デジタルツインとAIにより、持続可能な未来がすぐそこに

持続可能性(サステナビリティ)は、今日のすべての組織にとって最優先事項です。たとえば、アクセンチュアによると、ヨーロッパの大企業の3分の1は、2050年までに二酸化炭素排出量を実質ゼロ(ネットゼロ)にすることを約束しています。しかし、現在この目標を達成する軌道に乗っている企業はわずか9％であるため、企業は今後10年間で取り組みを大幅に加速する必要があることも明らかにしています。

企業がネットゼロを達成し、その他のサステナビリティの取り組む1つの方法は、デジタルツインとAIを組み合わせることです。これらの技術は、サステナビリティの改善に関する情報や、気候変動目標の達成に役立つことができる、自社の事業に関する比類ない洞察を提供します。例えば、デジタルツインを使用して、さまざまなシナリオをテストし、企業がエネルギー消費と排出を削減するための最適な戦略を決定するのに役立てることができます。

デジタルツインの導入を加速させる技術の進化

もちろん、デジタルツインはすでにさまざまな形で展開されています。例えば、医療研究者が臨床診断や教育、トレーニングを向上するために、心臓や肺、その他の臓器を非常に正確にモデル化するのに役立てることができます。また、エネルギー業界では、石油掘削作業をリアルタイムでガイドするデジタルモデルの構築など、多数のデジタルツインのユースケースがあります。

しかし、最近の技術の進歩により、シミュレーションやモデリング機能が強化され、IoTセンサーの導入が増え、コンピューティングインフラをより広く利用できるようになったことで、企業はデジタルツインの依存度を高めることができます。また、組織がAIによってデジタルツインを強化すると、シミュレーションを実行して「もしも」のシナリオを調査し、因果関係をより深く理解することなど、さらなるメリットを実現できます。

これらの技術には、より環境に優しい世界に情報を提供する能力を含め、運用を強化する多くの例があります。それを念頭に置いて、デジタルツインとAIが、どのように業界全体のサステナビリティを向上させているかを示すいくつかのユースケースを以下に示します。

スマート産業

2025年までに、すべてのIoTプラットフォームの89％がデジタルツインを搭載し、産業や製造施設の運用方法を変革し、サステナビリティの取り組みを強化するためのきめ細かい知見を提供するようになるでしょう。 以下に、その例をいくつか示します。

• エネルギー損失が起きている場所をより深く理解し、エネルギー消費量を削減する方法を検討する
• 予測解析を使用して、さまざまな変更を行うことで排出量を削減する方法を決定する
• 環境に影響を与える事故につながる運用上の弱点を特定するためのリスクアセスメントを実施する

GEデジタルは、デジタルツインとAIをサステナビリティの改善に活用したパイオニア企業の1つです。同社は、Autonomous Tuning Softwareを通じて、ガスタービンのデジタルツインを作成し、最適な火炎温度と燃料分割を発見しています。この技術は、環境と物理的な劣化の変化をリアルタイムで感知し、ガスタービンが低排出ガスかつ低雑音で効率的に稼働するよう自動調整を促します。この技術により、発電所では一酸化炭素を14％削減、亜酸化窒素を10〜14％削減することができました。

スマートシティ

都市の計画、管理、最適化も、デジタルツインとAIの組み合わせによる変革に取り組んでいる分野の1つです。スマートシティは、食糧不足への対処、モビリティの向上、犯罪活動の特定等だけでなく、サステナビリティの目標に取り組むという形でも多くのメリットを提供します。

デジタルツインとAIを使用することで、地方政府は自分たちの決定が環境に与える影響を理解し、定量化し、予測し、潜在的なシナリオをテストして、最も環境に有益な状況を決定することができます。

例えば、ロンドン交通局(TfL)は、デジタルツインを使用して、地下鉄網全体の騒音、熱、炭素排出量に関するデータを収集しています。この技術を導入する前は、TfLのスタッフは、午前1時から午前5時の間の地下鉄が閉鎖されているときのみしか、点検することができませんでした。デジタルツインによるリアルタイムのネットワークアクセスにより、TfLは稼働中も全てのロケーションを評価し、故障や熱および騒音のホットスポットなど、これまで人間の目では検出できなかったデータも見つけることができるようになりました。当局は、このプロジェクトがロンドン市長であるSadiq Khanが掲げる2030年までに炭素排出ゼロの鉄道システムを実現する重要な要素になると考えています。

カーボンニュートラルが世界中の都市で優先課題となる中、デジタルツインやAIの活用が進むことが予想されます。

スマートビルディング

デジタルツインとAIは、都市のサステナビリティの取り組みに役立つだけでなく、スマートビルディングの構築にも活用されるようになってきました。この技術により、最初からサスティナビリティが最優先され、建設管理者やその他のステークホルダーは、設計段階で予想される建物の二酸化炭素排出量を評価できるバーチャル表現を開発できるようになります。

これは、SmartScoreからスマートビルディングのプラチナ評価を世界で初めて受けたロンドンのThe Hickmanを設計する際にデベロッパーが採用したアプローチです。建設中、デジタルツインは、さまざまなセンサーを介してビルの管理システムと接続され、居住状況、温度、空気質、明るさ、エネルギー消費量などのデータを統合的に提供することができました。これにより、デベロッパーはエネルギー性能を最適化し、二酸化炭素排出量を削減できただけでなく、The Hickmanのデジタルモデルを介して最初にシミュレーションできるため、将来のサステナビリティ強化の枠組みも構築できました。

建設業界では、より環境に配慮した建物を設計するよう規制圧力が高まっており、今後、The Hickman に追随し、新しい分野を開拓する前にサステイナビリティに関する懸念に対処するデベロッパーが増えることが予想されます。

より持続可能な産業、ひいては地球を目指すことは、ここ数年、捉えどころのない目標でした。しかし、近年のAIの進歩やデジタルツインの導入と拡大により、このビジョンは実現されつつあります。今こそ、企業はこれらの技術を結集し、事業のあらゆる段階で、ミクロレベルでより持続可能で炭素集約度の低い経済を、総合的により環境に優しい世界を実現するための知見を得るべき時なのです。