디지털 트윈 완벽 가이드: 혁신 가속화와 비용 절감

예를 들어, 올봄 제36회 아메리카 컵에서는 우주 시대의 초고속 AC75 단일 선체 요트가 선보일 예정입니다. 시험에서 한 팀은 디지털 트윈 기술을 사용하여 새로운 AC75 보트에서 선원들의 성능을 에뮬레이션했습니다. 이는 이전 테스트 방법에 비해 프로토타입 개발을 획기적으로 가속화한 업적입니다.

이제 도시 계획, 의료, 자동차 설계 등 분야에 배포된 디지털 트윈은 제조 부문에도 엄청난 잠재력을 보유하고 있습니다. 이는 향상된 안전성, 개선된 생산성, 더 큰 효율성이라는 제조업의 지속적인 탐구를 돕습니다.

핵심은 데이터에 있다

새로 얻은 위상을 고려할 때, '디지털 트윈'이라는 용어는 다양한 관련 기술 혁신의 포괄적인 용어가 되었습니다. 증강현실, 향상된 사용자 인터페이스, 3D 모델링 등이 그 예입니다.

또한 '디지털 스레드'라는 개념도 있습니다. 이는 자산의 수명 주기 전반에 걸쳐 연결된 데이터 흐름과 데이터의 통합된 뷰를 가능하게 하는 통신 프레임워크를 의미합니다. 생성부터 폐기까지 제품 또는 시스템의 평생 기록으로서, 디지털 스레드는 전통적으로 사일로화된 기능 전반에 걸친 통찰을 가능하게 합니다.

이러한 혁신들이 모두 관련 기능을 포함할 수 있다는 것은 사실이지만, 진정한 디지털 트윈의 핵심은 데이터, 순수하고 단순하게 데이터에 있습니다. 본질적으로 디지털 트윈은 물리적 객체를 실시간으로 나타내는 디지털 데이터의 생성 또는 수집입니다.

이를 제조업과 연관시키고, 핵심 구성 요소를 인간 특성에 비유해 가정해 보면: 운영 장비는 근육, 연결성은 신경계이고, 디지털 트윈은 뇌입니다.

우리가 현실 세계에서 뇌의 기억, 기록, 분석, 처리, 예측 능력을 직관적으로 사용하는 것처럼, 디지털 트윈도 수집된 데이터를 분석하여 디지털 세계에서 똑같이 할 수 있습니다. 제조 세계에서 디지털 스레딩과 디지털 트윈에 기여하는 데이터 입력은 운영 기능을 최적화하여 처리량을 늘리고 효율성을 개선하는 데 도움이 됩니다.

의식 있는 공장

실시간 공장 데이터의 최대 90%가 사용되지 않는 제조 현장에서, 디지털 트윈은 프로세스 통찰을 위해 해당 정보를 더 잘 활용할 수 있는 강력한 기반을 제공합니다.

우리의 울루 '의식 있는 공장' 경험을 통해, 우리는 운영 장비에 내장된 지능을 활용하여 디지털 트윈을 통해 이러한 통찰을 평가하는 직접적인 지식을 가지고 있습니다.

예를 들어, 생산 환경 모니터링. 여기에서 다양한 데이터 소스를 활용하여 습도와 온도의 편차를 관찰하고, 조정이나 유지보수가 필요할 수 있는 위치를 식별하기 위해 자동 알람이 트리거됩니다.

디지털 트윈은 또한 연결된 기계와 데이터 소스 전반에 걸쳐 자동화된 실시간 공정 분석을 제공하여 오류 탐지와 수정을 가속화합니다. 그리고 조립 공정 모니터링을 통해, 실시간으로 각 로봇 셀의 상태와 진행 상황을 중앙 사용자 인터페이스에서 볼 수 있으며, 개별 제품 수준까지 가시성을 확보할 수 있습니다.

인프라가 중요하다

물론 이러한 수준의 통찰을 현실로 만들기 위해서는 인프라 요구 사항이 필요합니다.

내장형 지능은 디지털 트윈의 첫 번째 전제 조건입니다. 사물인터넷(IoT)은 제조 시설의 센서 수를 문자 그대로 폭발적으로 증가시키고 있습니다. 그리고 이 데이터 생성 능력의 증가는 점점 더 장비 설계 단계에서 내장되고 있습니다. 생성되는 데이터를 처리하고 표준화하는 능력도 이를 이해하는 분석 노하우와 일치해야 합니다.

올바른 종류의 유연하고 견고한 연결성도 중요합니다. 이는 일반적으로 와이파이 성능을 초과하는 산업 등급의 연결성을 의미합니다. 점점 더 많은 제조업체가 데이터 집약적인 운영 기술을 위해 필요한 신뢰성, 보안, 고대역폭을 제공하기 위해 4G/LTE 및 5G 프라이빗 무선 네트워크로 이동하고 있습니다.

디지털화와 산업 4.0 여정의 일환으로 제조업체들은 인공지능(AI), 머신 러닝, 자동화, 증강 지능도 고려하고 있습니다. 그러나 이 모든 눈길을 끄는 역량에는 하나의 눈에 띄는 연결성 필수 요소인 낮은 지연 시간이 필요합니다.

실시간 및 상호 연결

이 점에서 4G/LTE는 디지털 트윈을 효과적으로 만드는 낮은 지연 시간과 빠른 응답 시간을 제공하는 최소한의 무선 연결 표준입니다. 데이터를 즉각적으로 전달하고 즉각적인 운영자 대응을 가능하게 합니다. 이는 데이터를 번개 같은 속도로 처리해야 할 필요성을 강조하며, 이는 엣지 컴퓨팅을 필수적으로 만듭니다.

5G는 표준이 진화하고 지원 생태계가 개발됨에 따라 제조업에 더 큰 약속을 가지고 있습니다. 5G 표준이 지속적으로 개발됨에 따라, 후속 릴리스에는 시간 민감 통신과 같은 새로운 기능이 포함될 것입니다. 이는 장치 간의 통신 및 제어에 대한 더 엄격한 동기화와 향상된 위치 파악 및 로컬라이제이션을 제공할 것입니다.

또한 시스템 상호 연결을 고려해야 합니다. 생산 시설에서 사용되는 다양한 표준과 프로토콜 전반에 걸친 통신 및 통합의 필요성을 강조합니다. 여기서 네트워킹 연결은 시스템이 서로 효과적으로 통신하게 하는 방정식의 중요한 부분인 산업용 커넥터와 함께 일종의 단순하고 간소화된 '데이터 교환'을 제공해야 합니다.

긍정적 효과

공급업체들이 이제 이러한 인프라 전제 조건을 빠르게 해결함에 따라, 제조업체들을 위한 잠재적 이점은 상당합니다. 지원 공정의 자동화, 실시간 보고, 공장 성능 개선, 우수한 품질 보증, 빠른 응답 시간 등이 공장 바닥에서 일어나고 있는 일을 디지털 트윈으로 구현함으로써 가능해집니다.

디지털 트윈 접근 방식은 제조업체가 변화하는 제품 수요와 주문 파이프라인에 대응하여 워크플로와 리소스를 구성하는 방법을 유연하게 모델링할 수 있는 훌륭한 방법을 제공합니다.

디지털 트윈이 우리를 훨씬 더 많은 것을 할 수 있게 하지만, 인간의 손길을 대체하지는 않습니다. 산업 4.0의 목표는 인간의 지능을 대체하는 것이 아니라 증강하는 것이어야 합니다. 디지털 트윈은 제조 공정에 대한 인간의 통찰을 증강하며, 논쟁의 여지가 있지만 아메리카 컵뿐만 아니라 데이터 활용을 통해 산업이 안전, 생산성, 효율성 향상을 이룰 수 있는 곳을 식별하는 데 '순항'을 가능하게 할 수 있습니다.

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