近年注目を集めるメタバースとデジタルツイン。「ざっくりとした意味は理解出来ているけど、両者の違いまでは理解できていない」という方も多いのではないでしょうか？

そこで、今回はメタバースとデジタルツインの違いを、活用事例とともに、初心者の方でもわかりやすく解説します。

本記事を読めば、両者の定義やメリットの違い、具体的なユースケースまで理解出来るかと思います。

メタバースとデジタルツインの関係性について気になっていた方はぜひ、最後までご一読ください。

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メタバースとデジタルツインの違いとは？

メタバースは人々が様々なコミュニケーションや経済活動を行うことのできる仮想空間のことを指します。一方で、デジタルツインは様々なシミュレーションのために現実の世界をそもまま仮想世界上に再現したモデルのことを指します。

メタバースとデジタルツインは非常に似た概念ではあるものの、狭義では現状のメタバースとデジタルツインは異なる概念です。両者とも仮想空間上に構築されるものなのですが、メタバースはアバターを介した人々の交流や経済活動が行われる場であり、メタバース空間上には現実空間で実在するもの/しないものの両方が存在します。例えば実在する観光名所を再現した空間もあれば、Fortniteのように完全に仮想のゲーム空間のメタバースも存在します。

　
一方で、現状のデジタルツインは企業がシュミレーションを行うためのソリューションという位置づけで、再現されるものは現実世界に存在する都市や生産ライン・製品などが中心です。

メタバースとは

メタバースとは一言でいうと、人々が様々な活動を行うことのできるインターネット上の３次元の仮想空間のことを指します。

メタバースの語源は「超越」を意味する「meta」と「世界」を意味する「universe」を組み合わせた造語だと言われています。メタバースという言葉が世界で初めて使われたのは、1992年にニール・スティーヴンスン氏が発表したSF小説「スノウ・クラッシュ」です。

メタバースにおいて、ユーザーはアバターと呼ばれる自身の分身の姿でメタバース空間にアクセスし、他のユーザーとコミュニケーションや経済活動を行うことができます。例えば、集まって会話をしたり、イベントやスポーツ、買い物などを楽しむことができます。

一般ユーザーに広く普及しているメタバースサービスとして、「Fortnite」や「Roblox」、「どうぶつの森」などのゲーム型のメタバース、「VRChat」や「Cluster」などのSNS型のメタバースが挙げられます。

メタバースへのアクセス方法としては、スマホやPCからもアクセス可能ですが、Apple Vision ProやMeta Questのようなヘッドマウントディスプレイからアクセスすることにより、より世界に没入したような体験が可能になります。

デジタルツインとは

デジタルツインとは、現実の物理空間の情報をデジタル化し、仮想空間上に再現して現実世界と対応させたモデルのことです。このモデルにIoTなどから得られた様々なデータを集約し活用することで、仮想空間上で限りなく現実の物理空間に近いシュミレーションを行うことが可能になります。モデルには製品単体のものや工場の製造ライン全体のもの、都市全体のものなど様々な規模のものが存在します。

例えば製造業では、製品開発から製造ライン・アフターサービスの最適化まであらゆるプロセスでの活用が進んでいます。デジタルツインの情報を使って将来の変化を事前にシミュレーションし、分析することで、計画の質を高めたり、オペレーションのコスト削減や業務効率の向上が可能になります。

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メタバースとデジタルツインの今後

狭義では現状のメタバースとデジタルツインは異なる概念であるものの、今後両者が更なる発展を遂げることで、境界線は曖昧になり重なり合う概念になっていく可能性があります。

　
例えば、将来的にデジタルツインが個人の行動心理を細かく取り込んだ、ユーザーインタビューのようなシュミレーションへの活用されることが考えられます。その場合、デジタルツイン上にユーザーを呼び込みアバターの姿で活動をしてもらうことになるので、デジタルツインがメタバースに近い空間に発展しているとも捉えられます。

　
両者ともに近年登場した概念であり、関係性の厳密な定義は存在せず、人によって解釈が異なるのが現状ですので、今後も発展を継続的にウォッチしていくことが重要です。

デジタルツインを活用する６大メリット

デジタルツインを活用するメリットとして主に以下の6つが挙げられます。

• ①品質の向上・リスクの削減
• ②リアルタイムのデータ活用による生産の効率化・標準化
• ③シュミレーションのリードタイムやコストの削減
• ④アフターサービスの充実
• ⑤技術の継承
• ⑥新たなビジネスモデルの創出

それぞれのメリットについてわかりやすく解説していきます。

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①品質の向上・リスクの削減

デジタルツインは、生産管理の最適化や業務効率の向上に活用することができます。物理的な製品を仮想的に表現したもので、物理的なシステムと統合し、継続的なデジタル上での実験が可能です。これにより、需要に応じた人員の再配置や、リードタイム短縮のためのプロセスの置き換えなど、さまざまな方法で最適化を図ることができます。

　
また、物理的な試験より先にデジタルな試験を行い、多くの関係者が視覚的に確認をすることができるため、製品の品質の向上やリスクの削減に寄与します。

②リアルタイムのデータ活用による生産の効率化・標準化

デジタルツインは、生産ラインの運用における重要なソリューションの１つです。常時あるいは一定の間隔でセンサー情報をデジタルツインに送ることで、トラブルの予測や故障の予防に役立てることができます。

　
また、現場の状況が変化した際にも、迅速なシュミレーションに基づく対応が可能となるため、最小限の時間・リソースで現場での対処を実施できます。加えて、定期メンテナンスの頻度を減らし、ダウンタイムのリスクを低減することも可能です。

③シュミレーションのリードタイムやコストの削減

デジタルツインの活用により、デジタル上で仮説検証を行うことで、これまで物理的な試作品や試作ライン、物理的な検証に費やしていた時間を最小限に抑え、さらにコストも抑えながらシュミレーションのスピードを向上させることができます。

④アフターサービスの充実

デジタルツインを活用することで出荷後の製品に関する情報収集、シュミレーションを行う事が可能です。この情報があれば、仮に製品に問題があったとしても、サプライヤーは適切なタイミングでアフターサービスを提供しやすく、お客様のニーズに迅速に対応することができます。これが顧客満足度の向上につながり、LTVの最大化が期待できます。

⑤技術の継承

デジタルツインを活用し、卓越した技術を持つ作業員が遠隔地から作業指示を行ったり、

各作業員の仕事の進め方のデータが可視化・集約されることで、今まで共有されていなかった価値あるノウハウを、デジタルツインを通じて他社員に継承していくことができます。

⑥新たなビジネスモデルの創出

デジタルツインの活用により、ビジネスモデルを発展させることができます。例を挙げると、製品のデジタルツインを通じて商品購入前にその製品を顧客が体験することで、事前に製品の詳細を理解することができます。また、製品のプロトタイプの解像度を上げ、手戻りを少なくすることが可能です。この様に、デジタルツインを活用した販売により販売促進が可能です。

デジタルツインの活用事例１７選

デジタルツインの代表的な活用事例として、以下の17個が挙げられます。

それぞれの事例をわかりやすく紹介していきます。

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①シンガポール：世界初 国全体をデジタルツイン化

シンガポール政府は、自然や建物、道路や人・車などのあらゆるデータを集約し、国全体のデジタルツイン化に世界で初めて成功しました。この空間は「バーチャルシンガポール」と呼ばれ、都市計画へのデジタルツインの活用事例として世界中から注目を集めています。

バーチャルシンガポールに活用されるデータは、政府機関やインターネット、IoTからのリアルタイムデータなど幅広いソースから集められています。

この取り組みの成果は、最適な都市計画の策定や自然災害のリスク評価・対策、国民への最適な交通ルートの提案など多岐にわたり、国全体のDX化の基盤となっています。

②国交省：デジタルツイン構築により都市づくりのDXを推進

2020年度より国土交通省は、「ProjectPLATEAU」で都市づくりのDXを推進しています。日本全国の都市で3D都市モデルを構築し、オープンデータとして公開することで、誰もが自由に都市データにアクセスし、防災やまちづくり、AR/VRなどさまざまな用途に活用できるようになります。

都市の3Dモデルは、都市計画・開発の様々な場面で利用することができます。例えば、交通の流れやバス停の混み具合、駐車場の空き状況、建物や公共施設に必要なスペースの把握、交通システムから排出されるCO2の量、自然災害の評価など、都市空間が持つさまざまなデータ・機能・特徴を把握することができるのです。

2021年には全国都市の３D都市モデルの整備が完了し、そのモデルを様々な地方公共団体や民間企業が活用し、数多くの未来のまちづくりにむけた実証実験が行われています。

③トヨタ：次世代の街・サービスづくりにデジタルツインを活用

トヨタ自動車は、自動運転などの様々な技術・サービスの実証実験を行うスマートシティである「Woven City」を静岡県裾野市の自社工場跡地に建設しています。

トヨタはこのスマートシティにおける都市やサービスの設計・運営のシミュレーションにデジタルツインを活用しています。街の様々な箇所に設置されたセンサーや自動車、住民の利用するデバイスなどから収集された膨大なデータを1つのデータプラットフォームに統合することで、モビリティや医療、教育など様々なサービスの構築・改善に繋げる計画とのことです。

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④テスラ：車両を遠隔で自動アップデート

テスラの販売する車両にはデジタルツインを活用したシステムが標準搭載されており、車両が自動でアップデートされる仕組みを構築しています。各車両に搭載されたセンサーが車両の状態や走行状況、周辺環境などのデータを基に車両にとって最適な走行方法を分析し、自動でソフトウェアがアップデートされる仕組みとなっています。

この仕組みにより、車両診断を店舗で行う必要がなくなり、ユーザーは店舗に出向く手間、テスラは車両診断にかかるコストの大幅な削減に成功しています。

⑤鹿島建設：国内初、建築の全フェーズでデジタルツインを実現

2020年に鹿島建設はオービック御堂筋ビルの新築工事において、プロジェクトの全フェーズにおいてBIMによるデジタルツインを活用することで、プロジェクトの各フェーズにおける建物データの連携・共有を可能にしました。

企画・設計フェーズでは周辺環境へのビル風のシュミレーション、建物内のシュミレーションに、施工フェーズでは工事プロセスのデジタル化と進捗管理、MRの活用による、実際の施工状況の確認に、維持管理フェーズでは、ファシリティマネジメントのデータへの連携、日常の点検から得られた情報を収集し、その後の建築の企画・開発への活用になど、多岐にわたるユースケースでデジタルツインを活用しました。

デジタルツインを活用することで、建物自体の高品質化はもちろん、企画・設計から竣工後の管理・運営までの一連の建物にまつわる情報をデジタル化し、お客様に提供することが建物の更なる価値向上に繋がると考えているとのことです。

⑥川崎重工：工場を丸ごとメタバース化する計画を発表

川崎重工はマイクロソフト社のカンファレンス「Build2022」にて、工場を丸ごとメタバース化する「インダストリアルメタバース」の構築に取り組むことを発表しました。この取り組みにより、工場における全工程をバーチャル空間上でシュミレーションできるデジタルツインの構築を目指すとのことです。

同社は、マイクロソフトのクラウド／IoT管理ソリューション「Azure IoT」、エッジAIソリューション「Azure Percept」、MRデバイス「HoloLens 2」を採用し、生産ラインや製造現場の管理を行うことになりました。これにより、ロボットの障害発生時の迅速な対応、トラブルを未然に防ぐ予知保全、複数拠点で同時にリアルタイムに遠隔地の専門家からアドバイスや支援を受けることができるようになりました。

また、「Azure Digital Twins」を用いることで、過去・現在・未来の稼働状況を仮想空間上で把握することで、物理的に離れた場所にある問題の原因を特定し、解決することを可能にします。

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⑦ダイキン：デジタルツインを活用し製造ラインのロス削減へ

2021年に空調製品を生産するダイキン工業は、堺製作所臨海工場（大阪府堺市）向けに、デジタルツイン機能を搭載した新しい生産管理システムを開発しました。デジタルツインでは、部品の流れや組み立て、塗装、プレスなどの工程状況を再現します。

　
この工場では、デジタルツインを活用することで、生産ラインの停止原因を事前に予測し、迅速に対応することができます。このシステムは、製造設備や組立作業、ワークフローなどの状態を監視し、仮想空間上に再現します。そして、過去に発生した事象を詳細に分析し、将来起こりうる事象をシミュレーションすることで、潜在的な問題を予測します。

　
デジタルツイン生産管理システムの導入の結果として、2021年度には2019年度比で30%以上のロス削減を見込んでいるとのことです。

⑧コマツ：建設現場に生産性向上にむけデジタルツインを導入

総合機械メーカーであるコマツは、建築現場での生産性向上にむけデジタルツインを導入しています。コマツのデジタルツインは、資材、建設機械、資材、作業員の位置・稼働データと建物の図面データを組み合わせた遠隔管理システムです。これらのデータをPCの画面上に表示するように表示します。施工管理者などは、現地事務所や本社、支店から現場の隅々まで状況を確認することができます。

この取り組みにより、少人数での工事現場の効率的な管理や資材・機材を現場で探す時間やレンタル費用の削減、車両の待ち時間削減などの実現を期待しています。

同社は、これらの取り組みにより、日本の直面する課題である少子高齢化による労働人口の減少、また世界的な課題であるCO２排出量の増加の解消に貢献できるとしています。

⑨大林組：４D施工管理システムを開発

大林組は建築物の3Dモデルに建設現場周辺の地形やクレームの位置などの施工現場の状況を、デジタル上のモデルにリアルタイムに反映する「４D施工管理システム」を開発しました。

このシステムは、北海道で2023年3月の開業を控える「エスコンフィールドHOKKAIDO」の建設現場で実証が進められています。この実証では、クレーンに設置したセンサーからの位置や方角のデータを基に、クレーンの動作に関するデータをリアルタイムに収集し、デジタルツインに反映することで、施工の品質向上はもちろん、各業者の作業の出来高の算出にも活用されています。

また、現場に設置された入退場システムから取得した作業員の入退場データを基に、各作業を担当する作業員の工数を測定し、作業の効率化に繋げる試みも行われています。

⑩清水建設：都市デジタルツインの基盤を整備

清水建設はオートデスクと共に、都市デジタルツインの実装に向け、データ基盤やプラットフォームを整備するプロジェクトを推進しています。都市デジタルツインとは、都市内の建物や道路などの静的データに加え、街での人流や物流、エネルギー―消費などの動的データなどを統合した大規模なデジタルツインのことを指します。

この都市デジタルツインを活用することで、より人が暮らしやすい都市開発が可能になると考えられています。

今後は、この都市デジタルツインをスタートアップなどの企業に提供することで、豊洲エリアのスマートシティ化を推進しつつ、そのノウハウを他都市の開発計画に対しても展開していく予定です。

⑪Amazon：グローバル規模での倉庫の配送オペレーションを最適化

Amazonはグローバルで50万台以上の倉庫内の配送ロボットのオペレーションの最適化にNVIDIA Omniverseを活用しています。

AIを活用したデジタルツインを構築し、倉庫の設計と流れを最適化しています。

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⑫PepsiCo：流通センターの効率化とコスト削減

PepsiCoは、流通センターの効率化とエネルギー消費量の削減にNVIDIA Omniverseを活用しています。

AIを活用したデジタルツインを構築し、機械と作業員の作業を最適化することで、ダウンタイムとエネルギー消費量を減らすことに成功しています。

⑬Lowe’s：顧客の人流データを活用し店舗のレイアウトを最適化

リフォーム大手であるLowe’sは、店舗のレイアウトの最適化にNVIDIA Omniverseを活用しています。

店舗のデジタルツインを構築し、実際の店内の顧客の人流データを活用することで、売上最大化に繋がる商品のレイアウトを実現しています。

⑭英国原子力公社：原子力発電設備の設計と製造の効率化

英国原子力公社は、原子力発電設備の設計と製造の効率化にNVIDIA Omniverseを活用しています。

設計フェーズでは、物理や建築、デザインなど様々な分野のエキスパートがリアルタイムでコラボレーションしながら3Dデザインを進めることができたり、製造フェーズでは各設備の最新の製造進捗がデジタルツインに反映され、製造計画を常に最適化することができたりします。

⑮Siemens Energy：発電施設の保守管理の効率化により大幅なコスト削減

Siemens Energyは、発電施設の保守管理の効率化にNVIDIA Omniverseを活用しています。デジタルツインを活用し、設備の腐食を正確に予測することで、検査回数を減らしながら安全に運用することができ、大幅なコストと工数の削減に成功しています。

⑯日立製作所：デジタルツインによる業務プロセス改善

日立製作所の開発した「都市・建物向け XRトータルソリューション」は地図や建物・設備のBIM、点群データなどを活用し、仮想空間に、現実世界の空間情報とひもづいたデジタルツインを構築することが可能です。また、デジタルツインに架空のオブジェクトをXR技術で可視化し、複数ユーザー間の共有やユーザーごとの表示制御ができます。オブジェクトは、ユーザーが簡単な操作で配置や移動、削除、サイズ変更を行うことが可能です。デジタルツインの活用によって、業務プロセスの改善や現場の可視化を実現し、製造業のDXを推進しています。

⑰東急建設：BIMを使った仮設計画ツールの運用

東急建設株式会社は、BIMを使った仮設計画ツールの運用を開始しました。BIMとは、建物を実際に建設する前に、現実と同じ建物の立体モデルをコンピューター上で作成することです。同社は、設計施工案件において基本設計モデルに本ツールを活用し、「初期施工計画モデル」を作成しました。その後、新たな情報を付加しながら共通データ環境下で運用を続け、施工段階における「実施施工計画モデル」に進化させることができます。さらに、作業所・社内各部署・専門工事会社などが共通データ環境下で相互に連携できるため、現実の施工と同じような状態を作り出すことができ、仮設計画におけるデジタルツインによる施工計画業務の効率化が可能となりました。

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