インダストリー4.0：デジタルツイン技術によるスマート製造ガイド

製造業において、安全性と一貫性は常に最重要課題です。機械のパフォーマンスから工場のオペレーションに至るまで、現場は製造プロセスを最適化し、効率を向上させる方法を常に模索しています。

デジタルツイン技術を使用すると、製造部門は作業者のパフォーマンスと安全性の向上を実現し、大きなメリットを得ることができます。デジタルツインは、プラントやサイトを写真並みの精度で再現したモデルであり、製造プロセスにおけるトレーニング、資産追跡、空間計画を効率化するのに役立つ重要なリソースです。

この記事では、これらの3Dモデルの多彩な機能が、製造業界においてチームの課題克服や価値向上にどのように役立っているかをご紹介します。

製造業におけるデジタルツインとは？

製造業において、デジタルツインは製品、機械、または工場をデジタルに複製したものです。センサーやIoTデバイスからのデータを使用して、建物や装置の現状を確認できます。デジタルツインモデルは、シミュレーション、分析、改善に役立ちます。また、研修、計画、バーチャルツアーでも活用することができます。

デジタルツインは、新製品の設計やプロトタイピングから生産、運用、メンテナンスに至るまで、製品ライフサイクル全体にわたって製造業で活用されています。 これらの没入型のデジタル表現は、製造現場のリアルタイムビューを提供し、情報に基づいた意思決定を容易にし、生産プロセスを改善します。

インダストリー4.0：デジタルツインとスマートテクノロジーが製造業をどのように変革するか

19世紀初頭、蒸気機関と機械化によって第一次産業革命が引き起こされました。それから2世紀が経ち、私たちは今、インダストリー4.0の真っ只中にいます。これはデジタルツインモデリング、拡張現実（AR）、モノのインターネット（IoT）、機械学習を統合し、製造の生産性を高め、多くの主要プロセスの自動化を実現するデジタルトランスフォーメーションです。

技術顧問企業ISGの2022年の調査では、製造業界の69%がスマートテクノロジーへの取り組みを実施していると回答しています。また、回答者の3分の2近くが、コスト削減を期待してスマートマニュファクチュアリングを採用していると回答しています。

Matterportを使用すれば、チームはある瞬間の物理空間をモデル化した視覚的なデジタル ツインにアクセスできるようになります。さらに、IoTセンサーを統合すれば、デジタルツインを次のレベルに引き上げることができ、リアルタイムのデータと製造業務に関する強力な知見を得ることができます。これらの最先端の技術を組み合わせることで、企業は安全性を最適化し、製造プロセスを自動化することができます。

製造業におけるデジタルツインの5つの使用例

デジタルツインは、製造業界の作業をより迅速、よりスマートに行うのに役立ちます。デジタルツインは、工場フロア構成の最適化、ダウンタイムの短縮、管理対象の物理資産への理解を深めることにも役立ちます。製造業におけるデジタルツインのメリットの例には、以下の5つのようなものがあります。

• 低リスクな没入型トレーニング

• 高精度な寸法の空間計画

• メンテナンスや修理に関するドキュメントを直感的に見つけることが可能

• 出張することなく世界中の施設を訪問および視察可能

• ツアーやゲストをバーチャルで迎えることが可能

1. 新入社員研修

• 課題：新しいオペレーターを雇用し、安全でプロアクティブな作業のためのトレーニングを受けさせることは、大きな投資です。座学でのトレーニングでは、安全やスキルに関する資料が現実に即していない可能性があります。一方、工場やプラントなど現場でのトレーニングでは、慌ただしい業務や騒音のため、質問したりエリアを確認したりする機会が限られてしまいます。

• 解決策：デジタルツインにより、オペレーターは、物理的なリスクにさらされたり、業務を中断させたりすることなく、新しい作業環境を没入的に探索および体験することができます。仮想表現をナビゲートし、リンクされたARトレーニングを完了しながら、スキルを発揮する物理環境をより深く理解することができます。

2. 空間計画

• 課題：空間の利用状況は、新しい機械、ワークフローの変更、その他の業務上のニーズによって変化するため、基本的な平面図、回路図、写真だけで変更を計画すると、ミスや誤解が発生する可能性があります。

• 解決策：写真のようにリアルなビューにより、製造施設の寸法を正確に把握できるため、資産の配置、建築プロジェクト、煙探知器、消火器、AEDなど、重要なOSHA規制への対応を綿密に計画することができ、安全な職場をこれまで以上に簡単に実現することできます。デジタルツインでは、リンクやタグを使用したコラボレーションが可能なため、他のユーザーが意思決定に必要な情報を文書化および閲覧することができます。

3. メンテナンスと修理

• 課題：機械はいつ故障するかわかりません。予期せぬ修理が発生すれば、プロセスが遅延し、収益の損失につながる可能性があります。

• 解決策：資産の修理の詳細、マニュアル、その他の必要な文書をデジタルツイン内の各資産に直接リンクさせることで、誰でも迅速かつ直感的にマニュアルを見つけて修理を計画できるようになります。IoTに接続されたデバイスとデジタルツインを統合すれば、物理的なコンテキストに加えて予知保全に関する洞察が得られるため、明確に範囲を設定して修理を計画することができます。

4. リモートによる現地訪問

• 課題：多くの組織がグローバルに展開する中、場所を越えた知識の移転が鍵となっています。しかし、チームが効率的にコミュニケーションを取り、最新の情報をやり取りできるようにするのは難しい場合があります。

• 解決策：工場フロアのデジタルツインを主要な関係者に送信することで、組織全体の整合性を保つことができます。また、意思決定者は、出張にコストをかけたり、書類や写真を持ち歩いたりするのではなく、モバイルデバイスを使用するだけで、生産ラインの仮想モデルとその周囲の空間の完全なコンテキストを確認できます。

5. ツアーとゲスト

• 課題：業務に従事し、投資してくれる人々を歓迎したいと考えています。 ただし、現場訪問や視察と、潜在的な注意散漫、混乱、リスクとのバランスをとることが重要です。

• ソリューション：没入型の3Dデジタルツインを使用すれば、ゲストとサービスプロバイダーは、実際に施設に入らなくても、VRの使用を含め、任意のデバイスで仮想環境を体験できます。 これによって、生産エリアでの来客を計画する必要がなく、現実に近い体験ができます。

Matterportでデジタルツインを作成して製造プロセスを合理化

製造業のチームは、寸法精度の高い3Dデジタルツインを作成するためにMatterportを利用しています。 Matterportが製造会社の成果の変革を支援する方法をいくつかご紹介します。

• CRBは多目的なファシリティーマネジメント会社で、Matterportと協力して製造空間の3Dスキャンを作成 しました。このような写実的なモデルを顧客に提供できるようになったことで、現場への訪問が3分の1に減り、プロジェクトの計画プロセスが3週間も早まりました。

• JFC & AssociatesのファシリティーマネジメントコンサルタントはMatterportと提携して、クライアントに資産の写真のようにリアルなモデルを提供しました。資産の可視性が向上したことで、クライアントは意思決定と状況認識を向上させることができました。

• エレクトロニクス製品メーカーのSEACOMPは、Matterportと提携してオフィスのデジタルツインをスキャンし、顧客にバーチャルウォークスルーを提供しました。 この強化努力により、年間25万ドルの出張費が削減され、職場研修の質も向上しました。

• 英国を拠点とする水道事業会社Northumbrian Waterは、Matterportと提携 し、既存の 建築物情報モデリング（BIM）システムにデジタルスキャンを統合しました。 3Dアセットを2Dレガシープラットフォームに取り込むことで、現場への訪問を減らし、より多くの 情報に基づいた資産管理を可能にしました。

Matterportのオールインワンプラットフォームが、製造プロセスのデジタルトランスフォーメーションを促進し、建物空間を没入型デジタルツインモデルに変える方法について、詳しくは当社までお問合せください。

もっと詳しく知りたいですか？Matterport を使用して、チームがどのようにスマートで迅速に仕事をしているかをご覧ください。そして、デジタル ツインのエキサイティングな世界を巡るツアーに参加してこの没入型デジタル技術がどのようにスマート製造を推進しているかを理解しましょう。