デジタルツインと連携した設備制御の最前線

製造業の現場では、いかに設備を止めずに、効率よく、安全に稼働させ続けるかが重要な課題です。近年、その課題を解決するための注目技術が「デジタルツイン」です。

実際の設備や生産ラインとリンクした“もうひとつの工場”をデジタル上に構築し、リアルタイムで監視・予測・制御することで、これまで見えなかった現場の「今」と「これから」を見える化できるようになりました。

本記事では、初心者の方向けに、デジタルツインとは何か、どのように設備制御と連携するのか、そしてどんなメリットがあるのかをわかりやすく解説します。

デジタルツインとは？

デジタルツインとは、現実の設備やシステムをデジタル空間にリアルタイムで再現する技術です。センサーやIoT機器を使って、機械の稼働状況や温度、振動などの情報を収集し、それを仮想モデル上で可視化・分析します。

つまり、「現場で起こっていること」を仮想空間上でもリアルタイムで再現できる仕組みです。

従来のモニタリングは、「見える化」が目的でしたが、デジタルツインでは、仮想空間でのシミュレーションや未来予測が可能です。

たとえば、

といった活用ができるため、従来よりも高度な設備制御が実現できるのです。

設備に取り付けられた温度・圧力・振動・モーターの回転数などのセンサー情報をリアルタイムに収集し、デジタルツイン上に反映します。

デジタル空間では、通常時の挙動と比較して異常傾向を察知できます。これにより、メンテナンスのタイミングを予測し、故障によるライン停止を防ぐことが可能になります（予知保全）。

たとえば、ラインの速度を上げたい場合に、仮想空間で負荷や動作バランスを確認し、安全で最適なパラメータを設定してから実機に反映する、といった使い方ができます。これにより、調整にかかる時間やリスクを大幅に削減できます。

生産設備の動作パターンをデジタルツインで事前に検証。型替えや調整作業の手順を仮想空間でシミュレーションすることで、現場での作業時間を40％削減。

各装置の振動や温度データをリアルタイムで収集し、AIと連携したデジタルツインが異常の兆候を即座にフィードバック。不良品の発生率を大幅に低減。

製造ライン全体の流れを可視化し、ボトルネックの検出と改善シナリオの自動提案。需要に応じた生産量のコントロールがしやすくなり、在庫の最適化にも貢献。