予知保全のためのデジタルツイン

第2章

なぜデジタルツインを使用するか?

デジタルツインは、異常検出、設備管理、フリート管理など、さまざまなアプリケーションで使用されます。

これらの一般的なアプリケーションは、デジタルツインの意図的な使用を推進します。以下に示すようなスマート接続システムでは、アプリケーションが必要とする応答時間に応じて、スマート設備、エッジ、またはIT/OT層でデジタルツインを実行できます。

たとえば、予知保全ではリアルタイムまたは瞬時な意思決定を行う必要があります。異なるアプリケーションに対して複数のデジタルツインを実装する場合、それぞれを違った方法でシステムトポロジーに展開します。

保全スケジュールを最適化するには、残存耐用時間(RUL)を使用します。

現在の操作を最適化するには、シミュレーションを使用して将来の「what-if」シナリオを作成します。

デジタルツインの重要な特徴は、実際の設備の履歴を捉えている点です。現在の設備の状態を表すためにデジタルツインモデルは定期的に更新されます。これらの過去の状態は時間が経つにつれて設備の使用履歴を蓄積することにつながります。

設備の使用履歴として取得するデータは、デジタルツインの使用用途と対象の設備が何を捉えているかに応じて異なってきます。

たとえば、ポンプの故障分類にデジタルツインを利用する場合、記録されるものは、正常・異常それぞれのポンプの運用データです。

将来的には、1台のポンプの運用データと他のポンプのデジタルツイン履歴を比較することで、それらが同様の障害の下でどのように振る舞ったか理解することが可能となり、フリートの効率に及ぼす影響を把握することができます。

デジタルツインを使用してフリート全体を監視する機能は、運用上の計画とメンテナンス戦略の改善という点でも、さらなる利点をもたらします。

1つのポンプがもうすぐ故障してしまう状況を想像してみてください。デジタルツインを使用することで、これがフリート全体の効率にどのような影響を与えるか、またそのコストを評価することができます。

たとえば、この分析に基づいて、次のようなことが実行可能です：

デジタルツインは、設備の履歴を理解する点において役立つだけでなく、将来の計画を立てる際にも有効です。デジタルツインを使用して、何百もの将来のシナリオをシミュレーションして、天候、フリートの規模、または異なる稼働条件などの要因がパフォーマンスに与える影響を確認することができます。

このアプローチは、予想される故障を事前にメンテナンススタッフに知らせることで、設備の管理と運用の最適化に役立ち、将来の修理や交換の計画を立てることができます。