製造業におけるデジタルツイン

デジタルツインとは？

技術的には 1960 年代から使用されていましたが (NASA はアポロ 13 ミッションで宇宙船の 1 つのモデルを使用しました)、デジタル ツインは 2000 年代初頭に、物理的なオブジェクトまたはシステムを厳密に反映するように設計された仮想モデルとして進化しました。センサーを使用して、現実世界のアセットをさまざまな条件で監視し、このデータを処理して、そのアセットのデジタル コピーに適用できます。さまざまなアセットをリンクすることで、生産ライン、車両、輸送システム、建物、農業プロセスなどのデジタル バージョンを作成できます。

デジタル ツインを作成する理由

デジタル ツインを作成する主な理由の 1 つは、アセットの正確なリアルタイム モニタリングを作成することです。複雑なシステムの一元化された視覚化されたツインを作成することにより、生産のボトルネック、機械の故障、リソースの枯渇、労働者の安全上の問題などの問題をより正確に予測できます。また、予測分析を利用して、工場現場や従来の管理ツールでは見つけにくい問題を予測することもできます。

デジタル ツインを使用して、追跡対象のシステム内のプロセスを自動化する機会も数多くあります。たとえば、自動車工場内のツールは、特定の車両に近づくと自動的に調整され、生産プロセスがスピードアップします。輸送デポでは、車両がデポに戻ったときに自動的に配置され、正しい駐車ベイに誘導されるため、リアルタイム データに基づいて非常に効率的な輸送システムが構築されます。

デジタルツインは工場をどのように変えていますか?

システム効率の向上

ツール、機械、作業者、およびシステムの効率に関するデータをリアルタイムで収集する機能は、現場の生産性を危険にさらすことなく、生産ラインを改善し、デジタル モデルでテストを実行する機会を提供します。最適な効率を得るために、はるかに複雑なパスを試行して実装する機能は、デジタル ツイン テクノロジの重要な魅力の 1 つです。

監視と予防保守

工場で人件費を削減する重要な方法の 1 つは、機械の監視プロセスをデジタル化することです。カメラによって収集され、AI によって分析された視覚データなど、さまざまなセンサーを使用することで、時間のかかる監視タスクを自動化できます。デジタル ツインで異常が検出された場合は、定期的にスケジュールされた監視とメンテナンスを行うのではなく、メンテナンス ワーカーを配置できます。これにより、定期的な監視および保守タスクに関連する生産の中断も防ぐことができます。

資産のライフサイクル管理

アセットをデジタル ツイン化する主な利点の 1 つは、生産開始から世界へのリリースまで、ライフサイクル全体でアセットを追跡できることです (場合によっては、リリース後でも – テスラは継続的なメンテナンスとレポートのために自社の車を追跡します)。 ）。ライフサイクル全体にわたってデジタル ツインを持つアセットは、そのアセットの履歴からの重要なデータにいつでもアクセスでき、レガシー システム内で失われないことを意味します。現代のほとんどの工場では、製造から運用へ、または設計から製造への引き継ぎ中に、依然として大量のデータ損失が発生しています。ビジネスの合併もデータ損失の大きな機会をもたらしますが、デジタル ツインはこれを簡素化し、関連するすべての製品データを 1 か所にまとめます。

クラウドベースのアクセス

デジタル ツイン ソリューションにクラウドベースのテクノロジを組み込んで、データへのアクセスを強化し、工場フロアから処理ハブへのデータ転送を支援することは一般的です。このアクセスの容易さは、さまざまなレベルのマネージャーが世界中のどこからでも生産ライン内で何が起こっているかを追跡するのに役立ちます。工場や生産ラインとのリモート接続は、管理者だけでなく、物理的に存在できない場合に特定のサイロ内で生産を監視できる労働者にとってもメリットがあります。また、主要な従業員がさまざまな場所での生産の問題に​​ついてアドバイスすることもできます。

怪我の防止

あらゆる製造環境において労働者の安全は極めて重要であり、デジタル ツインは、最も複雑な環境や危険な環境でも可能なことの基準を引き上げるのに役立っています。デジタル ツインがこれを達成できる方法の 1 つは、システムの複雑さがそうでなければこれを困難にする可能性がある安全性のケースをサポートする証拠を提供することです。デジタルツインは、新しい安全基準に準拠したシステムの検証を提供できます。

デジタル ツインがコンプライアンスを測定できる方法の 1 つは、労働者が機械や危険区域に近づいているかどうかを追跡することです。世界的なパンデミック以来、従業員の追跡はより一般的になりました。低コストのウェアラブル追跡センサーにより、企業は製造現場周辺の従業員の動きを追跡し、現場のデジタル ツインによって誰かの安全にフラグが立てられたときに警告を送信できるようになりました。

製品試験

新しい製品や更新された製品を作成するには、多くの場合、従来の製造モデルで試行錯誤を繰り返す必要があります。現在、デジタル ツインにより、製品をシミュレーションで設計およびテストでき、製品をさまざまなシナリオで迅速かつ低コストでテストできます。このプロセスは業界ごとに異なりますが、より優れたタイムリーな製品の作成につながる可能性があります。

工具管理と工具制御

デジタル ツイン テクノロジの最も一般的なユース ケースの 1 つは、特に自動車業界で、ワイヤレス ツールの操作です。組み立ての目的で、工場のセンサー システムは特定のツールを識別し、作業中の正確なアセットに基づいて締め付けシーケンスとトルク設定を制御できます。また、組み立てラインで製品を自動的に識別し、ニーズに合わせてワイヤレス スツールを調整することで、工数を削減することもできます。

工具管理に関しては、工場のデジタル ツインにより、工具の配置が簡単になります。工具が不適切に保管されたとき、または指定されたゾーンを離れたときに、アラートを作成できます。また、ツールの使用状況を経時的に測定して、必要な場合にのみ定期的なメンテナンスのスケジュールを設定し、メンテナンス コストを削減することもできます。

工場出荷時の設定でツールを管理する方法の例をもっと見たい場合は、ここで詳細を確認できます。ツール コントロールについては、ここをクリックしてください。

デジタルツインの製造は複雑で費用がかかりますか?

工場におけるデジタル ツインの主な変更点は、そのコストです。デジタル ツイン、および関連するセンサーとソフトウェア テクノロジの展開は、数年前よりもはるかに費用対効果が高くなりました。これにより、工場ベースのデジタル ツイン ユース ケースの水門が開かれ、以前はインダストリー 4.0 革命の影響を受けていなかった多くの業界が、同様の設定で成功裏に展開され、実績のある技術を取得できるようになりました。このテクノロジーは段階的に適用することもできます。Michael Grieves 氏は次のように述べています。双子で収集して処理できる情報は多岐にわたります。」

さまざまなデジタル ツイン企業とテクノロジに関する注意事項

デジタル ツイン ソリューションを提供するすべての企業が同じように作られているわけではありません。

一部の企業は、包括的なサービスと最高品質の最新テクノロジーを提供します。他の人はしません。工場内の資産を追跡するために必要なセンサーとタグに関して言えば、ハードウェアの機能は企業によって大きく異なり、一部の製品は信号が弱く、干渉を受けやすく、バッテリー寿命が短く、寿命が短くなります。耐久性のある構造。結果のデータの処理と視覚化に使用されるソフトウェアもさまざまで、複雑すぎるものもあれば、便利な機能がないものもあります。

デジタルツイン企業が展開しているテクノロジーと、他の同様の製造環境でどの程度うまく機能しているかを理解することが重要です。さまざまな種類のアセット トラッキング テクノロジーの概要については、こちらの入門ガイドをご覧ください。

用語に関する注意

業界向けにデジタル ツイン テクノロジを提供している多くの企業は、さまざまな用語で売り込みを行っています。「デジタル ツイン」は、これらの新しいテクノロジによって何が作成/視覚化されているかを正確に理解しようとする場合に便利な用語ですが、デジタル ツインがビジネスにどのように役立つかを調べる場合は、 RTLS (リアルタイム位置情報システム) などの用語がより役立つことがよくあります。RTLS は、追跡目的で使用されるセンサーとタグ、およびデジタル ツインの作成に不可欠なソフトウェアとデータ ハブを含むシステム全体を指します。このため、多くの追跡ベースのデジタル ツイン テクノロジを産業のコンテキストで販売する場合、よりユビキタスな用語です。

デジタル ツインが製造プロセスをどのように改善できるかについて詳しく知りたい場合は、お気軽にご連絡ください。