本連載は、施設メンテナンスのための資産導入にバーチャルツインを適用した場合の変革力を探る3部構成の第2回である。本シリーズのパート1では、このテクノロジーの導入の概要と、導入後のメリットについて説明した。第二部では、バーチャルツインを構築するためのデータの取得とモデリングのプロセス、そして必要な成果物がすべて達成されたことを確認するために使用したプロジェクト管理ツールについて説明します。
本シリーズの情報は、バイオ製造現場におけるバーチャルツイン技術の活用に基づいているが、同じ原則は、デジタルツインの活用を検討しているあらゆる施設に適用できる。
パート2 – 効率性の向上：バイオ製造施設における大規模資産導入のためのバーチャルツインスキャンの統合。
はじめに
バイオマニュファクチャリングのダイナミックな領域において、資産の効率的な管理は、大規模施設にとって永遠の課題である。資産導入は、新しい設備を統合して導入する極めて重要なプロセスであり、施設運営の要となっています。従来の方法では、多くの場合、労働集約的な手作業による検査とデータ入力が必要となり、潜在的な遅延と非効率を助長している。しかし、バーチャルツインスキャンの統合は、資産導入プロセスに革命をもたらし、合理的で技術的に高度なソリューションを提供します。
バーチャルツイン技術を理解する
バーチャルツインテクノロジーは、エアハンドリングユニット、循環ポンプ、コントロールキャビネットなどの物理的な現場資産のデジタルレプリカを作成します。バーチャルツインと呼ばれるこれらのレプリカは、実際の資産の挙動や属性をリアルタイムで忠実に模倣します。高度なセンサー、データ分析、モデリング技術を活用することで、バーチャルツインは没入感のある正確な資産の表現を実現します。
プロジェクト管理のメリット
リアルタイムの可視化とプロジェクト監視：
- バーチャルツインスキャンは、資産の状態と性能をリアルタイムで可視化するため、プロジェクトマネージャーは資産の導入プロセス中に進捗状況を効果的に監視することができます。これにより、すべての機器が必要な標準や要件を満たしていることが確認され、プロジェクトの追跡とマイルストーンの達成が容易になります。
効率的なデータ収集と文書管理：
- P&ID 図面のような従来の手作業によるドキュメンテーションは、ミスが発生しやすく、時間もかかりますが、Virtual Twin スキャンはデータ取得を自動化するため、ヒューマンエラーの可能性を軽減し、資産導入プロセスを迅速化します。プロジェクトマネージャーは、リアルタイムで文書化プロセスを監督することができ、プロジェクト記録や規制遵守のための正確性と完全性を確保することができます。
リスク管理のためのシミュレーションとテスト：
- バーチャルツインは、物理的な設置の前に、管理されたデジタル環境内で新しい資産のシミュレーションとテストを容易にします。これにより、運用中断のリスクを最小限に抑え、既存のインフラへのシームレスな統合を実現し、効果的なリスク管理と軽減戦略に貢献します。
コラボレーティブなワークフローとチームコーディネーション：
- バーチャルツイン技術は、資産導入プロセスに関わる多様なプロジェクトチーム間のコラボレーションを促進します。部門を超えたチームがデジタルツイン環境内でコラボレーションすることで、コミュニケーションと調整が強化されます。プロジェクトマネージャーは、共同作業のワークフローを監督し、プロジェクトの目的とスケジュールとの整合性を確保することができます。
予知保全と資源計画：
- バーチャルツインスキャンによる資産の継続的な監視を通じて、予知保全はより高い精度を達成します。プロジェクトマネージャーは、潜在的な問題を予測し、積極的にメンテナンスのスケジュールを立てることで、リソースの割り当てを最適化し、予期せぬダウンタイムを防ぐことができます。
プロジェクトマネジメントを中心とした実施ステップ
デジタル資産のマッピングと範囲の定義：
- バーチャルツインスキャンを使用して、施設の一部の包括的なデジタルマップを作成することから始める。この作業により、プロジェクトの明確な境界線が確立され、何がスコープ内で何がスコープ外なのか、利害関係者の期待との整合性が確保される。私たちのプロジェクトでは、顧客と一緒に最初のスキャンのレビューを行い、特定のラボエリアをスキャンから除外することを決定しました。
バーチャルツインデータのモデリングとリスク評価：
- バーチャルツインを活用することで、プロジェクトマネジャーはリスク分析と軽減策を監督する能力が高まり、プロジェクトの回復力と成功を確実にすることができる。物理資産のデジタル版であるバーチャルツインは、リスク評価技術を統合し、潜在的なプロジェクトリスクを特定し、物理資産への影響を最小限に抑えながら緩和策を策定します。
プロジェクト適応のための継続的な更新と改善：
- プロジェクトマネージャーは、バーチャルツインモデルの継続的な更新と改善のために強固な変更管理システムを利用することで、変更管理プロセスを促進し、シームレスなプロジェクトの適応と目標の調整を確実にすることができます。これにより、プロジェクトは進化するプロジェクト要件や利害関係者のニーズに迅速かつ効率的に対応することができます。
プロジェクトチームのための共同トレーニングとオンボーディング：
- プロジェクトマネージャーは、Virtual Twin技術をプロジェクトチームメンバーのトレーニングやオンボーディングプロセスに取り入れることで、知識の伝達やスキル開発のイニシアチブを促進することができます。これにより、協調的なプロジェクト環境が醸成され、スキル開発が促進され、プロジェクトチームの有効性と結束力が強化されるとともに、運営チームのストレスが最小限に抑えられ、物理的なプラントへのアクセス増加に伴う運営リスクが軽減される。
モデリングのテクニック：
バーチャルツインの潜在的なメリットを実現するためには、アセットの複雑さや性質に応じて適切なモデリング手法を選択する必要があります。一般的なモデリング手法の一つに、デジタルモデルで資産の物理的構造を表現するジオメトリモデリングがあります。これには、資産の構成要素の形状、サイズ、空間的関係を正確に描写する3次元（3D）幾何学的表現を作成することが含まれます。ジオメトリック・モデリングは、資産を視覚化し、その物理的レイアウトを理解するために極めて重要です。
その他のモデリング技術としては、動的挙動をシミュレートする物理ベースのモデリングや、将来の挙動を予測するために過去のデータを使用するデータ駆動型モデリングなどがある。
結論
大規模なバイオ製造施設の資産導入プロセスにバーチャル・ツイン・スキャンを統合することは、運用の効率化とプロジェクトの成功に向けた大きな前進です。リアルタイムの可視化、効率的なデータ取得、協調的なワークフロー、予知保全などは、プロジェクト管理の観点からこのテクノロジーがもたらす多様な利点のひとつです。この旅は、意思決定、リスク管理、プロジェクト全体の効率性を高めるために、デジタルツインの可能性を活用するプロジェクトマネージャーを支援します。
バイオマニュファクチャリング業界が進化を続ける中、バーチャル・ツイン・スキャンのような革新的なソリューションを取り入れることは、競争力のある原価管理（COGS）のために不可欠であり、生産エコシステムへの資産のシームレスな統合を促進する。
このブログでは、バーチャルツインを構築するためのデータの取得とモデリングのプロセス、そして必要な成果物をすべて達成するために使用したプロジェクトマネジメントツールについて説明しました。パート3では、CAIが完了したプロジェクトにおける効果的な成果の例を含め、プロジェクトマネジメントの側面と、バーチャルツインの実装を通じて実現した利益に焦点を当てます。