さらなる自動化を実現するデジタルツイン：デジタル マニュファクチャリングの最前線

デジタルツインの進化

デジタルツインは、物理的なシステムやプロセスの仮想レプリカとして、設備の状態やパフォーマンス、その他の主要指標をリアルタイムで可視化します。また、単一の機械から生産ライン、さらには工場全体までを網羅したデジタルツイン構築が可能で、センサーからのライブデータが常に更新されるため、企業は運用状況をリアルタイムで監視・分析し、改善点を特定できます。

デジタルツインの最大の魅力は、資本的支出（CAPEX）や運営費用（OPEX）の大幅な削減効果にあります。レイアウトのシナリオプランニング策定や非効率な運用、ボトルネックを特定など、業務の効率化を実現しながら不要コストを削減します。

しかし、実現にはいくつかの課題があげられます。まず、デジタルシステムの導入や維持には、莫大な初期コストがかかります。特に、俊敏なサプライチェーンを持つ小規模メーカーにとっては大きな負担となります。高度な技術を運用・管理できる人材不足も深刻な課題です。デジタルテクノロジーは既存の業務プロセスやワークフローに大きな変革をもたらすため、従業員がその変化に適応できず、結果として企業全体への導入が遅れるケースも少なくありません。

また、サイロ化したデジタルツインは、データの断片化を引き起こし、工場のライフサイクル全体における一貫した意思決定を困難にします。連携されていないデジタルツイン環境では、チーム間のコミュニケーションが滞り、問題解決やイノベーションの推進にも支障をきたします。最後に、AIや生成AIを含むデータ活用において、サイバーセキュリティやデータプライバシーへの懸念にも対応する必要があります。責任ある技術活用のためには、セキュリティ体制の強化と、プライバシー保護に向けた取り組みが必要不可欠です。

NVIDIAと切り拓く産業デジタル化とフィジカルAIの新境地

アクセンチュアとNVIDIAは、製造業が直面する多くの課題の解決にむけて、強力なプラットフォームと独自の優位性を実現するソリューションを発表しました。中核となるNVIDIA Omniverseではデジタルツインの操作や連携するためのツールやアプリ開発が可能です。デジタルツインを活用することで、物理的な生産ラインや倉庫業務をリアルタイム、かつ精密にシミュレーションし、設備やプロセスの条件、人の動きや相互作用などを正確に捉えた行動モデルを構築します。デジタルツインは「物理空間におけるデジタルの頭脳」として機能しています。

アクセンチュアとNVIDIAによるソリューションは、業界ごとに特化したアプローチが特徴です。両社の技術力と製造業の専門知識を組み合わせることで、運用効率を大きく向上できます。さらに、アクセンチュアの豊富な業界知見と、NVIDIAの高度な可視化技術を組み合わせ、包括的な分析とパフォーマンス改善のためのインサイトを提供しています。アクセンチュアはソリューション導入プロセスをサポートし、導入による混乱を最小限にします。最先端のエンジニアリングと深い業界知識が、効率的なプロセスと確実な成果を実現しています。

Physical AI Orchestratorは、アクセンチュアがNVIDIA Omniverse上に構築した革新的なソリューションであり、製造工場やそのコンポーネントの設計・エンジニアリング・組立・試運転までの変革を目的としています。クラウドベースのソリューションPhysical AI Orchestratorは、NVIDIA Omniverseと生成AI（アクセンチュアのAI Refineryを含む）を組み合わせ、デジタルツインによる 工場シミュレーションを構築することで、生産設備構築、テストのスピード短縮、設備投資（CAPEX）のコスト最適化、プロジェクトリスクの低減を実現し、新設のグリーンフィールド、既設のブラウンフィールドプロジェクトにも対応しています。

さらに、運用コスト（OPEX）に焦点を当て、継続的な改善を柔軟に進めます。長期的なコミットメントを伴う設備投資（CAPEX）プロジェクトとは異なり、OPEXの改善は、リアルタイムのインサイトやフィードバックに基づいた迅速な対応、微調整が可能です。この俊敏性により、企業は市場の変化に素早く対応し、新しい技術を取り入れ、長期的な投資制約を受けることなく、業務プロセスの改善が見込めます。

実例として、センサーやIoTデバイスによるリアルタイムな監視で、製造現場の動きが「デジタルの鏡」＝「ツイン」として映し出されます。エンジニアは遠隔地からボトルネックを発見し、生産フローを最適化できます。

事例：KIONとともに進めるオペレーション革新

KION GROUP AGは、アクセンチュアとNVIDIAと協業し、AIとデジタルツインを活用しながら、サプライチェーンと倉庫業務を刷新しています。本プロジェクトでは、NVIDIA Omniverse Blueprint「Mega」を使用して産業環境のデジタルツインを開発し、レイアウト計画やロボットの動き、作業員管理などの運用シナリオのシミュレーションと最適化を可能にしています。

デジタルツインが、自律型倉庫ロボットの操作を仮想環境でシミュレーションし、需要や在庫の変化に応じて検証、調整することで、運用の柔軟性を高めます。物理的に正確なシミュレーションで様々な構成をテストし、最も効率的な戦略を特定しながら実際の施設に導入することで、スループットや作業完了時間などのパフォーマンス指標が向上しています。

AIとデジタルツインの活用により、より自律化、効率化された倉庫業務につながり、人手による介入の必要性を減らし、業務変更の迅速な対応が可能になります。このアプローチは倉庫管理を合理化し、業務の中断を最小限にし、全体的な効率を向上させ、製造現場におけるオペレーショナル・エクセレンスの原則を実践的に示しています。

事例：Schaefflerのスマート工場におけるオペレーショナル・エクセレンスの加速

アクセンチュアは、Schaeffler AGと協業し、Physical AIとロボティクスを活用した産業オートメーションを再構築しています。AIを活用したシミュレーションがSchaefflerの工場や配送センターにもたらすメリットを3つの観点で示すPoCを構築しました。（Proof of Concept、概念実証）

• 理想的な施設計画：デジタルツインが、レイアウトや自動化レベルを最適化し、立ち上げ期間を短縮
  
  
• Physical AIと汎用ヒューマノイドロボットの導入：NVIDIA Omniverse Blueprint Megaを活用し、工場・倉庫のデジタルツインでロボット群（汎用ヒューマノイドロボット含む）のテストを実施
  
  
• ロボットオペレーションの最適化：アクセンチュアとMicrosoftの合弁会社Avanadeが、Omniverseのシミュレーションデータを活用し、倉庫や工場内ロボットの物理的パフォーマンスを最適化。混雑回避などの様々なシナリオデータはMicrosoft Fabric（AI搭載データプラットフォーム）に集約され、現場管理者や作業者は稼働率、利用率、総合設備効率などの指標を比較し、潜在的な問題を早期に発見し対処できます。
   

デジタルツインが製造業の景色を変える可能性は非常に大きく、企業はその成果を実感し始めています。Physical AI Orchestratorは、効率的な設計・シミュレーションにより設備投資や運用コストを削減し、詳細なリスク評価と協働による問題解決でプロジェクトの成功をご支援します。

デジタル化の潮流に取り残されないよう、AIと先進的な可視化技術を活用し、製造プロセスの可能性を広げ、イノベーションを加速させましょう。