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Azure Digital Twins とは

  • [アーティクル]

Azure Digital Twins は、環境全体 (建物、工場、農場、エネルギー ネットワーク、鉄道、スタジアム、さらには都市全体など) のデジタル モデル に基づいてツイン グラフを作成できるようにするサービスとしてのプラットフォーム (PaaS) です。 これらのデジタル モデルを使用して、より優れた製品、最適化された操作、コストの削減、および画期的なカスタマー エクスペリエンスを実現する分析情報を得ることができます。

Azure Digital Twins を使用すると、より広範なクラウド ソリューションでの実際の IoT デバイスを表し、ライブ データを送受信するために IoT Hub デバイス ツインに接続するデジタル ツイン アーキテクチャを設計できます。

注意

IoT Hub のデバイス ツインは、Azure Digital Twins のデジタル ツインとは異なります。 "IoT Hub デバイス ツイン" は接続先の各 IoT デバイスの IoT ハブによって保持されますが、Azure Digital Twins の "デジタル ツイン" はデジタル モデルによって定義され、Azure Digital Twins 内でインスタンスが作成されるすべてのものを表すことができます。

Azure Digital Twins に加えて特定分野の専門知識を活用し、次のようなカスタマイズされた接続済みのソリューションを構築します。

  • あらゆる環境をモデル化し、デジタル ツインをスケーラブルで安全な方法で実現する
  • IoT デバイスなどの資産と既存の業務システムを接続し、堅牢なイベント システムを使って動的なビジネス ロジックとデータ処理を構築する
  • ライブ実行環境のクエリを実行して、ツイン グラフからリアルタイムの分析情報を抽出する
  • ビジネス ロジックとツイン データを状況に応じて表示する、接続された環境の 3D 視覚化を構築する
  • 履歴化された環境データのクエリを実行し、他の Azure データ、分析、AI サービスと統合して、過去をより適切に追跡し将来を予測する

ビジネス環境を定義する

Azure Digital Twins では、モデルと呼ばれるカスタム ツイン型を使用して、物理環境の人、場所、および物を表すデジタルエン ティティを定義します。

これらのモデル定義は、ビジネスを説明するための特殊なボキャブラリと考えることができます。 たとえば、ビル管理ソリューションの場合、ビルディングの種類、フロアの種類、エレベーターの種類を定義するモデルを管理することができます。 モデルは、JSON に似た Digital Twins Definition Language (DTDL) と呼ばれる言語で定義されます。 ADT では、DTDL モデルは、状態プロパティ、コマンド、関連性に従ってエンティティの種類を記述します。 独自のモデル セットをゼロから設計することも、業界の一般的な用語に基づく既存の DTDL 業界オントロジのセットを使用して作業を開始することもできます。

ヒント

DTDL のバージョン 2 は、IoT Plug and Play などの他の Azure IoT サービス全体のデータ モデルにも使用されています。 この互換性により、Azure Digital Twins ソリューションを、Azure エコシステムの他の部分と接続できます。

データ モデルを定義したら、それらを使って、環境内の各特定のエンティティを表すデジタル ツインを作成します。 たとえば、ビルディング モデルの定義を使って、いくつかのビルディングタイプのツイン (ビルディング 1、ビルディング 2 など) を作成できます。 また、モデル定義のリレーションシップを使って、ツイン同士を相互に接続し、概念グラフを形成することもできます。

Azure Digital Twins Explorer は Azure Digital Twins グラフを表示でき、グラフの構築と操作を支援するインターフェイスを提供します。

デジタル ツインを表すノードのグラフが表示された Azure Digital Twins Explorer のスクリーンショット。

IoT とビジネス システム データのコンテキスト化

Azure Digital Twins のデジタル モデルは、現実世界のライブの最新の表現です。

利用する環境でデジタル ツインのプロパティを最新の状態に保つために、IoT Hub を使って、ソリューションを IoT および IoT Edge デバイスに接続できます。 これらのハブで管理されたデバイスはツイン グラフの一部として表され、モデルを駆動するデータを提供します。 Azure Digital Twins で新しい IoT Hub を作成して使ったり、既に管理されているデバイスと共に既存の IoT Hub を接続したりすることができます。

また、REST API や、Logic Apps などのその他のサービスへのコネクタの使用により、他のデータ ソースから Azure Digital Twins を駆動することもできます。 これらの方法は、ビジネス システムからデータを入力し、ツイン グラフに取り込むのに役立ちます。

Azure Digital Twins は、お客様のビジネス ロジックに合わせてカスタマイズ可能なデータ処理など、グラフを最新の状態に保つための豊富なイベント システムを提供します。 Azure Functions などの外部のコンピューティング リソースを接続して、このデータ処理を柔軟でカスタマイズされた方法で行うことができます。

環境分析情報のクエリ

Azure Digital Twins は、ライブ実行環境から分析情報を抽出するための強力なクエリ API を提供します。 この API では、プロパティ値、リレーションシップ、リレーションシップ プロパティ、モデル情報など、広範な検索条件を使ってクエリを実行できます。 また、クエリを結合して、ご自分の環境に関する幅広い分析情報を収集し、ご自分にとって重要なカスタムの質問に答えることもできます。 これらのクエリを作成に使われる言語の詳細については、「クエリ言語」を参照してください。

3D Scenes Studio (プレビュー) で環境を可視化する

Azure Digital Twins の 3D Scenes Studio (プレビュー) は、イマーシブなビジュアル 3D 環境であり、エンド ユーザーが 3D アセットのビジュアル コンテキストを使ってオペレーショナル デジタル ツイン データを監視、診断、調査できます。 デジタル ツイン グラフとキュレーションされた 3D モデルを使用して、領域の専門家はスタジオのローコード ビルダーを活用して 3D 要素を Azure Digital Twins グラフのデジタル ツインにマップし、ビジネス環境の 3D 視覚化のための UI インタラクティビティとビジネス ロジックを定義できます。 この 3D シーンは、ホストされている 3D Scenes Studio 内、または埋め込み可能な 3D ビューアー コンポーネントを活用するカスタム アプリケーション内で利用できます。

以下は、3D Scenes Studio でのシーンの例です。デジタル ツインのプロパティを 3D 要素で可視化する方法を示しています。

3D Scenes Studio のサンプル シーンのスクリーンショット。

ツイン データを他の Azure サービスと共有する

Azure Digital Twins モデルのデータは、追加の分析またはストレージのために下流の Azure サービスにルーティングできます。

デジタル ツイン データを Azure Data Explorer に送信するには、Azure Digital Twins のデータ履歴機能を利用できます。この機能は、Azure Digital Twins インスタンスを Azure Data Explorer クラスターに接続し、グラフの更新が自動的に Azure Data Explorer に履歴化されるようにします。 その後、Azure Data Explorer 用の Azure Digital Twins クエリ プラグインを使用して、Azure Data Explorer でこのデータに対してクエリを実行できます。

デジタル ツイン データを他の Azure サービス、または最終的に Azure 外部に送信するには、"イベント ルート" を作成できます。これにより、Event Hubs、Event Grid、および Service Bus を使用してデータはカスタム フローで送信されます。

Azure Digital Twins では、イベント ルートを使用して次のことができます。

  • Azure Digital Twins データを Azure Data Lake に格納する
  • Azure Digital Twins データを、Azure Synapse Analytics または他の Microsoft データ分析ツールで分析する
  • 大規模なワークフローと Logic Apps​ を統合する
  • 柔軟なカスタマイズされたアクションためにカスタム アプリケーションにデータを送信する

柔軟なデータのエグレスは、Azure Digital Twins がより規模の大きいソリューションに接続し、これらの分析情報を継続的に使用するためのカスタム ニーズをサポートするためのもう 1 つの方法です。

サンプル ソリューションのアーキテクチャ

Azure Digital Twins は、大規模な IoT ソリューションの一部として、他の Azure サービスと組み合わせてよく使用されます。

Azure Digital Twins を使用した完全なソリューションのアーキテクチャには、次のコンポーネントが含まれることがあります。

  • Azure Digital Twins サービス インスタンス。 このサービスは、ツイン モデルとツイン グラフをその状態で格納し、イベント処理を調整します。
  • モデルの構成、トポロジの作成、ツイン グラフからの分析情報の抽出によって Azure Digital Twins インスタンスを駆動する 1 つ以上のクライアント アプリ。
  • Azure Digital Twins によって生成されるイベントや、デバイスなどの接続されたデータ ソースを処理するための 1 つ以上の外部コンピューティング リソース。 コンピューティング リソースを提供する一般的な方法の 1 つは、Azure Functions を使用することです。
  • デバイス管理と IoT データ ストリーム機能を提供する IoT ハブ。
  • ワークフロー統合 (Logic Apps など)、コールド ストレージ (Azure Data Lake など)、分析 (Azure Data Explorer など) などを提供するダウンストリーム サービス。

次の図は、大規模なサンプル Azure IoT ソリューションのコンテキスト内で Azure Digital Twins が、どこに位置付けられるかを示しています。

入力ソース、出力サービス、およびクライアント アプリと外部コンピューティング リソースとの双方向の通信を示す図。

リソース

このセクションでは、Azure Digital Twins の操作時に役立つリソースについて説明します。 このドキュメント セットの「リソース」セクションで、追加のリソースを確認できます (左側のナビゲーション リンクからアクセスできます)。

サービスの制限

Azure Digital Twins のサービスの制限については、「Azure Digital Twins サービスの制限」を参照してください。 このリソースは、サービスを操作する際、サービスの機能とレート制限、および必要に応じて調整できる制限を理解するうえで役立つことがあります。

用語

一般的な IoT 用語と、Azure Digital Twins を含む Azure IoT サービス全体におけるその使い方の一覧については、Azure IoT の用語集を参照してください。 このリソースは、Azure Digital Twins を開始して IoT ソリューションを構築する際に役立つ参考資料となることがあります。

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