nCircle でデジタル ツイン プラットフォームを構築する

nCircle でデジタル ツイン プラットフォームを構築する

AEC業界の私たちにとって、建築情報モデリングによって具現化される建物のデジタル表現は、新しいものではありません。現在、AEC業界のあらゆるセグメントで利用されています。デジタルツインは、最も基本的な定義では、物理製品、プロセス、またはサービスの3Dモデルであり、その3Dレプリカのアニメーションが製品のライブデータによって駆動されるものと定義されます。

Client Get Tech がデジタル ツイン プラットフォーム Flair3D について語るウェビナーの録画を聞いてください – https://www.youtube.com/watch?v=OUkAJJY3TT4

Flair3Dプラットフォームは、IoT、ライブパフォーマンスモニタリング、マークアップ、ポイントクラウドの可視化、マルチモデルビュー、クラウド上のタイムライナーおよびスケジューリングと統合された3D Webビューアーを提供します。

デジタルツインは何を提供していますか？

  • デジタルツインが提供するもの –
  • 物理製品がその動作やセンサーの操作からライブデータを生成すること。
  • 物理製品から3Dレプリカへのライブデータストリーム。
  • 受信したライブデータに基づいて、3Dレプリカが物理製品と同様に視覚的に動作するためのソフトウェアベースのメカニズム。
  • スケジュール、契約、建設文書。

デジタルTWINの構成要素

デジタルツインを可能にするためには、主にインターネット・オブ・シングス（IoT）、機械学習、人工知能（AI）、およびビッグデータなどの技術が使用されます。デジタルツインは常に物理オブジェクトの3Dレプリカであるとは限らず、3Dレプリカを持つことが非常に望ましいとされています。

デジタルツインの基本的な要素は4つあります。それらを見てみましょう。

  1. 物理エンティティのモデル - 物理エンティティまたはプロセス、または物理エンティティのコレクションの仮想またはデジタルモデルです。
  2. 時系列データ - オブジェクトおよびそれに関連する他のソースからキャプチャされた時系列データです。このデータは通常、センサーを使用してキャプチャされます。
  3. ユニーク識別子 - ユニーク識別子は、デジタルツインを物理的な相当物と関連付けるために使用される機器番号または資産IDです。
  4. 監視能力 - カメラ、センサーなどがオブジェクトを監視するために使用されるツールです。

AEC のデジタル ツイン バリュー ドライバー

デジタルツインは、建築、エンジニアリング、建設（AEC）業界に重要性を提供しています。デザイナーやビルダーに提供される価値は、建設に関するより多くの情報と理解を得るのに役立ちます。デジタルツインの価値は、プログラムされた質問に合理的に答えることで、任意の質問を浮かび上がらせることです。

デジタルモデルを持つことで、プロジェクトのすべての側面をレビューし、公正な状況を迅速に実行できるため、顧客は解決策のわからない多くの説得力のある複雑な課題を解決できるでしょう。

デジタルツインの成功を解き放つ

デジタルツインのコンセプトを採用し、その成功を確実にするために努力することを決断した場合、そのプロジェクト全体から利益を得る可能性が高まります。

成功を達成するデジタルツインの鍵は何か、というのが主な問いですね。デジタルツインを成功させるための要素を見てみましょう。

  • 可視化 - BIM
  • 生データ - IoT
  • データ構造: 共通データ環境
  • 接続: 接続され、統合された
  • 分析と予測: 人工知能と機械学習

ビジュアライゼーション – BIM

デジタルツインは建築情報モデリング（BIM）を向上させます。通常、モデル単体ではデジタルツインと同じレベルの反応を示すことはできません。BIM中心のデジタルツインを使用すると、モデルは物理プロジェクトと同じデータを持っています。これにより、建設可能性の知識が向上します。

通常、モデルが割り当てられる場合、モデルだけでは行えないライブな操作手順を提供できるデジタルツインを使用する方が良いです。ただし、これはIoTとペアになっている場合にのみ機能します。これは次に重要な要素につながります。

生きたデータ – モノのインターネット (IoT)

BMIとデジタルツインが互いに補完する必要があるように、IoTもデジタルツインと同様に補完する必要があります。IoTは、デジタルツインを実際の物理プロジェクトに接続するデジタルスレッドを生成するのに役立ちます。

センサーがリアルタイムでデータを収集するため、デジタルツインは常に作業状況を更新し、プロジェクトチームにプロジェクトの運用方法を理解させます。デジタルツインのシミュレーション環境は、運用チームが効率的かつ効果的に問題に対処するのに役立ちます。

データ構造 – 共通データ環境

デジタルツインを最大限に活用したい場合、適切なシステムでそれらを管理できる必要があります。共通データ環境（CDE）は、デジタルツインの最適な資産管理に役立ちます。これらのシステムは、データの重複や情報の隔離を防ぎ、データの単一ソースを作成するための適切なシステムと標準を提供します。

接続: 接続および統合

デジタルワールドにすべてのデータを正確に入力したい場合は、デジタルツインを接続し統合する必要があります。正しいシステムと統合が存在し、情報やデータがさまざまなプロジェクト段階やチーム間で制限なく流れるようにするための適切な手段があることを確認する必要があります。

分析と予測: 人工知能と機械学習

人工知能（AI）と機械学習は、デジタルツインの最大の可能性を引き出す上で重要な役割を果たします。それぞれが収集されたデータを意味のある利用に役立てる力を提供します。デジタルツインは、無関係なデータコレクションを分析して新しいリスクや機会を見つけるさまざまな可能性を開きます。これにより、リスクをより簡単かつ迅速に特定し、運用効率を向上させるのに役立ちます。

デジタル ツイン プラットフォームを構築する理由と構築方法

これまでに、デジタルツインが何であるか、そしてどれほど有益であるかを理解しているはずです。ビジネスのためのデジタルツインプラットフォームを構築することは、建設プロセスを加速し、より正確な結果を提供できます。このセクションでは、なぜデジタルツインを構築すべきか、そしてどのように構築するかについて議論します。

デジタルツインプラットフォームを構築する理由：

  1. 物理的およびデジタル環境の正確な表現を作成し、それらの関連インタラクションを可能にする。
  2. IoTベースのリアルタイムデータを実装する。
  3. 機械学習を使用してデータをシミュレートおよび分析する。
  4. モジュラー構築にフィードバックを提供する。
デジタルツインプラットフォームを構築する方法 –

デジタル ツインを構築するには 3 つの方法があります。それらを見てみましょう。

   1.デジタルツイン対応アプリケーション

このモデルでは、デジタルツインは、IoTに接続された製品や機器、またはビジネスアプリケーションとともに提供されます。このデジタルツインの調達方法は、最も安価で簡単で迅速です。Gartnerのレポート「Digital Twin Portfolios and Enabling Technologiesのマーケットガイド」によれば、企業の50％がこの方法を使用してデジタルツインを構築しています。デジタルツインは、フィールドサービス管理や資産パフォーマンス管理などのビジネスアプリケーションの機能として、ますます提供されるようになっています。

デジタルツイン対応アプリケーションの販売者：Oracle、IBM、Bentley Systems、GE Digital、およびSAP

   2.カスタムビルド

デジタルツインを設計して組織するためには、IoTプラットフォーム、分析、シミュレーションツール、およびビジネスプロセス管理（BPM）ソフトウェアを使用できます。別の方法としては、デジタルツインの開発をITサービスプロバイダーやIoTベンダーに外部委託することが考えられます。カスタムビルトのデジタルツインは特定の要件を満たすのに役立ちますが、非常に高価で開発期間も長くなります。

技術提供者：Accenture、Mavim Atos、Microsoft、およびIBM

3. 商用オフザシェルフ (COTS) テンプレート

これらは、特定のIoTユースケースに対応するために、機器メーカーやテクノロジーサービスプロバイダーによってソフトウェアパッケージとして提供されることが一般的です。COTS（Commercial Off-The-Shelf）デジタルツインテンプレートは、プロバイダーによってコスト、運用アプローチ、および完全性が異なります。これらの方法は通常、特定のユースケースをサポートするように設計されています。これらはカスタムビルトのデジタルツインよりも迅速で簡単に統合できますが、比較的未成熟でセキュリティや統合の課題を引き起こす可能性があります。

COTSの販売業者：GE Digital、SAP、ANSYS、日立、Uptake

デジタルツインとモジュラー構造

従来の建設モデルとは異なり、デジタルツインは物理オブジェクトの各機能を再現します。デジタルツインは、プロジェクトに関与する動作やプロセスを、個々の原材料や部品まで責任を負うことができます。

デジタルツインの大きな利点の1つは、持続可能性を設計に組み込む能力です。基本的に、デジタルツインを取得することで、その炭素排出量やエネルギー効率を明らかにすることができます。さらに、建物のさまざまな部分を工場で製造し、現地で組み立てることで、建物を簡単に組み立てられるだけでなく、分解して再利用することも可能になり、経済を減少させることができます。また、モジュラー建築にデジタルツインを導入することで、時間とコストを削減するのに役立ちます。

結論：

私たちのインフラストラクチャーはIoTデバイスによって支えられており、建設プロジェクトは、単なる接続された制御やスマートセンサーだけでなく、IoTデバイスを建物のBIMモデルに接続することでよりスマートになります。新しい採用を考慮すると、デジタルツインの使用がさらに高いレベルになると予想され、競争力を維持し、関連性を保つためには、デジタルトランスフォーメーションの過程でこの技術を必ず考慮するべきです。

デジタルツインは未来的に見えるかもしれませんが、未来は今ここに始まります。それはここにあり、永遠にそこにとどまりますが、デジタルツイン技術の登場により、次世代のAI、シミュレーション、コンピュータビジョンアプリケーションなどのケースに備える必要があります。建築・エンジニアリング・建設業界では、私たちはデジタルツイン技術の早期採用者であり、IoT、AI、MLなどの新世代ソリューションを使用して、建設プロジェクトのリアルなモデルを作成しています。

デジタルツイン競争でリードしたい場合は、建築・エンジニアリング・建設（AEC）分野でのデジタルツイン導入のために作成されたケーススタディやさまざまなソリューションを知りたい方は、ぜひお問い合わせください。