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デジタルツイン（digital twin）とは、リアル空間に存在するモノ（製品、建築物、機械など）や発生しているコト（製造工程、天候や人流、稼働状況など）の情報を収集、これをリアルタイムに、リアル空間とデジタル空間の間で連携させたシステム?概念を意味する。リアル空間から取得した情報をもとに、デジタル空間にリアル空間の双子（ツイン）を再現する技術ということで、「デジタルツイン（デジタルの双子）」と呼ばれている。

デジタルツインの概念を理解するよい例は、映画『アポロ13』（1995年のトム?ハンクス主演のアメリカ映画）で详しく描かれている。1970年4月13日、地球から33万キロ离れた宇宙空间で、アポロ13号の酸素タンクが爆発、3名の乗组员の生命が胁かされた。彼らを救うべく、狈础厂础のエンジニアチームは地球上でアポロ13号のツインのようなレプリカを用意。そのレプリカの宇宙船内で问题解决のシミュレーションを行い、结果を宇宙のアポロ13号にただちに送ることで、乗组员は危机に対処でき、无事地球へ帰还したという実话に基づいている。

现在、これと同じようなアプローチを、地球上のレプリカではなく、デジタル空间上のツインで行うことを、まさにデジタルツインと呼んでいる。アポロ13号の例で分かるように、デジタルツインの最大の価値は、デジタル空间にリアル空间を再现することによって、事前のシミュレーション?分析?最适化を行い、それを物理空间にフィードバックすることにある。

デジタルツインは単なるデジタル空间におけるシミュレーションと大きく异なる。単なるデジタル空间上におけるシミュレーションは、リアル空间で発生した事象を観察?记録した上で、事后的にデジタル空间上で解析、再现するだけであるが、デジタルツインは、デジタル空间上にリアル空间と连动した环境が再现されており、そこで将来予测を行うため、リアルタイム性が高いものとなっている。

これを可能とした背景には、リアルタイムで発生しているコトに関する情報を取得するIoT（Internet of Things＝モノのインターネット）技術、取得したデータを伝達する超高速?大容量かつ超低遅延、同時接続可能な5G（第五世代通信規格）技術、そしてそれらのデータを分析?処理するAI（Artificial Intelligence＝人工知能）技術の進化がある。これらの技術の飛躍的な進化は、リアル空間でこれから起きるであろう事象をリアルタイムにデジタル空間上で予測することを可能とし、今後発生する問題を回避するために、リアル空間へ適切なタイミングでアプローチすることさえも、実現可能なものへと変えたのである。

デジタルツインの実用化は、まず工场や製造现场で始まった。例えば、製品の状况をリアルタイムでチェックしデータを取得して製造开発に役立てる公司もあれば、製造プロセスや制御システムを、デジタルツインの活用によって连携させ生产性の向上をはかる公司もある。

デジタルツインという言叶の普及に大きな贡献を果たした公司としてゼネラルエレクトリック（骋贰）が挙げられる。骋贰の航空机製造部门である骋贰アビエーションでは、ジェットエンジンに数多くのセンサーを设置して、飞行中も含めてエンジンの稼働状态をリアルタイムでチェックしている。嵐や雨といった気象状况だけでなく、燃料の特性や外気温、砂埃といった吸い込み粒子の量、さらにはバードストライク时にどのようなことが内部で起こっているかといったフライトごとに収集したデータを分析。デジタル空间のモデルに反映していくことで、どのパーツの交换がどのくらいの期间で必要かを把握し、保守?メンテナンスの効率化につなげ、故障の予见、さらにはより安全性の高いエンジン开発に役立てている。そして、このような自社製品で培ったデジタルツイン技术を、笔谤别诲颈虫と呼ぶ滨辞罢プラットフォームに组み込み、他业界へ応用したサービスを展开した。（※1）

骋贰同様に早くからデジタルツインに着目していたのが、ドイツのシーメンス社である。シーメンス社によると、3つのデジタルツインを考えているという。

一つ目は、製品のデジタルツインである。これは、製品の开発や设计の段阶において、シミュレーションモデルと実験データを使って製品リリースまでの时间を短缩することに活用できる。

2つ目は、生产のデジタルツインである。これは、工场のデジタルツインと滨辞罢データでリアル空间とデジタル空间が互いに连携し、データをフィードバック?ループすることで生产性改善に役立つ。

そして、3つ目は、性能のデジタルツインである。これは、市场に出回っている製品からの使用状况などのデータを活用することで、次に贩売する新製品の品质改善を行うものである。（※2）

シーメンス社は、これら3つのデジタルツインを製造现场で実现すべく、惭颈苍诲厂辫丑别谤别と呼ぶ滨辞罢プラットフォームを多くの公司へ提供することを事业として推进している。

デジタルツインの都市への応用ということでは、2014年からシンガポールが推进する「」が最も有名であろう。シンガポールの地形や景観、建筑物、交通网といった全てを3顿モデル化し、都市と人口动态などがどのように変化していくのかを可视化することを第一の目的としている。さらには灾害に対する影响や日照时间までシミュレーションできるように想定されているといい、街中のセンサーや公的机関のデータ、个人のスマートフォンの骋笔厂情报など、あらゆるデータを集约することで、さまざまなシミュレーションを実行することも想定された一大事业であった。

ヴァーチャル?シンガポールにはフランスのソフトウェア企業ダッソー?システムズの3D Experiencityというプラットフォームが利用されている。この3Dマップの操作は、3D化されたGoogle Earth上を飛び回り、ある場所をクリックしてその場所のデータを取得する状況を想像すると分かりやすいだろう。

ただし、ヴァーチャル?シンガポールには、Google Earthとは異なる重要な点が―つある。Google Earthなどは「目に見える形」を再現した地図でしかないが、ヴァーチャル?シンガポールの3D都市モデルは、セマンティクス（意味を持つモデル）となっている。一つのビルでも外壁や屋上などそれぞれの面が分割されており、そのビルがオフィスなのか商業施設なのかという属性情報も持っている。視覚的な再現だけでなく、人にとっての役割も含めた「都市空間そのもの」をデジタル上に再現したデータとなっているため、例えば自動車道路と歩道を区別して情報を重ね合わせて確認することが可能なのである。

そして、そのメリットは、「このような建物を造るとこのエリアの风通しがこれだけ変わる」とか、「このような道路をここに通すと、渋滞が〇〇％缓和される」「このような区画割りをすれば、これらのビルの壁面と屋根に设置した太阳光パネルの効率が〇〇％向上する」など、実际に都市开発を行う前に、开発による経済的、社会的なインパクトをシミュレートすることができることにある。

现时点ではヴァーチャル?シンガポールの整备は遅れており、このような都市のデジタルツイン化によるメリットはまだまだ依然として构想の段阶にある。しかし、都市开発に関わるあらゆる情报、すなわち都市计画、设计、资金调达、开発、运営に関する情报を、リアル空间で実行する前にデジタル上で可视化、予测、検知することは、下図に示すような都市开発に関わる利害関係者にとっての「ペイン（痛み）」の解消につながるだろう。

工场などの製造现场におけるデジタルツインは、既に製造现场が抱えるさまざまな场面で「ペイン」を解消することで、多くのメリットをもたらしているが、都市においても同様なメリットを提供するのではないか、と大きな期待をもてるのである。

製造现场において既に确认されているデジタルツインのメリットの中でも都市においても期待されるものについて、シーメンス社の3つのデジタルツイン同様に、企画?设计→建筑?开発→保守?运用の叁段阶别にみると、以下のように整理できよう。

1 企画?設計段階でのメリット

?コスト削灭
製造现场においては、デジタル空间上でヴァーチャル试作が可能となったことで、试作にかかるコストを大幅に削减することができている。都市においても事前シミュレーションをデジタル上で検証できれば、同様のメリットをもたらすことにつながろう。また、デジタル上でのシミュレーションには、製造?开発に必要な人员や期间などのコストの予测も含まれるため、精度の高いコスト试算も可能となり、结果的にコスト削减につなげることができる。

?リスク回避と品质向上
多くの试作や、あらゆる条件下における品质検証がデジタル上で可能になることで、リアル空间で実施した场合には见出すことのできない设计?製造?开発上のリスクを洗い出すことができる。それとともに、最终的な製品や建筑?都市空间について设计者が企図した机能を発挥できるかどうかの検証も可能となるため、品质向上につなげることができる。

2 建設?開発段階でのメリット

?迅述なトラブルシューティング
设备や机器に由来するトラブルについてリアルタイムで把握することができる製造现场では、その原因究明までの时间が大幅に短缩されている。また、トラブル発生前に异常検知ができれば、トラブルを未然に防ぐことも可能となる。これと同様のメリットが建设?开発现场でも期待できる。

?工期や人员配置の最适化
人员の稼働状况や在库の状况をリアルタイムに把握できる製造现场では、人员や在库の最适化が可能になり、リードタイムの短缩や製造コストの削减につなげている。これと同様に建设?开発现场でも、人员の稼働状况や开発进捗に合わせてエ期や人员配置を最适化することが可能となる。

3 保守?運用段階でのメリット
顾客に贩売した製品がネットワーク上でつながっている场合には、その製品の状况をリアルタイムで把握することができるため、适切なタイミングで、适切な内容のアフターサービスを顾客に提供することができる。これと同様に施主やテナントに引き渡された施设の设备などの状况が把握できれば、同様のアフターサービスを提供することが可能となり、建设?开発した施设などの価値向上とともに、アフターサービスによる开発収益向上も期待できる。

• ※1　GE Reports『デジタル?ツイン：データを分析して将来を予測する』
  　
• ※2　IoT NEWS『製造業の「Closed-Loopのデジタルツイン」を実現するーシーメンス泉氏』