디지털 트윈 기술이 제조 기술 격차를 해소하는 방법

조직에서 비즈니스 운영의 가상 표현을 생성하는 디지털 트윈의 개념은 수십 년 동안 다양한 형태로 존재해 왔지만 최근 몇 년 동안 엄청난 변화를 겪었습니다.

이전에는 데이터를 입력하고 다양한 시나리오의 잠재적인 결과를 확인하기 위해 스프레드시트를 사용하여 디지털 트윈을 만들었습니다. 인공 지능과 가상 현실의 발전 덕분에 디지털 트윈 기술은 전 세계 어디에서나 액세스할 수 있는 끝없는 데이터 스트림을 기반으로 더 빠르고 정확한 예측으로 발전했습니다. 본질적으로 제조 회사를 위한 "메타버스"를 만들고 있습니다.

데이터의 직접 공급을 사용하고 기계 학습을 적용함으로써 디지털 트윈 기술은 제조 공장이 데이터를 실시간으로 활용하여 더 스마트하고 효율적이 되도록 합니다. 제조 프로세스의 격차를 식별하고 정보를 수집하면서 정확도를 높여 유지보수 또는 결함 생성 문제의 타이밍을 예측함으로써 이를 수행합니다. 이러한 문제를 조기에 또는 발생하기 전에 관리하면 가동 중지 시간과 생산성 손실을 방지할 수 있습니다.

제조 부문에서 숙련된 노동력 부족으로 어려움을 겪고 있는 상황에서 디지털 트윈 기술은 리더가 리소스 제한에도 불구하고 생산적이고 안전한 공장 현장을 유지하는 데 도움이 됩니다.

린 운영 지원

숙련된 제조 노동자가 은퇴하고 그들을 대체할 수 있는 숙련 노동자가 거의 없는 상황에서 미국 산업 부문은 몇 년 동안 기술 부족에 직면해 있습니다. COVID-19 대유행으로 촉발된 대 사퇴는 도전을 가중시켰을 뿐입니다.

제조업체가 새로운 인재를 유치하고 온보딩하고 교육하는 데 어려움을 겪으면서 디지털 트윈 기술은 많은 제조업체의 생명줄 역할을 하고 있습니다. 회사에서는 가장 생산적인 옵션을 찾고 가동 중지 시간을 방지하기 위해 다양한 장비 설정을 테스트하는 데 이 도구를 사용하고 있습니다. 또한 자동화를 통해 많은 제조 공장에서 가용 노동력 감소에도 불구하고 생산을 계속할 수 있습니다. 디지털 트윈이 데이터를 분석하여 다양한 입력과 프로세스가 생산성에 미치는 영향을 확인하므로 단일 기계 운영자가 여러 기계를 자율적으로 실행할 수 있습니다.

디지털 트윈 기술은 팀이 제품의 여러 반복을 개발하여 어떤 디자인과 재료가 최고의 최종 제품을 생산할지 결정하는 제조의 프로토타이핑 단계에서 특히 유용합니다. 디지털 트윈은 프로토타이핑 프로세스를 간소화하여 시장 출시 시간을 단축하는 동시에 비용을 절감할 수 있습니다. 디지털 트윈 프로토타입은 가능한 여러 반복에 재료와 생산 시간을 할애하지 않고도 디자인 팀이 실제 세계에서 다양한 모델의 성능을 확인할 수 있는 디지털 렌더링입니다. 프로토타입에는 물리적 속성, 속성, 작동 매개변수, BOM, 부품 번호 등에 관한 정보가 포함될 수 있습니다. 디지털 프로토타입을 사용하면 프로세스 초기에 제품을 구축할 수 있으며 가상 현실을 사용하여 시뮬레이션을 실행할 수 있습니다. 물리적 기계가 구축되기 전에 설계를 개선하기 위해 신속하게 변경할 수 있습니다.

기존의 시장 출시 기간에 2~3개의 프로토타이핑 주기가 필요한 경우 초기에서 중간 단계에서 디지털 트윈을 사용하면 전체 프로토타입 주기 1개를 제거하여 시간, 리소스 및 비용을 줄일 수 있습니다.

작업장 조건 최적화

주어진 시간에 얼마나 많은 직원이 일할 것인지, 기술 수준 및 장비 요구 사항을 고려하여 디지털 트윈은 특정 직원을 다른 영역으로 이동할 때 생산성이 어떻게 영향을 받는지 시뮬레이션할 수 있습니다. 워크플로의 균형을 유지하고 작업자와 장비의 어떤 조합이 가장 생산적일지 예측할 수 있습니다.

또한 디지털 트윈은 장비의 수명, 사용된 재료, 유지 관리 기록 및 기타 데이터 포인트와 같은 요인을 기반으로 오류를 예측할 수 있으므로 작업자가 불필요한 가동 중지 시간을 피하기 위해 예방 유지 관리의 우선 순위를 지정할 수 있습니다.

장비 고장 시 디지털 트윈을 통해 가상 문제 해결이 가능하므로 직원이 고장 원인과 가능한 해결 방법을 조사할 수 있습니다. 이렇게 하면 문제를 진단하고 수동으로 솔루션을 찾는 데 필요한 불필요한 시간과 노력이 줄어듭니다. 그런 다음 리더는 각각의 잠재적인 장비 문제를 살펴보는 대신 올바른 전문가의 도움을 받아 문제를 해결할 수 있습니다. 디지털 트윈은 고성능 컴퓨터에서 실행되기 때문에 몇 시간 또는 며칠이 아닌 몇 분 안에 분석 및 시뮬레이션을 완료할 수 있습니다.

구현 단계

고위 리더가 디지털 트윈 기술의 잠재적인 이점을 이해하고 나면 제조 리더는 구현 프로세스를 진행할 수 있습니다. 새로운 기술이 도입되면 다음과 같은 주요 단계를 수행하는 것이 중요합니다.

디지털 트윈을 설정하면 제조업체가 작업 현장의 생산성과 안전성을 개선하는 데 도움이 될 수 있지만 성공하려면 몇 가지 조건이 충족되어야 합니다. 안전한 네트워크를 보장하는 것과 마찬가지로 정확한 데이터에 대한 액세스를 제공하는 것이 중요합니다. 기술 사양 외에도 리더는 모든 직원이 프로세스에 참여할 수 있도록 충분한 교육, 커뮤니케이션 및 인센티브를 제공해야 합니다. 효과적인 변경 관리는 성공적인 구현의 핵심입니다. 공급자는 플랫폼 사용 방법에 대해 직원을 교육하면서 디지털 트윈의 이점을 보여야 합니다. 정확성이 항상 100%는 아니지만, 특히 초기에는 80%에서 90%의 경우에도 디지털 트윈이 결과를 쉽게 개선할 수 있으며 더 많은 데이터를 수신하고 분석함에 따라 계속 개선될 것임을 이해하는 것이 중요합니다.

이 분야에서 경험이 풍부한 파트너와 협력하는 것도 제조업체가 가치를 실현하는 데 도움이 됩니다. 특정 공장이 어떻게 설정되었는지, 어떤 유형의 장비가 사용되는지, 산업별 과제를 자세히 이해하고 있는 디지털 트윈 제공업체는 회사의 요구와 목표를 충족하는 디지털 트윈을 더 잘 만들 수 있을 것입니다.

CV Ramachandran은 PA Consulting의 디지털 혁신 및 운영 개선 전문가이고 Vignesh Ramesh는 디지털 건강 전문가입니다.