マジックミラーとインダストリー4.0の出会い

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1960 年代に初めて開発されたデジタル ツインの概念は、今日では本格的な推進力を獲得しており、一部の業界分野では革命として歓迎されています。 しかし、デジタルツインはどのように機能するのでしょうか?そして、タレスではデジタルツインをどのように活用しているのでしょうか?

定義から始めましょう。 デジタル ツインは、物理的なエンティティ、オブジェクト、プロセス、さらにはシステム全体を仮想的に表現したもので、データの視覚化、分析、操作を通じて洞察を提供し、意思決定を支援するために使用できます。

シミュレーション システムとは異なり、デジタル ツインにはデータ フィードを介して接続された物理的な対応物があり、特性を共有します。 最大の価値を得るために、デジタルツインはシステムのライフサイクルのあらゆる段階でデータと情報を活用して再利用することができ、あらゆる段階で貴重な洞察、コスト削減、品質向上、リスク回避を実現します。

当初はジェット エンジンなどの単一の製品を表す小規模な範囲でしたが、現在では、デジタル ツインは航空機、建物、生産ラインなどの完全で複雑なシステム、さらには以下で説明するように地球全体をモデル化できるようになりました。

この概念は、1960 年代にアメリカの宇宙計画のために NASA によって最初に開発され、その最大の成果として長く残ることになるのは、1970 年のアポロ 13 号ミッションの乗組員の救出です。

NASA のエンジニアはシミュレーターを使用して、宇宙モジュールのすべての主要コンポーネントの動作を再現しました。 これらのシミュレーターはコンピューターのネットワークによって制御され、宇宙船からのライブデータと同期することができました。 そして、地上と宇宙のチームが協力して問題を特定し、ミッションを救うことができたのは、これらの接続されたデジタル複製のおかげでした。 彼らはデジタル ツインを 1 つだけ使用したのではなく、デジタル ツインのネットワークを使用し、それぞれが独立したシミュレーション システムでモデル化され、他のすべてと対話できるため、彼らの成果はさらに注目に値しました。

現在、このテクノロジーは、接続性、データ処理、人工知能の進歩によって新たな高みに引き上げられています。

業界への影響は明らかです。 物理的な製品を作成して一連のテストを行う代わりに、そのデジタルツインを使用してパフォーマンスを分析および改善し、問題や障害を予測することができます。 それに加えて、他の場所にいる人もホログラフィック ヘッドセットを使用して製品を手に取り、それがどのように機能するかを確認できます。 そして、単一の製品に当てはまることは、システム、ネットワーク、工場、さらにはサプライ チェーン全体にも当てはまります。

デジタルツインが提供するもの産業の多くの分野における膨大な潜在的メリット：エネルギー、交通、スマートシティプロジェクトのための都市計画、自動車工学、ヘルスケア（仮想患者での治療のテスト、複雑な手順のシミュレーション、または補綴物の品質の向上）。

現在、タレスはこのテクノロジーの可能性を最大限に活用し、その限界を押し戻す最前線に立っています。 同社のエンジニアリング チームは、デジタル ツインの思想的リーダーであり、長年にわたってデジタル ツインのコンセプトを徐々に改善してきました。 タレスのデジタルツインの結合忠実度の高い合成環境強力なモデルベースのシステム エンジニアリング、データ サイエンス、機械学習機能を備えており、ますます多くの製品を市場に提供しています。 現在、当グループはビジネスのあらゆる分野でデジタルツインの使用を増やしています。 以下にいくつかの例を示します。

エンジニアリング チームの効率を高めるために、Multiphysics DigitalTwin プロジェクトは仮想プロトタイピングを使用して、物理プロトタイプが実際に構築される前に、初期設計から機能検証に至る開発プロセスのあらゆる段階でハードウェア サブアセンブリを最適化しています。

「デジタル ツインにより、開発と統合のフェーズが短縮され、完全なシステムのモデル化と統合が容易になります」と、セキュア通信および情報システム部門の最高執行責任者である Christophe Dumas 氏は述べています。 「これが、私たちが MELISSA の開発に取り組んでいる方法です。たとえば、タレスがフランスの軍用給油機に提供している安全な衛星通信ソリューションです。」

したがって、デジタルツインには、軍事システムだけでなく、航空交通管制や無人交通管理などの民間システムのユーザーを訓練する上でも大きな可能性があることは明らかです。 タレスはデジタルツインを使用してベトロニクス（車両電子機器）スコーピオンプログラム。

訓練を超えて、タレスは英国防衛省と協力して試験および評価活動のデジタル変革をサポートし、試験範囲のデジタルツインの概念を開発しています。試験と評価の今後のプログラム 。 テスト範囲のデジタルツインを開発すると、テストと評価 (T&E) 活動の大部分をデジタル領域で実行できるようになり、より迅速で費用対効果が高く、安全で確実なテストのメリットが得られ、受け入れのための T&E を超えて機能のための T&E に移行します。

イギリスのフューチャーフライトチャレンジ1これは、実際の機能と合成機能を組み合わせて複雑な問題を解決する方法を示すもう 1 つの例です。 Airspace of the Future コンソーシアムの一環として、タレスは、National Beyond Visual Line of Sight Experimentation Corridor のデジタル ツインの開発を支援しています。 このプロジェクトは、さまざまな種類の商用ドローンやエアモビリティ車両のために安全で独立した通路を構築することを目的としています。

デジタル ツイン プロジェクトの最も素晴らしい例は間違いなくデスティネーション・アース 、地球のデジタルツインを作成するために欧州連合によって立ち上げられた野心的な取り組み。 このアバターは、地球上の自然活動と人間の活動の影響を監視し、極端な現象を予測し、世界が気候関連の課題に取り組む中で公共政策の決定に情報を提供するために使用されます。

タレス・アレニア・スペースは、コンソーシアムのリーダーであるセルコと協力して、欧州宇宙機関向けにプロジェクトの主要コンポーネントであるDestinEサービス・プラットフォームを実装しています。

DestinE は、地球システムの革新的なモデルと最先端のコンピューティング機能、衛星データ、機械学習技術を組み合わせることで、ユーザーが次のことを可能にします。気候変動の影響を調査する地圏、生物圏、雪氷圏、水圏、大気などのさまざまな要素について検討し、これらの変化に適応したり、その影響を緩和したりするための戦略を開発します。

デスティネーション アースのデジタル ツインは、自然災害の軽減、気候変動への適応、海洋科学、生物多様性などの分野に関する人類の知識を活用して、地球の複雑なシステムを複製します。 プロジェクトの最終目標は、これらすべてのデジタル レプリカを統合して、完全な地球システムの 1 つの包括的なデジタル ツインです。

DestinE について詳しくは、Thales Alenia Space のプレス リリースをお読みください。

1英国研究イノベーション ネットワークのフューチャー フライト チャレンジ イニシアチブは、航空旅客と貨物の輸送を変革することを目的としています。 特に、ドローン、都市型エアモビリティビークル、地域輸送用のハイブリッド電気航空機のための電気および自律飛行技術に重点を置いています。 将来の航空は、地上インフラ、規制、交通管制システムを含む完全なシステムに統合される必要があります。