「デジタルツイン」という言葉は、製造業や建設分野、都市計画など、さまざまな場面で使われるようになっていますが、その意味や考え方が十分に整理されないまま使われていることも少なくありません。
3Dモデルやシミュレーション、メタバースといった似た概念と並べて語られることが多く、「結局デジタルツインとは何なのか」「何ができて、何が違うのか」が分かりにくいと感じる人も多いのではないでしょうか。
また、活用事例や可能性といった前向きな側面が強調される一方で、どのような前提が必要なのか、どんな点に注意すべきなのかといった基本的な視点が十分に説明されていないこともあり、理解が断片的になりがちです。
デジタルツインを正しく理解するためには、個別の技術や派手な表現に注目するのではなく、「現実の世界とどのように関わり、何のために使われる仕組みなのか」という全体像を押さえることが重要です。
この記事でわかること
本記事では、デジタルツインについて、専門的な知識がなくても理解できるよう、考え方の整理を中心に解説します。
- デジタルツインとは何か
└ 現実世界との関係性を含めた、基本的な定義 - デジタルツインの本質
└ 見た目や技術要素ではなく、役割や考え方の視点 - デジタルツインで何ができるのか
└ 状態の把握や検討、判断にどのように使われるのか - 他の概念との違い
└ 3Dモデルやシミュレーションなどとの位置づけの整理 - デジタルツインの課題や注意点
└ 運用や管理の面で考慮すべきポイント
本記事を通して、デジタルツインを「何となく知っている言葉」から「自分の言葉で説明できる概念」へと整理できるようになることを目指します。
監修・執筆：UEL株式会社編集部
UEL株式会社のTechデザイン企画部と現場に精通した社内有識者が監修・執筆しています。
目次
デジタルツインとは何ですか？
デジタルツインとは、現実世界に存在するモノや環境の状態を、データを通じてデジタル空間に反映し、現実と対応づけながら扱うための仕組みを指します。
重要なのは、単に形や見た目を再現することではなく、現実の状態とデジタル上の情報が継続的に関係を持つ点にあります。センサーや記録されたデータなどをもとに、現実で起きている変化をデジタル側に反映し、その情報を理解や検討に使うという考え方です。
「デジタル」と呼ばれる理由は、現実の対象をデータとして扱うためであり、「ツイン（双子）」と呼ばれるのは、現実と対応するもう一つの存在として扱われるためだと考えられます。
デジタルツインの基本的な特徴
- 現実世界の対象が前提になる
- データを通じて現実と対応づけられる
- 理解や検討、判断に使われる
- 単なる見た目の再現ではない
なお、デジタルツインは3Dモデルと同一視されることがありますが、見た目そのものよりも、現実との関係性や使われ方が重視される点に特徴があります。
デジタルツインの本質は何ですか？
デジタルツインの本質は、現実をそのまま写すことではなく、現実の状態を理解し、考えるために使われる点にあると言えます。
可視化は目的ではなく手段であり、重要なのは、現実で起きている状況や変化を整理し、判断や検討の材料として活用することです。そのため、必ずしも高精細な表現や複雑な構造が求められるわけではありません。
本質を整理すると
- 目的：現実を理解し、考えること
- 手段：データによる対応づけと整理
- 重視点：正確さよりも「使える情報」であるかどうか
デジタルツインは、特定の技術そのものというよりも、現実を扱うための考え方や枠組みとして捉えることができるでしょう。
デジタルツインで何ができる？
デジタルツインは、目的によってさまざまな使われ方をしますが、役割としては次の3つに整理できます。
| 役割 | 概要 |
|---|---|
| 状態の可視化・把握 | 現実の状況を分かりやすく理解する |
| 変化の検討・シミュレーション | 条件を仮定して影響を考える |
| 意思決定の支援 | 判断に必要な情報を整理する |
以下では、それぞれの役割について説明します。
状態の可視化・把握
デジタルツインは、現実の状態を分かりやすく把握するために使われることがあります。
現実の状況は、数値や文章だけでは把握しづらい場合がありますが、情報を整理してデジタル上に表すことで、今どのような状態にあるのかを理解しやすくなると考えられます。
この用途では、次のような目的で使われることがあります。
- 状況を関係者間で共有する
- 状態の変化に気づきやすくする
- 認識のズレを減らす
変化の検討・シミュレーション
デジタルツインは、条件を仮定して変化を考えるために使われることもあります。
ある要素を変えた場合に、全体としてどのような影響が考えられるかをデジタル上で検討することで、複数の可能性を整理することができます。ただし、これは未来を正確に予測するものではありません。
この使い方では、次の点が重要になります。
- 結果を断定的に扱わない
- あくまで検討材料として使う
- 前提条件を明確にする
意思決定の支援
デジタルツインは、意思決定を支援するための情報整理の手段として使われることもあります。
現実の状況を感覚だけで判断するのではなく、整理されたデータをもとに考えることで、判断の背景や理由を説明しやすくなると考えられます。
この役割は、次のような場面で意識されます。
- 複数の選択肢を比較する
- 判断の根拠を共有する
- 検討プロセスを振り返る
デジタルツインと混同されやすい概念との違い
デジタルツインは、さまざまなデジタル技術と一緒に語られることが多いため、似た概念と混同されやすいという特徴があります。これは、それぞれが一部で共通点を持っているためであり、どれかが「上位」や「下位」という関係にあるわけではありません。
ここでは、代表的な概念について、共通点と違いを整理することで、デジタルツインの位置づけを分かりやすくします。
デジタルツインと3Dモデルの違い
- 共通点
どちらも、現実世界のモノや空間をデジタル上で表現する点は共通しています。 - 決定的な違い
3Dモデルは形や構造を表すことが主な目的であるのに対し、デジタルツインは現実の状態と対応づけられ、変化を扱う仕組みである点が異なります。
整理すると
| 観点 | 3Dモデル | デジタルツイン |
|---|---|---|
| 主な役割 | 形状の表現 | 状態の理解・検討 |
| 現実との関係 | 基本的に固定 | 継続的に対応 |
どちらが優れているという話ではなく、用途が異なると考えるのが適切です。
デジタルツインとシミュレーションの違い
- 共通点
どちらも、条件を仮定して結果を考えるために使われることがあります。 - 決定的な違い
シミュレーションは特定の条件下での結果を計算する行為を指すのに対し、デジタルツインは現実の状態を前提として、その情報を使って検討を行う枠組みです。
整理すると
- シミュレーション：計算や検討の「手法」
- デジタルツイン：現実と対応づけて考える「仕組み」
デジタルツインの中でシミュレーションが使われることもありますが、同義ではありません。
デジタルツインとCPSの違い
- 共通点
どちらも、現実世界とデジタル世界を結びつけて考える概念です。 - 決定的な違い
CPS（サイバーフィジカルシステム）は、システム全体の構成や制御を含む広い概念であり、デジタルツインはその中で現実を理解・把握する役割を担う考え方と整理できます。
整理すると
| 観点 | CPS | デジタルツイン |
|---|---|---|
| 概念の範囲 | 広い | 比較的限定的 |
| 主な関心 | システム全体 | 状態の理解と検討 |
デジタルツインとデジタルスレッドの違い
- 共通点
どちらも、データを活用して対象を理解しようとする点は共通しています。 - 決定的な違い
デジタルスレッドは、設計から運用までの情報のつながりを指すのに対し、デジタルツインはある時点の状態を理解・検討するための仕組みです。
- デジタルスレッド：時間軸で情報をつなぐ
- デジタルツイン：状態を捉えて考える
役割が異なるため、併用されることもあります。
デジタルツインとIoTの違い
- 共通点
IoTもデジタルツインも、データを扱う点で密接に関係しています。 - 決定的な違い
IoTはデータを収集する仕組みであり、デジタルツインは集めたデータを使って現実を理解・検討する仕組みです。
整理すると
- IoT：データを集める
- デジタルツイン：データを意味のある形で使う
どちらか一方だけでは完結しない場合もあります。
デジタルツインとDXの違い
- 共通点
どちらも、デジタル技術を活用する文脈で語られます。 - 決定的な違い
DXは組織や業務の変革そのものを指す概念であり、デジタルツインはそのための手段や考え方の一つと位置づけられます。
- DX：目的や方向性
- デジタルツイン：目的達成のための方法の一つ
概念のレイヤーが異なります。
デジタルツインとBIMの違い
- 共通点
どちらも、建物や構造物をデジタルで扱う点は共通しています。 - 決定的な違い
BIMは設計や施工に重点を置いた情報管理の考え方であり、デジタルツインは運用段階も含めて状態を扱う仕組みとして使われることがあります。
- BIM：設計・施工中心
- デジタルツイン：状態理解・運用も含む
用途によって役割が分かれます。
デジタルツインとメタバースの違い
- 共通点
どちらもデジタル空間を扱う点で共通しています。 - 決定的な違い
メタバースは体験や交流の場としての仮想空間を指すのに対し、デジタルツインは現実世界を理解するためのデジタルな写しとして使われます。
整理すると
| 観点 | メタバース | デジタルツイン |
|---|---|---|
| 主な目的 | 体験・交流 | 理解・検討 |
| 現実との関係 | 必須ではない | 前提になる |
方向性が異なるため、混同しないことが重要です。
デジタルツインのメリットとデメリット
デジタルツインは注目されることの多い考え方ですが、メリットだけでなく、前提や課題も理解したうえで使うことが重要です。ここでは、価値が生まれやすい点と、注意すべき点を分けて整理します。
デジタルツインのメリット
デジタルツインが注目されている理由の一つは、現実の状況を整理し、考えるための共通の土台をつくれる点にあります。
具体的には、次のようなメリットが考えられます。
- 現実の状態を把握しやすくなる
現実世界の情報をデータとして整理することで、状況を俯瞰しやすくなります。 - 関係者間で認識を共有しやすい
感覚や経験に依存せず、共通の情報をもとに話し合うことができます。 - 検討や判断の背景を整理できる
なぜその判断に至ったのかを、後から説明しやすくなります。 - 目的に応じた使い方ができる
可視化、検討、意思決定支援など、用途に応じて柔軟に設計できます。
ただし、これらのメリットは自動的に得られるものではなく、目的や前提が整理されている場合に価値が生まれるものだと言えるでしょう。
デジタルツインの課題
一方で、デジタルツインには導入や運用にあたって考慮すべき課題もあります。
これらを理解せずに進めると、期待とのギャップが生じる可能性があります。
データ準備・整備の難しさ
デジタルツインは、現実の状態をデータとして扱うことが前提になります。そのため、
- どのデータが必要なのか
- どの程度の精度が求められるのか
- データをどう更新するのか
といった点を事前に整理しなければなりません。データが不足していたり、整理されていなかったりすると、十分に機能しない場合があります。
継続的な運用が前提になる点
デジタルツインは、一度作って終わりではなく、継続的に更新・管理されることが前提です。
- データの更新が止まる
- 現実との対応関係が崩れる
といった状態になると、情報の信頼性が下がり、使われなくなる可能性があります。
現実との差が生じる可能性
どれだけ丁寧に設計しても、デジタル上の情報が現実を完全に再現することはありません。
- 反映の遅れ
- 想定外の要因
- モデル化されていない要素
などにより、現実との差が生じることがあります。そのため、結果を過信せず、あくまで判断材料の一つとして扱う姿勢が重要です。
情報管理・安全性への配慮
現実世界の情報を扱う以上、情報管理や安全性への配慮も欠かせません。
- どこまでの情報を扱うのか
- 誰がアクセスできるのか
- どのように管理・保護するのか
といった点を整理しないまま進めると、運用上のリスクにつながる可能性があります。
メリットとデメリットを整理すると
| 観点 | ポイント |
|---|---|
| メリット | 状態の理解、認識共有、判断の整理 |
| デメリット | データ準備、運用負荷、現実との差、管理面 |
デジタルツインは、正しく設計し、適切に使えば価値を生む一方で、前提を誤ると負担になる可能性もある考え方だと言えるでしょう。
デジタルツインが使われる主な分野
デジタルツインは、特定の業界に限られた考え方ではなく、現実の状態を理解し、検討や判断に役立てたい分野で幅広く使われることがあります。
ここでは、代表的な分野について、どのような目的で検討・活用されることがあるのかを整理します。
製造業・工場
製造業や工場の分野では、設備や工程の状態を把握する目的で、デジタルツインが使われることがあります。
例えば、機械や生産ラインの状態をデータとして整理することで、
- 稼働状況を把握しやすくする
- 状態の変化に気づきやすくする
- 現場と管理側の認識をそろえる
といった使われ方が検討されることがあります。
ここでは、結果を自動的に最適化するというよりも、現状を理解し、検討材料を整理するための仕組みとして位置づけられることが多いと言えるでしょう。
建設分野
建設分野では、建物や構造物の情報をデジタル上で整理し、状態を把握するための手段としてデジタルツインが検討されることがあります。
設計・施工段階だけでなく、完成後の運用や管理を見据えて、
- 現在の状態を把握する
- 情報を関係者間で共有する
- 将来的な検討に備える
といった目的で使われることがあります。
この分野では、BIMなど他の仕組みと併用されるケースもあり、役割を分けて使われる点が特徴です。
都市・インフラ
都市やインフラの分野では、対象が広範囲に及ぶため、状況を全体として捉えることが重要になります。
デジタルツインは、
- 都市やインフラの状態を整理する
- 変化の影響を検討する
- 関係者間で共通認識を持つ
といった目的で検討されることがあります。
ここでも、未来を正確に予測するものとして使われるのではなく、複雑な状況を理解しやすくするための補助的な仕組みとして位置づけられることが一般的です。
公共・行政分野
公共や行政の分野では、説明責任や合意形成が重要になる場面が多くあります。
デジタルツインは、
- 状況を分かりやすく示す
- 判断の背景を整理する
- 検討内容を共有する
といった目的で使われることがあります。
専門的な資料だけでは伝わりにくい内容を、視覚的・構造的に整理する手段として検討される点が、この分野ならではの特徴だと言えるでしょう。
分野別に整理すると
| 分野 | 主な目的 |
|---|---|
| 製造業・工場 | 状態把握、認識共有 |
| 建設分野 | 情報整理、運用の検討 |
| 都市・インフラ | 全体把握、影響の検討 |
| 公共・行政分野 | 説明、合意形成の支援 |
デジタルツインは、どの分野でも同じ形で使われるものではなく、目的や状況に応じて意味合いが変わる考え方だと言えるでしょう。
よくある質問（FAQ）
デジタルツインの欠点は何ですか？
デジタルツインの欠点は、データの準備や継続的な運用が前提になる点にあります。
現実の状態を正しく扱うためには、どのデータを使うかを事前に整理する必要があり、想定より手間がかかることもあります。
また、更新が止まると現実とのずれが生じる可能性があるため、作って終わりにはできません。
そのため、目的や運用体制を明確にせずに導入すると、負担が大きくなる場合があります。
デジタルツインとメタバースの違いは？
デジタルツインは現実世界を理解するための仕組みであり、メタバースは体験や交流のための仮想空間という点が大きな違いです。
デジタルツインは、現実のモノや環境との対応関係が前提になりますが、メタバースは必ずしも現実と結びついている必要はありません。
見た目が似ている場合でも、目的や使われ方は異なります。
どちらが優れているという関係ではなく、役割が違うと考えるのが適切です。
デジタルツインは安全ですか？
デジタルツイン自体が危険というわけではありませんが、情報の扱い方には注意が必要です。
現実世界の情報をデータとして扱うため、どの情報を誰が利用できるのかを整理することが重要になります。
管理や運用のルールが不十分な場合、情報漏えいや誤った利用につながる可能性も考えられます。
そのため、安全性は技術だけでなく、運用面の設計に大きく左右されます。
デジタルツインはどうやって作るの？
デジタルツインは、特定のツールを使えばすぐ完成するものではなく、目的に応じて段階的に構築されます。
まず、何を理解・検討したいのかを明確にし、そのために必要なデータや範囲を決めます。
次に、データを整理し、現実との対応関係を保てる形でデジタル上に表します。
重要なのは完成形を急ぐことではなく、使いながら調整していく前提で設計することです。
まとめ
デジタルツインは、現実世界をそのまま再現する技術や、特別な万能ツールではありません。
現実の状態をデータとして整理し、理解や検討、判断に役立てるための考え方や仕組みとして捉えることが重要です。
3Dモデルやシミュレーション、メタバースなど、似た概念と混同されることもありますが、それぞれは目的や役割が異なります。
デジタルツインの特徴は、現実との対応関係を前提にしながら、状態を扱う点にあります。
また、デジタルツインには、状況を把握しやすくなるといった利点がある一方で、データ準備や継続的な運用が前提になるなどの課題もあります。
導入すること自体が目的になるのではなく、何を理解し、何に使いたいのかを明確にすることが欠かせません。
分野や目的によって、デジタルツインの意味合いや使われ方は変わります。
だからこそ、できることだけでなく限界も含めて理解し、自分の状況に合った形で考えることが、デジタルツインを正しく活用する第一歩になると言えるでしょう。
