산업용 IoT:제조 부문에서 디지털 트윈의 부상

디지털 트윈이라는 용어는 센서와 같은 스마트 장치의 데이터를 사용하여 물리적 개체, 작동의 디지털 일치를 유지하는 개념화일 뿐입니다. 디지털 트윈과 물리적 일치 부분을 결합하는 채널을 디지털 스레드라고 합니다. 디지털 모델은 인공 지능 및 데이터의 적절한 통합으로 정기적으로 수정 및 업그레이드될 가능성이 높습니다. 또한 실제 및 동시 가상 현실을 제공합니다. 물리적 개체와 컴퓨터 생성 해당 항목을 결합하는 것이 중요합니다. 산업용 IoT의 기술 동향 증가함에 따라 디지털 트윈 기술은 그 어느 때보다 중요합니다.

디지털 상대는 네트워크 기술과 연결되어 문제를 제거하고 더 높은 운영 성능을 제공하는 능력으로 인해 이 디지털 매칭 부품이 모든 조직의 필수 기술로 만들어지고 있습니다.

회사에 제품의 완전한 디지털 복제본을 제공함으로써 디지털 트윈 기술을 통해 업계는 장비의 물리적 문제를 사전에 충분히 감지하여 잠재적인 문제가 발생하기 전에 적절한 조치를 취할 수 있습니다.

그러나 장비의 디지털 복제본을 만드는 것은 어려운 작업입니다. 이를 가능하게 하는 가장 좋은 방법은 제조 단위의 한 사업부에 대한 디지털 대응물을 생성하여 실행한 다음 제조 단위의 다른 영역에 대한 디지털 매칭 부품 개발을 진행하는 것입니다.

또한 디지털 트윈은 CAD(Computer-Aided Design)와 다릅니다. 디지털 대응물의 진정한 잠재력은 산업에서 물리적 영역과 디지털 영역 사이에 실제로 널리 퍼져 있는 연결을 신속하게 제공할 수 있다는 것입니다.

디지털 트윈 기술의 기능:

이 현대 기술에서는 공장의 물리적 개체와 함께 제공되는 센서가 데이터를 수집하고 데이터를 컴퓨터 생성 복제본으로 전송하고 이들의 통신은 궁극적으로 물리적 개체의 성능을 향상시킵니다. 케이크의 핵심은 장비가 제조 단위에서 물리적으로 구성되기 훨씬 이전에 가상 대응물을 생성할 수 있다는 것입니다.

특정 물리적 제품의 정확한 가상 부분을 만들기 위해 엔지니어는 제조 통계, 작업에 대한 정보 및 분석 소프트웨어와 같은 다양한 소스에서 데이터를 수집하고 혼합하는 것이 필수적입니다. 이 외에도 특정 장비의 컴퓨터 생성 복제본에 통합되는 AI 절차의 요구 사항도 있습니다.

제조 단위의 디지털 복제품은 다음과 같이 다양한 수준에서 사용됩니다.

#1 구성 요소 수준:

이 수준의 Digital Twin은 전체 제조 절차에서 중요한 단일 구성 요소를 강조합니다. 가장 필요한 유일한 부품과 제조 공정은 특정 구성 요소에 크게 의존합니다.

#2 자산 수준:

Asset Level의 Digital Replica는 생산 단계에서 활용되는 장비의 특정 부분의 디지털 복제본을 개발합니다.

#3 시스템 수준:

제조업체가 전체 생산 라인을 즉석에서 처리해야 할 때마다 시스템 수준의 디지털 복제가 구현됩니다.

#4 프로세스 수준:

프로세스 수준은 제품의 전체 수명 주기를 살펴봅니다. 제품/공정 설계 및 개발에서 시작하여 제조 또는 생산, 유통, 최종 사용자가 제품을 사용하는 방식에 이르기까지. 결과적으로 현재와 미래의 제품 개발에 도움이 됩니다.

디지털 트윈 컨셉 디자인 계획:

#1 건설:

이 단계에는 물리적 개체와 그 주변 환경에서 통찰력을 측정하는 다양한 센서가 장착된 물리적 개체가 포함됩니다. 측정은 2가지 범주로 분류됩니다.

색상 균일성, 토크, 변위 및 인장 강도와 같은 장비의 물리적 성능과 관련된 작동 측정
기압, 주변 온도 및 습도와 같은 물리적 장비 작동에 영향을 미치는 외부 데이터입니다.

이러한 측정은 인코더를 사용하여 보안 디지털 메시지로 변환할 수 있습니다. 이러한 디지털 메시지는 장비의 디지털 복제본으로 전송됩니다.

#2 의사소통:

이 특정 단계는 물리적 프로세스와 디지털 플랫폼 간의 원활한 양방향 연결을 실시간으로 실현합니다. 네트워크 연결은 물리적 장비의 가상 상대를 지원하기 위해 포함되어야 하는 중요한 요소입니다. 여기에는 3가지 요소가 더 포함됩니다.

가장자리 처리:
이 인터페이스는 센서를 프로세스 히스토리언과 연결한 다음 센서의 데이터를 처리하여 플랫폼으로 전달합니다. 이것은 데이터 형식을 이해할 수 있도록 하고 네트워크 통신을 줄이기 위해 독점 프로토콜을 변환합니다. 에지 프로세싱은 엔드포인트에서 수집된 데이터를 처리하여 네트워크 통신을 더 빠르게 만듭니다.
통신 인터페이스:
통신 인터페이스는 처리된 데이터(정보)를 센서 기능에서 통합 기능으로 전송하는 데 도움이 됩니다. 디지털 트윈 구성에 따라 통찰력을 생성하는 센서는 광산 작업, 가정, 주차장, 거의 모든 위치에 배치될 수 있습니다.
에지 보안:
새로운 센서와 통신의 도입은 빠르게 진화하는 새로운 보안 위협을 가져옵니다. IP 지원 자산이 시간이 지남에 따라 성장함에 따라 디지털 트윈을 안전하게 활성화하기 위한 새로운 솔루션의 필요성이 필요할 것입니다. 방화벽, 암호화, 애플리케이션 키 및 기기 인증서를 사용하는 것이 가장 일반적인 보안 접근 방식입니다.

#3 집계:

데이터 집계는 분석을 위해 쉽게 처리되고 준비될 수 있는 데이터 웨어하우스/리포지토리로의 데이터 수집을 지원할 수 있습니다. 데이터 집계 및 처리는 클라우드 또는 온프레미스 모두에서 수행할 수 있습니다.

#4 분석:

실행되는 또 다른 단계는 데이터를 분석하는 것입니다. 이 단계에서는 전체 데이터를 철저히 조사하고 구상합니다. 대부분 데이터 분석가와 과학자는 고급 분석 플랫폼을 사용하여 데이터에서 통찰력을 생성하여 지능형 의사 결정을 실현합니다.

#5 통찰력 단계:

분석에서 생성된 통찰력은 시각적 표현과 함께 대시보드에 표시되며, 이는 물리적 세계 아날로그와 디지털 트윈 모델의 성능에서 하나 이상의 차원에서 약간의 차이를 강조 표시합니다. 잠재적으로 조사가 필요한 영역을 나타냅니다.

#6 행동:

여기에서 이전 단계에서 생성된 실행 가능한 통찰력을 활용하고 이를 물리적 자산에 피드백합니다. 통찰력은 명령을 디코딩하는 디코더를 통과하고 장비의 제어 및 이동을 담당하는 액추에이터에 공급됩니다. 공급망을 제어하는 백엔드 시스템에서도 통찰력을 업데이트할 수 있습니다.

디지털 트윈 기술의 초석을 마련하는 방법은 무엇입니까?

#1 기회 찾기:

처음에는 디지털 트윈 기술의 이점을 얻을 수 있는 제조 단위 영역을 구상하고 축소하는 것이 중요합니다. 필요와 올바른 시나리오는 모든 제조 단위마다 다를 수 있지만 다음과 같은 특성을 가질 것입니다.

선택한 물리적 장비는 가상 대응물을 만드는 데 비용을 투자하기 위해 제조 프로세스의 중요한 요소여야 합니다.
제품 – 기업이나 고객 모두에게 잠재적으로 가치를 부여할 수 있는 프로세스 관련 문제를 해결할 수 있습니다.

기회의 범위를 좁힌 다음에는 디지털 트윈의 이점을 제공할 수 있는 프로세스 요소를 인식하기 위해 기회를 추가로 평가해야 합니다.

#2 프로세스 감지:

다음 단계는 가능한 가장 높은 가치와 높은 성공률을 가진 파일럿 디지털 트윈 구성을 인식하는 것입니다. 조직 변경 관리 요소 및 운영을 고려하여 파일럿에 가장 적합한 후보를 식별할 수 있습니다. 기업은 종종 고도로 복잡한 장비 또는 프로세스의 디지털 트윈을 구축하는 과정에서 잘못된 접근 방식을 선택하고 문제에 직면할 수 있습니다. 대신 심층적이기보다는 광범위하게 진행하는 데 초점을 맞춰야 합니다. 디지털 트윈을 조직 전체에 광범위하게 배포하여 최고의 가치와 지원을 이끌어내는 것입니다.

#3 초보자를 위한 범위 좁히기:

범위를 제한하기 위해 파일럿은 모든 사업부 또는 제품의 하위 집합이 될 수 있습니다. 제한된 범위는 최소한 기업에 가치를 보여주어야 합니다. 파일럿 개발을 진행하면서 구현자는 적응력이 있어야 하고 열린 사고방식을 가져야 합니다. 불가지론적 생태계는 적응성과 데이터 통합을 허용하고 새로운 파트너 또는 기술을 활용할 것입니다.

데이터(정형 및 비정형) 및 모든 데이터 원본(새 센서 또는 외부 데이터 원본)에 구애받지 않고 확장을 지원하기에 충분히 확장 가능한 종단 간 솔루션이 필요합니다.

#4 지표 확장:

파일럿이 성공하면 더 확장할 수 있습니다. 이제 파일럿을 확장하고 이점을 얻을 수 있는 기회를 식별해야 합니다. 유사하고 파일럿과 상호 연결되어 있는 인접 프로세스 또는 프로세스를 대상으로 시작하는 것이 좋습니다. 파일럿 개발 중에 저지른 실수에서 배우고 신속하게 확장하십시오.

예, 디지털 트윈 채택으로 파생된 가치를 주주 및 대기업에 전달하는 것을 잊지 마십시오.

#5 평가:

구현 후 이러한 솔루션을 모니터링하고 측정하면 디지털 트윈이 제공하는 가치를 측정할 수 있습니다. 미래의 디지털 트윈 프로세스를 반복적으로 변경하고 결과를 관찰하여 디지털 트윈의 가능한 최상의 구성을 식별할 수 있습니다.

요약:

간단히 말해서 첨단 기술 트렌드인 디지털 트윈 기술은 산업용 IoT 응용 프로그램 배포에서 중요한 역할을 할 것이라고 결론지을 수 있습니다. 이 새로운 기술은 또한 산업에 향상된 수익을 제공하고 장비 및 프로세스의 문제로 인해 발생하는 원치 않는 간접비를 줄이는 데 도움이 될 것입니다. 디지털 트윈 기술 추세는 유지 관리 비용을 상당히 줄이는 데에도 도움이 됩니다. 또한 조직 내 생산 라인의 일관성도 향상됩니다. 결국 이러한 기술 트렌드는 산업의 궁극적인 목표인 고객 서비스도 향상시킵니다.

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