サイバーフィジカルシステム (CPS) とは、現実世界の物理的な要素と、サイバー空間の情報処理システムとを高度に統合したシステムです。センサーやネットワークを介して収集した現実世界の膨大なデータを、サイバー空間で大規模データ処理技術やAIなどを駆使して分析・知識化し、その結果を現実世界へフィードバックすることで、システム全体の最適化や新たな価値創出を目指します。CPSの特徴リアルタイム性: センサー等を通じて収集した物理世界の情報をリアルタイムに処理し、その結果に基づいてアクチュエータ等を制御します。ネットワーク化: 複数のデバイスがネットワークを介して相互に接続され、連携して動作します。データ駆動型: 現実世界のデータに基づいてシステムが自律的に動作し、状況変化への適応や最適化を行います。CPS、IoT、デジタルツインの違いCPSと混同されやすい概念として、IoT（Internet of Things）とデジタルツインがあります。IoT: あらゆるモノをインターネットに接続し、データのやり取りを可能にする技術です。CPSにおけるデータ収集の基盤となります。デジタルツイン: 現実世界の情報を基に、仮想空間上に現実と寸分違わぬ複製（双子）を作成する技術です。CPSでは、このデジタルツイン上でシミュレーションや分析を行い、現実世界にフィードバックを行います。つまり、CPSはIoTやデジタルツインなどの要素技術を統合し、現実世界とサイバー空間を密接に連携させることで、より高度なシステム制御や最適化を実現する概念と言えます。CPSの応用例CPSは、製造業、医療、交通、エネルギーなど、幅広い分野への応用が期待されています。具体的な例としては、以下のようなものが挙げられます。スマート工場: 工場内の機器や設備をネットワークで接続し、生産状況のリアルタイム監視、自動制御、品質管理などを実現します。自動運転車: 車両に搭載されたセンサーで周囲の状況を認識し、自動で運転操作を行います。スマートグリッド: 電力網に情報通信技術を融合させることで、電力需給のバランスを最適化し、エネルギー効率を向上させます。CPSがもたらすメリットCPSの導入により、製造業では以下のようなメリットが期待されています。生産性の向上: データに基づく効率的な生産計画や資源配分が可能となり、生産性の向上が見込めます。品質の向上: シミュレーションによる事前検証やリアルタイムな品質管理により、製品やサービスの品質向上が期待できます。コスト削減: 設備の故障予測や予防保全によるダウンタイムの削減、人手に頼っていた作業の自動化などにより、コスト削減が可能となります。CPSの課題一方で、CPSの実現には、技術的な課題だけでなく、社会的な課題も克服していく必要があります。セキュリティ: サイバー攻撃からシステムを守るための強固なセキュリティ対策が不可欠です。特に、現実世界の物理的なシステムと密接に連携しているCPSでは、サイバー攻撃が物理的な被害に繋がる可能性もあるため、より高度なセキュリティ対策が求められます。安全性: システムの故障や誤動作が人命に関わる可能性があるため、高いレベルでの安全性確保が必須です。現実世界とサイバー空間が複雑に絡み合うCPSでは、従来のシステムとは異なるリスク評価や安全設計メソッドが必要となります。プライバシー: 個人情報などのセンシティブなデータの取り扱いには、十分な配慮が必要です。データの収集・利用目的を明確化し、適切なアクセス制御や匿名化などの技術を導入することで、プライバシー保護とデータ活用の両立を目指していく必要があります。標準化: システム間の相互接続性を確保するための標準規格の策定が求められます。異なるメーカーの機器やシステムが混在する環境でも、円滑にデータ連携やシステム連携が行えるよう、業界全体での標準化に向けた取り組みが重要となります。倫理的な問題: CPSの普及に伴い、雇用への影響や AI 倫理、責任の所在など、様々な倫理的な問題が浮上してくると考えられます。これらの問題に対して、社会全体で議論を重ね、適切なルール作りや倫理観の醸成を進めていく必要があります。まとめCPSは、Industrie 4.0 や Society 5.0 といった未来社会の実現に向けた基盤技術として、今後ますますの発展が期待されています。AI や IoT、5G などの技術革新と CPS との融合により、より高度なシステムの構築が可能となり、様々な分野で私たちの生活に大きな変化をもたらすと考えられています。試作品に関するお悩みなら346にご相談ください弊社３４６は、製造業に特化し、様々な専門家を有するメンバーで構成された組織であり、新商品の企画・設計・試作の支援など、製品開発全域にわたる総合支援を行っています。346の支援実績を見る 「新商品開発の依頼先がたくさんあってコミュニケーションが大変...」「どの部品をどの加工方法でつくればいいかわからない...」「図面を作るのが手間..３Dで出図したい...」 そんなお悩みのある方はぜひ、資料請求ページからお問い合わせください。Wrriten by 346 inc. with Xaris