JP7362009B1 - デジタルツインプラットフォームシステムおよびデジタルツイン提供方法 - Google Patents

Abstract

デジタルツインプラットフォームシステム（１）は、リアル空間（２）と、バーチャル空間（３）と、リアル空間に存在する資産をバーチャル空間内で再現するデジタルツインを利用者に提供するプラットフォーム（４）と、を含み、プラットフォームは、リアル空間に存在する資産に関するデータを収集するデータ入出力部（４１）と、デジタルツインを実現するデジタルツインプログラムを管理するプログラム管理部（４４）と、データ入出力部が収集したデータを用いてデジタルツインプログラムを実行し、１つ以上の利用者のそれぞれに対応する１つ以上のデジタルツインを実現するデジタルツイン実行部（４５）と、データ入出力部が収集したデータ、デジタルツイン実行部が実現するデジタルツイン、およびデジタルツインプログラムの実行結果のそれぞれを利用可能な参加者の情報を、利用許諾を設定可能な単位ごとに個別に管理する参加者管理部（４６）と、を備える。

Description

本開示は、複数のデジタルツインを複数のユーザで使用可能にするデジタルツインプラットフォームシステムおよびデジタルツイン提供方法に関する。

近年、ＦＡ（Factory Automation）分野にデジタルツインの導入が検討されている。デジタルツインは、現実に存在する空間領域であるリアル空間においてデータを収集し、収集したデータを活用してリアル空間と同じ空間をデジタル空間上で再現することをいう。

例えば、特許文献１では、熟練工である匠のノウハウをデータとして収集し、収集したデータを用いて、匠の技能を仮想空間上で再現するデジタルツインを構築する技術が開示されている。

特許第６９２６２２４号公報

従来のデジタルツインは、デジタルツインを有する同一ユーザ内での使用に留まっており、例えば、あるユーザが有するデジタルツインでのシミュレーション結果を、関連する他社と共有することが出来なかった。例えば、設備メーカと、設備のユーザとが、１つのデジタルツインで実施したシミュレーションの結果を共有し、設備で発生した不具合の解消に利用することができなった。すなわち、デジタルツインを共有可能とするプラットフォームが存在しなかった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、複数のユーザによる同一デジタルツインの使用を実現するデジタルツインプラットフォームシステムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかるデジタルツインプラットフォームシステムは、現実に存在する空間領域であるリアル空間と、仮想的な空間領域であるバーチャル空間と、リアル空間に存在する資産をバーチャル空間内で再現するデジタルツインを利用者に提供するプラットフォームと、を含む。プラットフォームは、リアル空間に存在する資産に関するデータを収集するデータ入出力部と、データ入出力部が収集したデータに基づいてデジタルツインを実現するデジタルツインプログラムを管理するプログラム管理部と、データ入出力部が収集したデータを用いてデジタルツインプログラムを実行し、１つ以上の利用者のそれぞれに対応する１つ以上のデジタルツインを実現するデジタルツイン実行部と、データ入出力部が収集したデータ、デジタルツイン実行部が実現するデジタルツイン、およびデジタルツインプログラムの実行結果のそれぞれを利用可能な参加者の情報を、利用許諾を設定可能な単位ごとに個別に管理する参加者管理部と、を備える。デジタルツイン実行部は、利用可能な参加者が複数存在するデジタルツインを更新する場合、更新するデジタルツインを利用可能な参加者のそれぞれが利用可能な他のデジタルツインの更新を併せて実施し、同じ利用者が参加者に設定されている複数のデジタルツインを連携させる。

本開示にかかるデジタルツインプラットフォームシステムは、複数のユーザによる同一デジタルツインの使用を実現できる、という効果を奏する。

実施の形態にかかるデジタルツインプラットフォームシステムに相当するデジタルツインシステムの構成例を示す図 デジタルツインシステムを実現するプラットフォームの配置例を示す図 デジタルツインシステムにおけるシミュレーションの実施位置の一例を示す図 デジタルツインシステムを実現するプラットフォームの構成例を示す図 デジタルツインシステムを実現するプラットフォームの記憶部がデータを記憶する方法を概念的に示す図 デジタルツインシステムを実現するプラットフォームの記憶部によるデータの記憶方法の一例を示す図 デジタルツインシステムを実現するプラットフォームの記憶部が記憶する、サプライヤと紐づけられたデータ群の一例を示す図 デジタルツインシステムを実現するプラットフォームの記憶部が記憶する、共通サービスに含まれるデータ群の一例を示す図 デジタルツインシステムに含まれるバーチャル空間の第１の例を示す図 デジタルツインシステムに含まれるバーチャル空間の第２の例を示す図 デジタルツインシステムに含まれるバーチャル空間の第３の例を示す図 デジタルツインシステムを実現するプラットフォームのハードウェア構成の一例を示す図

以下に、本開示の実施の形態にかかるデジタルツインプラットフォームシステムおよびデジタルツイン提供方法を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態．
図１は、実施の形態にかかるデジタルツインプラットフォームシステムに相当するデジタルツインシステム１の構成例を示す図である。

図１に示すように、デジタルツインシステム１は、現実に存在する空間領域であるリアル空間２に存在する製造ラインや設備などの有体物である資産を、仮想的な空間領域であるバーチャル空間３内で電子的な資産として実現し、いわゆるデジタルツインを実現するシステムである。このデジタルツインシステム１は、リアル空間２をプラットフォーム４に接続して構成される。具体的には、プラットフォーム４がリアル空間２に存在する資産に関するデータをリアル空間２から収集し、収集したデータに基づいて、リアル空間２に存在する資産をバーチャル空間３において再現する。なお、バーチャル空間はメタバースとも称される。図１では、バーチャル空間３がプラットフォーム４の外部に独立して存在するように見える記載としているが、実際には、プラットフォーム４上にバーチャル空間３が構築される。また、プラットフォーム４は、通信ネットワークなどを介してリアル空間２と接続される。

本実施の形態において、デジタルツインとは、プラットフォーム４がリアル空間２からデータを収集し、収集したデータを元に、データ収集元の資産をバーチャル空間３内で再現すること、すなわち、バーチャル空間３でリアル空間２を再現することをいう。また、バーチャル空間３でリアル空間２を再現することをシミュレーションという。

プラットフォーム４は、リアル空間２に存在する資産の状態とバーチャル空間３で再現している資産の状態とを連携させる。すなわち、プラットフォーム４は、リアル空間２からのデータ収集を継続して行うとともに、収集したデータに基づいてバーチャル空間３で再現している資産の状態を適宜更新する。

本実施の形態において、リアル空間２には、例えば、甲社工場２Ａおよび乙社工場２Ｂと、これらの工場で稼働する装置等を提供するサプライヤ２Ｃ（丙社）とが存在する。甲社工場２Ａは、Ａ製造ライン（図１では「Ａライン」と記載、以下同様）、Ｂ製造ライン、Ｃ製造ラインを有しており、これらの製造ラインは、デジタルツインの対象ラインである。Ｂ製造ラインは、サプライヤ２Ｃが提供する装置Ａを有している。乙社工場２Ｂは、甲社工場２Ａと同様に、Ｄ製造ライン、Ｅ製造ライン、Ｆ製造ラインを有している。Ｄ製造ラインは、サプライヤ２Ｃが提供する装置Ａを有している。サプライヤ２Ｃは、装置Ａ、製造ラインを適切に稼働するノウハウ、ツール（例えば、装置Ａを制御する制御プログラム、装置Ａの機能を追加するための機能追加プログラム、など）を提供する。なお、サプライヤ２Ｃは、リアル空間２で人が介在してノウハウやツールを甲社工場２Ａや乙社工場２Ｂに提供してもよく、後述のバーチャル空間３を介して甲社工場２Ａや乙社工場２Ｂにノウハウやツールを提供してもよい。

バーチャル空間３には、電子的な資産として、リアル空間２に存在する甲社工場２Ａ、乙社工場２Ｂおよびサプライヤ２Ｃの対となる甲社工場３Ａ、乙社工場３Ｂおよびサプライヤ３Ｃが設けられている。また、バーチャル空間３の甲社工場３Ａは、リアル空間２の甲社工場２Ａの各製造ラインの対となるＡ製造ライン、Ｂ製造ラインおよびＣ製造ラインを有し、バーチャル空間３の乙社工場３Ｂは、リアル空間２の乙社工場２Ｂの各製造ラインの対となるＤ製造ライン、Ｅ製造ラインおよびＦ製造ラインを有し、バーチャル空間３のサプライヤ３Ｃは、リアル空間２のサプライヤ２Ｃが有する資産の対となる装置Ａ、ノウハウ、ツールなどを有する。また、バーチャル空間３には、例えば、デジタルツインシステム１の運営者が提供する共通サービス３Ｄとして、ユースケース、製造ラインを効果的に運営する為のノウハウ、工場の製造ラインをシミュレーションする為のデータが設けられている。

デジタルツインシステム１は、プラットフォーム４上にバーチャル空間３が設けられているが、このプラットフォーム４は、図２に示すように、クラウド４０上に設けられている。クラウド４０は、リアル空間２の工場およびサプライヤとネットワークを介して接続し、リアル空間２から得たデータをバーチャル空間３の工場やサプライヤに提供すると共に、バーチャル空間３から得たデータをリアル空間２の工場やサプライヤに提供するようになされている。なお、図２は、デジタルツインシステム１を実現するプラットフォーム４の配置例を示す図である。

例えば、デジタルツインシステム１において、プラットフォーム４は、リアル空間２の甲社工場２ＡにおけるＡ製造ラインの設備からデータを収集し、このデータを用いて、バーチャル空間３の甲社工場３ＡでＡ製造ラインをシミュレーションする。甲社工場と同様に、乙社工場およびサプライヤもデジタルツインを利用できるようになされている。

ここで、本実施の形態にかかるデジタルツインシステム１では、甲社工場および乙社工場は、互いのバーチャル空間３の利用に同意した場合、甲社工場と乙社工場とが、互いに、甲社工場と乙社工場とのバーチャル空間３、すなわち互いのデジタルツインを利用できる。このとき、甲社工場は、プラットフォーム４が収集した甲社工場および乙社工場のデータを利用することができる。これによって、甲社工場は、甲社工場および乙社工場を含めて、所望の視点でシミュレーションすることができる。例えば、甲社工場と乙社工場とがサプライチェーンで連なっている場合、甲社工場は、甲社工場の視点で、甲社工場と乙社工場との生産の流れをシミュレーションできる。また、甲社工場は、同様に、サプライヤのバーチャル空間３や、共通サービス３Ｄを利用することができる。

一方、サプライヤである丙社は、甲社工場および乙社工場のバーチャル空間３での機能を向上する為のサービスを提供する。例えば、丙社が甲社工場に対し、装置Ａのモデルを提供することで、甲社工場は、装置Ａのモデルを用いて、装置Ａが設けられた製造ラインＢのシミュレーションを実施することができる。また、丙社が甲社工場に対し、製造ラインを効率的に運用する為のノウハウを提供することで、甲社工場は、製造ラインを効率的に運用する為の運用方法をシミュレーションで確認することができる。また、丙社が甲社工場に対し、装置Ａを制御する為の制御プログラムおよび装置Ａの機能を向上する為の機能追加プログラムを提供することで、甲社工場は、機能向上後の装置Ａをシミュレーションすることができる。

また、共通サービス３Ｄでは、ユースケース、ノウハウ、共通利用可能なデータなどを提供する。ここで、ユースケースとは、シミュレーションモデル、シミュレーション結果などであり、ノウハウとは、熟練工の知見などである。例えば、共通サービス３Ｄが甲社工場に対し、ユースケースとしてシミュレーションモデルやシミュレーション結果を提供することで、甲社工場は、製造ラインのシミュレーション環境を早期に立ち上げることができる。また、共通サービス３Ｄが甲社工場に対し、装置Ａを使用する熟練工の知見をノウハウとして提供することで、甲社工場は、装置Ａの調整を効果的にすることができる。また、共通サービス３Ｄが甲社工場に対し、共通利用可能なデータを提供することで、甲社工場は、立ち上げた製造ラインのシミュレーション環境において、提供されたデータを用いてシミュレーションを実施できる。

すなわち、デジタルツインシステム１において、各々デジタルツインを有する甲社工場、乙社工場およびサプライヤは、他の許可を得た後、他が保有するデジタルツインに相乗りして利用することができる。また、デジタルツインシステム１は、プラットフォーム４上に複数のデジタルツインが搭載され、これらデジタルツインのうち、許可を得ているシステム同士が連携して動作するようになされている。また、バーチャル空間３でのシミュレーション結果が、リアル空間２に反映するようになされている。なお、リアル空間２への反映は、各々が保有するデジタルツイン内での反映のみならず、各々が保有するデジタルツインが連動する場合、連動するデジタルツイン間において、リアル空間２に反映される。

デジタルツインシステム１において、バーチャル空間３は、図２に示すようにクラウド４０上でシミュレーションが実施されて存在する場合と、図３に示すように各社工場に設置されたデジタルツイン用のシミュレーション装置２０Ａ，２０Ｂおよびクラウド４０上でシミュレーションが実施されて存在する場合とがある。なお、シミュレーション装置２０Ａは甲社工場に設置され、シミュレーション装置２０Ｂは乙社工場に設置されている。図３は、デジタルツインシステム１におけるシミュレーションの実施位置の一例を示す図である。

図３に示す構成とする場合、シミュレーション装置２０Ａ，２０Ｂで実施されたシミュレーション結果が、クラウド４０上に反映される。シミュレーション装置２０Ａおよび２０Ｂとクラウド４０とは連携しており、クラウド４０上への反映は、シミュレーション装置２０Ａおよび２０Ｂが実施したシミュレーション結果をクラウド４０上にバックアップすることで実施する。甲社工場のデジタルツインと乙社工場のデジタルツインとが連携する場合、すなわち、甲社工場と乙社工場との間で、デジタルツインの相互利用が許可されている場合、クラウド４０は、例えば、シミュレーション装置２０Ａによるシミュレーション結果がクラウド４０にバックアップされると、バックアップされたシミュレーション装置２０Ａのシミュレーション結果をシミュレーション装置２０Ｂに反映する。これにより、シミュレーション装置２０Ｂは、シミュレーション装置２０Ａによるシミュレーション結果を考慮した上で、シミュレーションを実施することができる。

ここでプラットフォーム４の構成について説明する。図４は、デジタルツインシステム１を実現するプラットフォーム４の構成例を示す図である。図４に示すように、プラットフォーム４は、データ入出力部４１、記憶部４２、データ管理部４３、プログラム管理部４４、デジタルツイン実行部４５および参加者管理部４６を備える。

データ入出力部４１は、リアル空間２に存在する既存設備等との間でデータの送受信を行う。記憶部４２は、デジタルツインで用いるデータ等を記憶する。

データ管理部４３は、データ入出力部４１がリアル空間２から収集したデータを、データの所有者およびデータ収集源と紐づけ、記憶部４２で記憶させる。データの所有者は、例えば甲社であり、データ収集源は、例えば甲社工場のＢ製造ラインの装置Ａである。記憶部４２は、例えば、図５に示すように、データの所有者である甲社、乙社および丙社のそれぞれと、データ収集源である製造ラインなどとを、受信したデータと紐づけて記憶する。図５は、デジタルツインシステム１を実現するプラットフォーム４の記憶部４２がデータを記憶する方法を概念的に示す図である。

プログラム管理部４４は、記憶部４２で記憶されているデータを用いたシミュレーションを実行してデジタルツインを実現するデジタルツインプログラムを管理する。

デジタルツイン実行部４５は、データ管理部４３が管理するデータとプログラム管理部４４が管理するデジタルツインプログラムとを用いてシミュレーションを実行することで、デジタルツインシステム１の利用者それぞれにデジタルツインを提供する。ここでの利用者とは、プラットフォーム４に接続されるリアル空間２に資産を有する企業などであり、図１に示す構成の場合は甲社、乙社および丙社が該当する。

参加者管理部４６は、プログラム管理部４４で管理されたデジタルツインプログラムをデジタルツイン実行部４５が実行することで実現されるデジタルツインを使用可能な参加者を管理する。参加者管理部４６が管理する参加者は、デジタルツインの使用に加えて、デジタルツインプログラムの実行結果、例えばシミュレーション結果、などを使用できるものとする。

ソフトウェアプラットフォームであるプラットフォーム４は、参加者管理部４６が管理する参加者の情報に基づいて、どの利用者にどのデジタルツイン等を使用させるか否かを決定する。

プラットフォーム４の各構成要素について、さらに詳しく説明する。

データ入出力部４１は、リアル空間２に存在する生産設備などである既存設備等からデータを受信すると、受信したデータをデータ管理部４３に送信する。またデータ入出力部４１は、デジタルツイン実行部４５でシミュレーションを実行した後、そのシミュレーション結果をリアル空間２の設備等に送信する。この場合、シミュレーション結果には、設備等を稼働する為のパラメータ値が含まれている。データ入出力部４１は、このパラメータ値を設備等に送信し、設備等は受信したパラメータ値に基づいて稼働することによるデジタルツインを実現し得るようになされている。

記憶部４２は、データ管理部４３、プログラム管理部４４、デジタルツイン実行部４５および参加者管理部４６において必要なデータ等を記憶する。記憶部４２は、これらのデータを、例えば図６の（Ａ）に示すように記憶することで管理する。図６は、デジタルツインシステム１を実現するプラットフォーム４の記憶部４２によるデータの記憶方法の一例を示す図である。図６の（Ａ）に示すように、記憶部４２は、例えば、甲社に関するデータとして、データ管理部４３から受信した甲社のリアル空間２から取得した設備等のデータ（図６の（Ｂ）に記載の「データ」が該当）と、このデータに関連する情報（図６の（Ｂ）に記載の「データ収集源」、「I/F情報」、「データ利用権限者（所有者）」が該当）とを合わせて、データ関連情報群として記憶する。また、記憶部４２は、プログラム管理部４４が管理する甲社のデジタルツインプログラム、および、デジタルンツインプログラムの実行結果を視覚的に表示する為の画面であるデジタルツイン画面を記憶する。また、記憶部４２は、デジタルツイン実行部４５で実行したデジタルツインプログラムの実行結果を記憶する。

また、記憶部４２は、デジタルツインプログラム、プログラム実行に必要なデータ（以下、「プログラム実行用データ」と称する場合がある）およびデジタルツインプログラムの実行結果を利用する参加者を記憶する。この参加者は、甲社に限らず、甲社がデジタルツインプログラム、プログラム実行用データおよびデジタルツインプログラム実行結果の共有利用を許諾した者（例えば、乙社、丙社）も含まれる。なお、共有利用の許諾は、デジタルツインプログラム、プログラム実行用データおよびデジタルツインプログラム実行結果の一部についてのみ行うようにしてもよい。共有利用の許諾範囲は参加者毎に異なる設定としてもよい。例えば、ある参加者にはデジタルツインプログラム実行結果のみを許諾する、などとしてもよい。このように、他社間でデジタルツインプログラム等の共有利用を可能とすることで、バーチャル空間３において、例えば、複数者による工場のそれぞれにおいて製造された製品を最終的に組み立てるシミュレーションや、他社製造ラインに自社装置を設置した際の動作のシミュレーションを行うことが可能となる。

図６の（Ｂ）は、記憶部４２に記憶されるデータ等の構成を示す。データ関連情報群は、データ収集源と、データ収集源から取得したデータと、データをデジタルツインプログラムの所定の箇所で利用する為の識別情報であるＩ／Ｆ情報と、データの所有者を示すデータ利用権限者（所有者）とからなる。このデータ利用権限者（所有者）は、他社に対してデータの許諾可否を決定する決定権が付与されている。例えば、設備ａ１では、甲社●●に、他社にデータの許諾可否を決定する決定権が付与されている。

図６の（Ａ）に記載の甲社と紐づけされた「参加者」は、データの利用が許可された他社を示す情報からなる、図６の（Ｂ）に記載の「データ利用権限者（共有者）」からなる。例えば、データ利用権限者（共有者）に“乙社、丙社”と記載されている場合、乙社、丙社に対してデータの利用権限が付与されており、“オープン”と記載されている場合は、アクセスしてきた者に対して都度データの利用権限が付与されることとなる。

データ管理部４３は、甲社と紐づけられているデータ関連情報群に対し、乙社または丙社からアクセスがあった場合、アクセス対象のデータと紐づけられているデータ利用権限者（共有者）に基づいてデータの許諾可否を確認する。許諾が確認できた場合、データ管理部４３は、アクセス元（乙社または丙社）に対し、データの提供を行う。データ管理部４３は、許諾が確認できない場合、アクセス元に対し、データの提供を行わない。

また、データ利用権限者（共有者）は、デジタルツインプログラムおよびデジタルツインプログラム実行結果とも紐づいている。プログラム管理部４４は、甲社と紐づけられているデジタルツインプログラムまたはデジタルツインプログラム実行結果に対し、乙社または丙社からアクセスがあった場合、データ利用権限者（共有者）に基づいてデジタルツインプログラムまたはデジタルツインプログラム実行結果の許諾可否を確認する。許諾が確認できた場合、プログラム管理部４４は、アクセス元（乙社または丙社）が、デジタルツインプログラムまたはデジタルツインプログラム実行結果を使用できるようにする。データ管理部４３は、許諾が確認できない場合、アクセス元に、デジタルツインプログラムまたはデジタルツインプログラム実行結果を使用させない。

なお、乙社および丙社も甲社と同様に、記憶部４２が、乙社および丙社のデータ関連情報群などを記憶し、乙社および丙社の参加者としてデータ利用権限者（共有者）が管理されている。上述の図６を用いて説明した例では、甲社のデータ利用権限者（共有者）に他社が記載されていれば、他社が甲社のデータ等を利用し得るようになされているが、他の例として、データを利用する者、データを利用される者のデータ利用権限者（共有者）に互いの名前が記載されている場合にのみ他社のデータ等を利用し得るようにしてもよい。これによって、両社で互いのデジタルツインを利用することができ、デジタルツインの実行結果を共有することが可能となる為、互いが利用できるデータの不整合によって生じるデジタルツインの精度低減を抑止することができる。

上述に加え、サプライヤである丙社と紐づけられたデータ群は、図７に示すように、ノウハウ情報の提供、ツール情報の提供をし得るようになされている。ここで、デジタルツインプログラム、デジタルツイン画面およびデジタルツインプログラム実行結果は、サプライヤが提供する装置に関するものであり、データ関連情報群は、サプライヤが提供する装置におけるシミュレーションを実施する為のサンプルデータである。そして、ノウハウ情報は、デジタルツインを効果的に実施する為の情報であり、例えば、シミュレーションのプログラム例、最適なパラメータ値などである。ツール情報は、サプライヤが提供する装置に関し、装置を制御する為の制御プログラム（例えば、バージョンアップ版の制御プログラム）、装置を機能アップする為の追加機能（例えば、モジュールソフトウェア）である。

なお、デジタルツインプログラム、デジタルツイン画面およびデジタルツインプログラム実行結果は、装置に対して追加機能が施される場合、追加機能に対応し得るように更新されており、デジタルツインにおいてバーチャル空間３とリアル空間２とでの動きに違いが生じないようになされている。

また、共通サービスは、図８に示すように、図７に示すサプライヤと紐づけられたデータ群と同様の構成でなされている。ただし、デジタルツインプログラム、デジタルツイン画面およびデジタルツインプログラム実行結果は、ユースケースとして準備されている。すなわち、共通サービスは、汎用的な装置を対象としたデジタルツインを実施し得るようになされている。ノウハウ情報およびツール情報も汎用的な装置を対象としたサービスとして設定されている。ここで、共通サービスは、プラットフォーム４に登録された者を対象としたサービスであることから、参加者は、プラットフォーム４に登録された者が記載されるようになされている。具体的には、プラットフォーム４に新たに者が登録されると、参加者管理部４６が、登録された者を共通サービスの参加者に記載するようになされている。これにより、プラットフォーム４に登録された者は、共通サービスのサービスを利用することができる。

次に、甲社視点でのバーチャル空間３の例について、図９～図１１を用いて示す。すなわち、図９～図１１に示すように、プラットフォーム４において、バーチャル空間３が構築されている。なお、図９は、デジタルツインシステム１に含まれるバーチャル空間３の第１の例を示す図、図１０は、デジタルツインシステム１に含まれるバーチャル空間３の第２の例を示す図、図１１は、デジタルツインシステム１に含まれるバーチャル空間３の第３の例を示す図である。

図９は、バーチャル空間３において、甲社が共通サービス３Ｄだけを利用できる状況を示す。すなわち、甲社は、自社内でクローズしたデジタルツインを実施しており、必要に応じてデジタルツインを提供するプラットフォーム４の共通サービス３Ｄのみを利用し得るようになされている。この場合、プラットフォーム４の記憶部４２が記憶する、甲社と紐づけられた参加者（図６参照）には、未記載または共通サービスのみが記載されることとなる。

図１０は、バーチャル空間３において、甲社が共通サービス３Ｄを利用できると共に、サプライヤ３Ｃから甲社が使用するノウハウやツールの提供を受けることができる状況を示す。すなわち、甲社は、甲社が使用する装置を提供するサプライヤである丙社のサービスを利用したデジタルツインを実施しており、必要に応じてデジタルツインを提供するプラットフォーム４の共通サービス３Ｄのみを利用し得るようになされている。この場合、プラットフォーム４の記憶部４２が記憶する、甲社と紐づけられた参加者（図６参照）には、サプライヤおよび共通サービスの一方または双方が記載されることとなる。

図１１は、バーチャル空間３において、甲社と乙社とが連携し、また、甲社および乙社は、共通サービス３Ｄを利用できると共に、サプライヤ３Ｃからノウハウやツールの提供を受けることができる状況を示す。すなわち、甲社は、図１０に示す状態に加えて、乙社とデジタルツインを共有して実施し得るようになされている。この場合、プラットフォーム４の記憶部４２が記憶する、甲社と紐づけられた参加者（図６参照）には、乙社、サプライヤおよび共通サービスのうち、少なくとも１つが記載されることとなる。

なお、図９～図１１の場合はいずれも、参加者管理部４６が、各々が利用し得るデジタルツインを管理している。

つづいて、上述したプラットフォーム４のハードウェアの一例について説明する。図１２は、デジタルツインシステム１を実現するプラットフォーム４のハードウェア構成の一例を示す図である。

プラットフォーム４は、例えば、図１２に示すプロセッサ１０１、メモリ１０２およびインタフェース回路１０３により実現することができる。

プロセッサ１０１の例は、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）ともいう）またはシステムＬＳＩ（Large Scale Integration）である。メモリ１０２の例は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリー、等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク等などである。インタフェース回路１０３は、プラットフォーム４が、通信機能を有する外部の機器との間でデータの受け渡しを行うための回路である。

プラットフォーム４のデータ入出力部４１は、インタフェース回路１０３により実現される。また、プラットフォーム４の記憶部４２は、メモリ１０２により実現させる。

プラットフォーム４のデータ管理部４３、プログラム管理部４４、デジタルツイン実行部４５および参加者管理部４６は、これらの各部として動作するためのプログラムをプロセッサ１０１が実行することにより実現される。データ管理部４３、プログラム管理部４４、デジタルツイン実行部４５および参加者管理部４６として動作するためのプログラムはメモリ１０２に予め格納されている。プロセッサ１０１は、このプログラムをメモリ１０２から読み出して実行することにより、データ管理部４３、プログラム管理部４４、デジタルツイン実行部４５および参加者管理部４６として動作する。

図１２に示すプロセッサ１０１、メモリ１０２およびインタフェース回路１０３は、電子計算機を構成するハードウェアであってもよい。すなわち、デジタルツインシステム１のプラットフォーム４は、電子計算機と、電子計算機で実行されるプログラムとで実現される形態であってもよい。複数の電子計算機が連携して動作することでデジタルツインシステム１のプラットフォーム４が実現される形態であってもよい。

以上説明したように、本実施の形態にかかるデジタルツインシステム１は、リアル空間２に存在する、デジタルツインの実現に必要なデータを出力する資産と、リアル空間２に存在する資産からデジタルツインの実現に必要なデータを収集し、収集したデータに基づいて、データ収集元とした各資産をバーチャル空間３において再現するプラットフォーム４とを含む。プラットフォーム４は、リアル空間２からデータを収集するデータ入出力部４１と、リアル空間２から収集したデータをデータ収集源と紐づけて管理するデータ管理部４３と、デジタルツインシステム１の利用者にデジタルツインを提供するデジタルツイン実行部４５と、リアル空間２から収集したデータ、利用者ごとに構築されたデジタルツインおよびデジタルツインプログラムの実行結果のそれぞれを利用可能な参加者の情報を管理する参加者管理部４６とを備える。デジタルツインシステム１は、リアル空間２から収集したデータ、利用者ごとに構築されたデジタルツイン、およびデジタルツインプログラムの実行結果を利用者に利用させるか否かを、参加者管理部４６が管理する利用者情報に基づいて決定する。

本実施の形態にかかるデジタルツインシステム１によれば、複数のユーザ（製造業者、製造業者が使用する装置のサプライヤなどのうち、予め定められた参加者）の間でデジタルツインを共有させ、異なるユーザのデジタルツイン同士を連携させることができる。また、複数のデジタルツインを介して、複数の参加者間で、ノウハウ、データ、ユースケース等を共有させることが可能となる。

なお、本実施の形態では、デジタルツインを共有するユーザが製造業者などの企業である場合について説明したが、デジタルツインを共有するユーザに個人が含まれていてもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ デジタルツインシステム、２ リアル空間、２Ａ，３Ａ 甲社工場、２Ｂ，３Ｂ 乙社工場、２Ｃ，３Ｃ サプライヤ、３ バーチャル空間、３Ｄ 共通サービス、４ プラットフォーム、４０ クラウド、４１ データ入出力部、４２ 記憶部、４３ データ管理部、４４ プログラム管理部、４５ デジタルツイン実行部、４６ 参加者管理部。

Claims (10)

1. 現実に存在する空間領域であるリアル空間と、
   仮想的な空間領域であるバーチャル空間と、
   前記リアル空間に存在する資産を前記バーチャル空間内で再現するデジタルツインを利用者に提供するプラットフォームと、
   を含み、
   前記プラットフォームは、
   前記リアル空間に存在する前記資産に関するデータを収集するデータ入出力部と、
   前記データ入出力部が収集した前記データに基づいて前記デジタルツインを実現するデジタルツインプログラムを管理するプログラム管理部と、
   前記データ入出力部が収集した前記データを用いて前記デジタルツインプログラムを実行し、１つ以上の利用者のそれぞれに対応する１つ以上の前記デジタルツインを実現するデジタルツイン実行部と、
   前記データ入出力部が収集した前記データ、前記デジタルツイン実行部が実現する前記デジタルツイン、および前記デジタルツインプログラムの実行結果のそれぞれを利用可能な参加者の情報を、利用許諾を設定可能な単位ごとに個別に管理する参加者管理部と、
   を備え、
   前記デジタルツイン実行部は、利用可能な前記参加者が複数存在する前記デジタルツインを更新する場合、更新する前記デジタルツインを利用可能な前記参加者のそれぞれが利用可能な他の前記デジタルツインの更新を併せて実施し、同じ前記利用者が前記参加者に設定されている複数の前記デジタルツインを連携させる、
   ことを特徴とするデジタルツインプラットフォームシステム。
2. 前記デジタルツイン実行部が前記バーチャル空間で再現している前記資産のシミュレーションを実施した場合、実施した前記シミュレーションの結果に基づいて前記リアル空間に存在する前記資産を更新する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のデジタルツインプラットフォームシステム。
3. 前記デジタルツイン実行部は、前記リアル空間に存在する前記資産に含まれる設備のシミュレーションを前記バーチャル空間で実行して前記設備の稼働パラメータ値を求め、求めた前記稼働パラメータ値を前記リアル空間に存在する前記設備に適用する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のデジタルツインプラットフォームシステム。
4. 前記利用者は工場を有する事業者または前記工場で稼働する装置を提供するサプライヤであり、前記バーチャル空間で再現された前記事業者の資産の機能向上のためのサービスを前記サプライヤが前記事業者に提供可能に構成される、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のデジタルツインプラットフォームシステム。
5. 前記サービスはシミュレーションモデルおよびシミュレーション結果を含む、
   ことを特徴とする請求項４に記載のデジタルツインプラットフォームシステム。
6. 現実に存在する空間領域であるリアル空間と、
   仮想的な空間領域であるバーチャル空間と、
   前記リアル空間に存在する資産を前記バーチャル空間内で再現するデジタルツインを利用者に提供するプラットフォームと、
   を含み、
   前記プラットフォームは、
   前記リアル空間に存在する前記資産に関するデータを収集するデータ入出力部と、
   前記データ入出力部が収集した前記データに基づいて前記デジタルツインを実現するデジタルツインプログラムを管理するプログラム管理部と、
   前記データ入出力部が収集した前記データを用いて前記デジタルツインプログラムを実行し、１つ以上の利用者のそれぞれに対応する１つ以上の前記デジタルツインを実現するデジタルツイン実行部と、
   前記データ入出力部が収集した前記データ、前記デジタルツイン実行部が実現する前記デジタルツイン、および前記デジタルツインプログラムの実行結果のそれぞれを利用可能な参加者の情報を、利用許諾を設定可能な単位ごとに個別に管理する参加者管理部と、
   を備え、
   すべての前記利用者が利用可能な共通サービスをデジタルツインプラットフォームシステムの運営者が前記利用者に提供可能に構成される、
   ことを特徴とするデジタルツインプラットフォームシステム。
7. 現実に存在する空間領域であるリアル空間と、
   仮想的な空間領域であるバーチャル空間と、
   前記リアル空間に存在する資産を前記バーチャル空間内で再現するデジタルツインを利用者に提供するプラットフォームと、
   を含み、
   前記プラットフォームは、
   前記リアル空間に存在する前記資産に関するデータを収集するデータ入出力部と、
   前記データ入出力部が収集した前記データに基づいて前記デジタルツインを実現するデジタルツインプログラムを管理するプログラム管理部と、
   前記データ入出力部が収集した前記データを用いて前記デジタルツインプログラムを実行し、１つ以上の利用者のそれぞれに対応する１つ以上の前記デジタルツインを実現するデジタルツイン実行部と、
   前記データ入出力部が収集した前記データ、前記デジタルツイン実行部が実現する前記デジタルツイン、および前記デジタルツインプログラムの実行結果のそれぞれを利用可能な参加者の情報を、利用許諾を設定可能な単位ごとに個別に管理する参加者管理部と、
   を備え、
   前記バーチャル空間で再現された前記資産の相互利用が許可されている複数の前記利用者が連携して前記デジタルツインを実施可能に構成される、
   ことを特徴とするデジタルツインプラットフォームシステム。
8. 現実に存在する空間領域であるリアル空間と、
   仮想的な空間領域であるバーチャル空間と、
   前記リアル空間に存在する資産を前記バーチャル空間内で再現するデジタルツインを利用者に提供するプラットフォームと、
   を含むデジタルツインシステムが実行するデジタルツイン提供方法であって、
   前記プラットフォームのデータ入出力部が、前記リアル空間に存在する前記資産に関するデータを収集する第１ステップと、
   前記プラットフォームのプログラム管理部が、前記データ入出力部により収集された前記データに基づいて前記デジタルツインを実現するデジタルツインプログラムを管理する第２ステップと、
   前記プラットフォームのデジタルツイン実行部が、前記データ入出力部により収集された前記データを用いて前記デジタルツインプログラムを実行し、１つ以上の利用者のそれぞれに対応する１つ以上の前記デジタルツインを実現する第３ステップと、
   前記プラットフォームの参加者管理部が、前記データ入出力部により収集された前記データ、前記デジタルツイン実行部により実現される前記デジタルツイン、および前記デジタルツインプログラムの実行結果のそれぞれを利用可能な参加者の情報を、利用許諾を設定可能な単位ごとに個別に管理する第４ステップと、
   を含み、
   前記デジタルツイン実行部は、利用可能な前記参加者が複数存在する前記デジタルツインを更新する場合、更新する前記デジタルツインを利用可能な前記参加者のそれぞれが利用可能な他の前記デジタルツインの更新を併せて実施し、同じ前記利用者が前記参加者に設定されている複数の前記デジタルツインを連携させる、
   ことを特徴とするデジタルツイン提供方法。
9. 前記デジタルツイン実行部が前記バーチャル空間で再現している前記資産のシミュレーションを実施した場合、実施した前記シミュレーションの結果に基づいて前記リアル空間に存在する前記資産を更新する、
   ことを特徴とする請求項８に記載のデジタルツイン提供方法。
10. 前記デジタルツイン実行部は、前記リアル空間に存在する前記資産に含まれる設備のシミュレーションを前記バーチャル空間で実行して前記設備の稼働パラメータ値を求め、求めた前記稼働パラメータ値を前記リアル空間に存在する前記設備に適用する、
    ことを特徴とする請求項９に記載のデジタルツイン提供方法。

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