디지털 트윈:그게 무슨 뜻인가요?

'디지털 트윈' 개념은 약 30년 동안 존재해 왔지만 초기 예측이 기술이 어디에 적용될지 예측했을 가능성은 거의 없습니다.

예를 들어, 올 봄, 제36회 아메리카스 컵은 우주 시대의 초고속 AC75 모노 헐 요트를 선보일 예정입니다. 시험에서 한 팀은 새로운 AC75 보트에서 선원의 성능을 에뮬레이트하기 위해 디지털 트윈 기술을 사용했습니다. 이전 테스트 방법에 비해 프로토타입 개발을 획기적으로 가속화한 위업입니다.

이제 도시 계획, 의료 및 자동차 디자인과 같은 영역에 배포된 디지털 트위닝은 제조 부문에 막대한 잠재력을 지니고 있어 안전성, 생산성 및 효율성 향상에 대한 지속적인 탐구를 지원합니다.

세부정보는 데이터에 있음

새로운 지위를 감안할 때 '디지털 트윈'이라는 용어는 다양한 관련 기술 혁신을 포괄하는 용어가 되었습니다. 증강 현실, 향상된 사용자 인터페이스 및 3D 모델링 등을 예로 들 수 있습니다.

또한 '디지털 스레드'라는 아이디어도 있습니다. 이는 연결된 데이터 흐름과 자산 데이터의 수명 주기 전반에 걸쳐 통합 보기를 가능하게 하는 통신 프레임워크를 나타냅니다. 생성에서 제거에 이르기까지 제품 또는 시스템의 수명을 기록하는 디지털 스레드는 전통적으로 사일로화된 기능 전반에 걸쳐 통찰력을 제공합니다.

이러한 혁신에는 모두 관련 기능이 포함될 수 있지만 진정한 디지털 트위닝의 핵심은 순수하고 단순한 데이터에 있습니다. 본질적으로 디지털 트윈은 물리적 개체를 실시간으로 나타내는 디지털 데이터의 생성 또는 수집입니다.

이것을 제조와 관련시키고, 핵심 구성 요소를 인간의 특성과 가상적으로 연관시킨다면 운영 장비는 근육, 연결성 신경계, 그리고 디지털 트윈은 뇌입니다.

그리고 우리가 직관적으로 뇌의 기억, 기록, 분석, 처리 및 예측 능력을 실제 세계에서 사용함에 따라 디지털 트위닝은 수집된 데이터를 분석하여 디지털 세계에서도 동일한 작업을 수행할 수 있습니다. 제조 세계에서 디지털 스레딩 및 디지털 트위닝에 기여하는 데이터 입력은 처리량을 높이고 효율성을 개선하는 데 도움이 되는 운영 기능을 최적화합니다.

의식적인 공장

실시간 공장 데이터의 90%가 사용되지 않는 제조 분야에서 디지털 트위닝은 프로세스 통찰력을 위해 해당 정보를 더 잘 활용하기 위한 강력한 기반을 제공합니다.

Oulu '의식 있는 공장'에서의 경험을 통해 우리는 운영 장비에 내장된 인텔리전스를 활용하여 디지털 트위닝을 통해 이러한 통찰력을 평가하는 것에 대한 직접적인 지식을 보유하고 있습니다.

예를 들어, 프로덕션 환경 모니터링. 여기에서 다양한 데이터 소스를 활용하여 조정 또는 유지보수가 필요한 위치를 식별하기 위해 트리거되는 자동 경보를 통해 습도와 온도의 편차를 관찰할 수 있습니다.

또한 디지털 트위닝은 연결된 기계 및 데이터 소스 전반에 걸쳐 자동화된 실시간 프로세스 분석을 제공하여 오류 감지 및 수정 속도를 높입니다. 또한 조립 프로세스를 실시간으로 모니터링하여 중앙 사용자 인터페이스에서 각 로봇 셀의 상태와 진행 상황을 언제든지 개별 제품에 대한 가시성 수준으로 볼 수 있습니다. ​

인프라 문제

물론 이러한 수준의 통찰력을 실현하는 데 필요한 인프라 요구 사항이 있습니다.

임베디드 인텔리전스는 디지털 트윈의 첫 번째 요구 사항입니다. 사물 인터넷(IoT)은 말 그대로 제조 시설의 센서 수를 폭발적으로 증가시키고 있습니다. 그리고 이러한 데이터 생성 능력의 증가는 설계 단계에서 생산 장비에 점점 더 많이 내장되고 있습니다. 데이터를 처리하고 표준화하는 능력은 생성되는 내용을 이해할 수 있는 최고의 분석 노하우와 일치해야 합니다.

올바른 종류의 유연하고 견고한 연결도 중요합니다. 이는 일반적으로 Wi-Fi 성능을 능가하는 산업용 등급의 ​​연결을 의미합니다. 점점 더 많은 제조업체들이 4G/LTE 및 5G 사설 무선 네트워킹으로 이동하여 데이터를 많이 사용하는 운영 기술에 필요한 수준의 안정성, 보안 및 고대역폭을 제공하고 있습니다.

제조업체는 디지털화 및 인더스트리 4.0 여정의 일환으로 인공 지능(AI), 기계 학습, 자동화 및 증강 지능도 고려하고 있습니다. 그러나 이러한 모든 시선을 사로잡는 기능에는 단 하나의 눈에 띄는 연결이 필요합니다. 바로 짧은 대기 시간입니다.

실시간 및 상호 연결됨

이러한 측면에서 4G/LTE는 데이터를 즉각적으로 전달하고 운영자의 즉각적인 응답을 가능하게 하는 디지털 트윈을 효과적으로 만드는 일종의 짧은 대기 시간과 빠른 응답 시간을 제공하는 데 필요한 무선 연결의 최소 표준입니다. 이는 에지 컴퓨팅을 필수 요소로 만드는 번개처럼 빠른 속도로 데이터를 처리해야 할 필요성을 강조합니다.

5G는 표준이 발전하고 지원 생태계가 발전함에 따라 제조 분야에서 훨씬 더 큰 가능성을 갖고 있습니다. 개발 중인 5G 표준과 함께 후속 릴리스에는 시간에 민감한 통신과 같은 새로운 기능이 포함될 것입니다. 이를 통해 장치 간 통신 및 제어의 더 긴밀한 동기화를 제공할 뿐만 아니라 위치 지정 및 위치 파악을 개선할 수 있습니다.

또한 시스템 상호 연결을 고려해야 합니다. 생산 시설에서 사용되는 다양한 표준 및 프로토콜에 걸쳐 통신하고 통합해야 할 필요성을 강조합니다. 여기서 네트워킹 연결은 시스템이 서로 효과적으로 통신하도록 하는 등식의 중요한 부분으로 작동하는 산업용 커넥터와 함께 일종의 단순하고 간소화된 '데이터 교환'을 제공해야 합니다.

장점

공급업체가 이러한 인프라 요구 사항을 빠르게 해결함에 따라 제조업체에 대한 잠재적인 이점은 상당합니다. 지원 프로세스 자동화, 실시간 보고, 개선된 공장 성능, 우수한 품질 보증 및 빠른 응답 시간은 모두 공장 현장에서 일어나는 일을 디지털 트위닝함으로써 가능합니다.

디지털 트윈 접근 방식은 제조업체가 변화하는 제품 수요 및 주문 파이프라인에 대응하여 워크플로 및 리소스를 구성하는 방법을 유연하게 모델링할 수 있는 탁월한 방법을 제공합니다.

디지털 트윈을 통해 훨씬 더 많은 일을 할 수 있지만 인간의 손길을 대체하지는 않습니다. 인더스트리 4.0의 목표는 인간의 지능을 대체하기보다는 증강하는 것이어야 합니다. 디지털 트윈은 제조 프로세스에 대한 인간의 통찰력을 강화하며, 틀림없이 아메리카 컵뿐만 아니라 데이터를 사용하여 산업이 안전, 생산성 및 효율성을 높일 수 있는 곳을 식별하는 데 '평범한 항해'를 할 수 있습니다.

제조 | 노키아 네트웍스