必要です。対象が曖昧だと、プロジェクトが際限なく拡大してしまう危険性があります。

まずは重要度の高い設備や工程から始めることをお勧めします。データの収集範囲や更新頻度、必要なセンサーの種類なども、事前に明確にしておきましょう。

段階的な展開計画を立てることで、リスクを最小限に抑えながら確実に効果を出すことができます。

3：データの質を確保しておく

デジタルツインの精度は、収集するデータの質に大きく依存します。信頼性の低いデータでは、正確なシミュレーションや予測は望めません。

センサーの選定や設置位置、データの収集頻度など、細かな要件を詳細に検討する必要があります。また、データの整合性チェックや異常値の検出方法も重要です。

定期的なメンテナンスと校正により、継続的なデータ品質の維持を図ることが重要になるでしょう。

4：モデルの精度を検証しておく

デジタルツインの信頼性は、モデルの精度に大きく左右されます。実際の物理的な対象とデジタルモデルの挙動が一致しているかの確認が重要です。

モデルの精度検証には、実測データとの比較が有効です。温度、振動、電力消費量など、複数の観点からズレがないか確認しましょう。

定期的な検証と調整を行うことで、より実用的なデジタルツインを実現できます。

5：デジタルツインを扱える人材の育成をしておく

システムの効果的な活用には、専門知識を持った人材の確保が不可欠です。デジタルツインは比較的新しい技術のため、経験者の採用は容易ではありません。

社内でデジタルツイン運用の中核となる人材を育成することをお勧めします。3Dモデリング、データ分析、プログラミングなど、必要なスキルを計画的に習得させましょう。

外部研修や専門家によるトレーニングを活用し、段階的な人材育成を進めることが効果的です。

6：セキュリティ対策をしておく

デジタルツインは多くの重要データを扱うため、セキュリティ対策は最優先事項です。データ漏洩や不正アクセスは、企業に深刻な損害をもたらす可能性があります。

アクセス権限の適切な設定や、通信の暗号化は基本的な対策として必須です。また、定期的なセキュリティ監査と、インシデント対応計画の策定も重要になります。

クラウドサービスを利用する場合は、サービス提供者のセキュリティ対策も十分に確認しましょう。

7：継続的な改善をする

デジタルツインは、導入して終わりではありません。実際の運用データを基に、継続的な改善を行うことが重要です。

現場からのフィードバックを積極的に集め、モデルの精度向上や機能の改善に活かしましょう。また、新しい技術やツールの導入も検討することで、システムの価値を高めることができます。

定期的な効果測定と見直しを行い、投資対効果を最大化することを心がけましょう。

8：スモールスタートにする

大規模なシステムをいきなり導入するのではなく、小規模なプロジェクトから始めることをお勧めします。全社的な展開は、成功事例を積み重ねてから検討しましょう。

例えば、特に重要な生産ラインや、故障の影響が大きい設備から始めるのが効果的です。小規模な成功体験を通じて、社内の理解と協力を得やすくなります。

段階的な展開により、リスクを最小限に抑えながら、確実に成果を上げることができます。

9：デジタルツインに強い業者を利用する

プロジェクトの成否は、パートナーとなる業者の選定にも大きく依存します。実績やノウハウ、サポート体制など、総合的な評価が必要です。

複数の業者から提案を受け、費用対効果や技術力を比較検討しましょう。また、保守サポートや緊急時の対応体制についても、事前に確認することが重要です。

長期的なパートナーシップを築ける業者を選ぶことで、持続的な改善と発展が可能になります。

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まとめ

デジタルツインの導入には、適切な計画と戦略的なアプローチが不可欠です。費用対効果を最大化するためには、段階的な導入と継続的な改善が重要となります。

プロジェクトの成功には、明確な目的設定、適切な範囲設定、データ品質の確保など、様々な要素に注意を払う必要があります。また、人材育成やセキュリティ対策など、長期的な視点での取り組みも重要です。

これらの要素を適切に管理し、必要に応じて専門家のサポートを受けることで、効果的なデジタルツイン導入が実現できます。