調査分析レポート
デジタルツインに関する論文・特許調査分析事例04索引語分析による課題、用途、要素技術の動向
論文キーワードからみる「課題・用途・要素技術」の動向
JDreamⅢデータベースには論文の研究主題を表す以下のキーワードが収録されており、そのキーワードを分析することで研究動向を分析することが可能です。
- シソーラス用語:論文の研究主題を表す「統制キーワード(データベース作成機関側が付与した統制語)」
- 準シソーラス用語:論文の研究主題を表す「非統制キーワード(統制されていない自由語)」
ここではデジタルツインにおける課題・用途・要素技術について分析した結果をご紹介します。
課題の動向
図11は、上位『課題キーワード』(シソーラス用語・準シソーラス用語)別の経年推移を示したグラフで、表3は『課題キーワード』の中で直近3年比率が上位のキーワード(=直近3年で急上昇しているキーワード)を示した表です。
これらのグラフ及び表に登場した『課題キーワード』をカテゴリ別に以下に整理しました。
カテゴリ | 課題キーワード |
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セキュリティ |
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予測精度 |
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システム性能 |
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自動化 |
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プライバシー保護 |
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相互運用性 |
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リアルタイム性 |
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『セキュリティ』に関する課題キーワード(サイバーセキュリティ、システムセキュリティなど)が最も多く出現しており、デジタルツインにおいて重要な課題であることがわかります。
次に、『予測精度』に関する課題キーワードも目立っています。これらのキーワードの多くは直近3年比率で頻出していたことから、予測精度に関する研究が急速に進んでいるものと推測されます。
また、準シソーラス用語で1位であった「リアルタイム」は『リアルタイム性に優れたシミュレーション』や『現実世界のリアルタイムなデータ収集』などを指しており、『リアルタイム性』もデジタルツインにおいて重要な課題であると考えられます。
【課題】合算シソーラス用語 | 直近3年比率 |
---|---|
精度 | 89% |
サイバー攻撃 | 79% |
高忠実度 | 78% |
計算負荷 | 74% |
予測精度 | 73% |
生産効率 | 72% |
侵入検出 | 71% |
製品品質 | 68% |
用途の動向
図12は、上位『用途キーワード』(シソーラス用語・準シソーラス用語)別の経年推移を示したグラフで、表4は『用途キーワード』の中で直近3年比率が上位のキーワードを示した表です。
これらのグラフ及び表に登場した用途キーワードをカテゴリ別に以下に整理しました。
カテゴリ | 用途キーワード |
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製造 |
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故障予知・ライフサイクル管理 |
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電力・エネルギー |
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建設 |
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スマートシティ |
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サプライチェーン |
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自動車 |
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航空宇宙 |
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意思決定支援システム |
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『製造』に関するものが最も多く、次いで『故障予知・ライフサイクル管理』に関するものが多いようです。
特定の業界を示すものとしては、『電力』、『建設』、『スマートシティ』、『サプライチェーン』、『自動車』、『航空宇宙』に関するキーワードが登場しています。
また、『意思決定支援システム』に関するキーワードも上位に登場しており、デジタルツインによる『意思決定支援システム』が大きな注目を集めています。
デジタルツインが以下の順に進んでいくことを考えますと、特許ではセンシングによるデータ収集の発明が多く出願され、論文ではその先にある「意思決定支援システム」が論じられていることは興味深い結果です。
- データの収集やデジタル化
- データの統合や整理
- 可視化
- 分析やシミュレーション、シナリオの作成
- 意思決定支援、シナリオの統合
【用途】合算シソーラス用語 | 直近3年比率 |
---|---|
建築物 | 88% |
切削 | 83% |
意思決定支援 | 75% |
組立工程 | 74% |
予測保全 | 74% |
故障診断 | 73% |
持続可能な開発 | 72% |
エネルギー | 72% |
船体構造 | 72% |
電池 | 72% |
建設業 | 72% |
最適化手法 | 71% |
製品設計 | 71% |
発電所 | 71% |
構造ヘルスモニタリング | 71% |
保守管理 | 70% |
風車 | 70% |
BIM【建築】 | 69% |
要素技術の動向
図13は、上位『要素技術キーワード』(シソーラス用語・準シソーラス用語)別の経年推移を示したグラフで、表5は『要素技術キーワード』の中で直近3年比率が上位のキーワードを示した表です。
これらのグラフ及び表に登場した要素技術キーワードをカテゴリ別に以下に整理しました。
カテゴリ | 要素技術キーワード |
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人工知能(AI) |
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データ収集 |
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シミュレーション・モデリング |
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ネットワーク・通信 |
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ソフトウェア |
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コンピューティング |
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最適化手法 |
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制御 |
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『人工知能(AI)』に関するキーワードの出現が多く、デジタルツインにおいて重要な要素技術であることがわかります。
次いで、『データ収集』に関するキーワード「センサ」、「センサーネットワーク」も目立ちます。デジタルツインでは現実世界のデータ収集も重要な要素技術であることがわかります。
『ネットワーク・通信』カテゴリに登場している「ブロックチェーン」も注目されます。「ブロックチェーン」によるデータ改ざん防止技術は、デジタルツインの重要な課題である「サーバーセキュリティ」に有効な技術と考えられます。
『最適化手法』に関するキーワードとして「多目的最適化」、「粒子群最適化」 がありますが、これは『用途の動向』でも述べましたが、『複数シナリオの統合 ⇒ 意思決定支援』に大きく関連する技術と考えられます。
これらはトータルでの件数は多くなかったものの、直近3年比率のランキングで上位に登場していたことから、今後も大きく増加していくことが予想されます。
【要素技術】合算シソーラス用語 | 直近3年比率 |
---|---|
フレームワーク【ソフトウェア開発】 | 85% |
プロセスパラメータ | 83% |
三次元モデル | 79% |
多目的最適化 | 78% |
監視 | 78% |
Q学習 | 78% |
畳込みニューラルネットワーク | 77% |
ディープラーニング | 77% |
計算流体力学 | 75% |
学習モデル | 75% |
コンピュータビジョン | 75% |
ニューラルネットワーク | 75% |
ランダムフォレスト | 73% |
資産管理シェル | 73% |
機械学習 | 73% |
粒子群最適化 | 72% |
データ融合 | 71% |
強化学習 | 71% |
画像処理 | 71% |
予測技法 | 71% |