인더스트리 4.0 시리즈로 가는 길: (3부) 작업 현장에서 제품까지

이 시리즈의 3부에서는 '디지털 트윈'이라는 주제와 제조에서의 역할을 살펴봅니다. 우리는 이 혁신적인 기술이 제품 개발, 작업 현장 최적화, 예측 유지 관리 및 공급망 효율성을 어떻게 변화시키고 있는지 살펴봅니다. 두 번째 기사에서 공유한 통찰력을 바탕으로 제조 가치 사슬 전반에 걸쳐 디지털 트윈의 적용 및 통합에 대해 더 깊이 탐구합니다.

제조 조직은 다양한 디지털 도구와 지원 기능을 활용하여 공장 운영의 효율성과 효율성을 크게 향상시켜 왔습니다. 오늘날 그들은 제조 작업에 디지털 트윈 기술을 활용하여 이를 한 단계 발전시키고 있습니다.

많은 기업들이 작업 현장 시뮬레이션, APS(Advanced Production Scheduling), MES(제조 실행 시스템) 및 CMT(상태 모니터링 기술)와 같은 핵심 시스템을 사용해 왔습니다. 잘 구현되면 이러한 도구는 효율성을 높이고 이제 플랜트의 지속 가능하고 안전하며 생산적인 운영에 필수적입니다.

이제 제조 분야에서 다음 단계의 성과를 달성하기 위해 조직은 이 기술 기반을 구축하여 새롭고 풍부한 데이터 세트를 적용하여 이점을 얻으려고 합니다. 이러한 핵심 도구를 3D 모델링, 생산 흐름 분석, 기계 상태를 포함한 새로운 디지털 솔루션과 통합하면 제조 효율성 향상에 대한 더 큰 디지털 통찰력이 가능해집니다.

이러한 제조 디지털 기능을 통해 이제 작업 현장과 최종 제품 모두에서 산업적 맥락에서 실행되는 디지털 트윈(Digital Twin) 개념의 채택이 가능해졌습니다. 일반적으로 제품의 디지털 표현을 만드는 데 사용되지만 시리즈의 이 장에서는 제조 분야에서 이를 보다 광범위하게 적용할 수 있는 방법을 살펴보겠습니다.

디지털 트윈은 다양한 조건에서 동작과 성능을 시뮬레이션하고 실시간 이벤트를 모니터링하는 데 사용되는 시스템, 프로세스 또는 제품의 가상 복제본입니다. 제조 과정에서 이는 특정 생산 라인에 대한 것일 수도 있고 생산 프로세스 내의 실제 시나리오에 대한 것일 수도 있습니다.

디지털 트윈은 일반적으로 시각적 결과를 숫자 결과 또는 구두 작업 지침과 병합하며 일반적으로 세 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다.

이 세 가지 구성 요소를 갖춘 디지털 트윈은 물리적 대응의 성능을 복제, 분석 및 최적화할 수 있습니다. 이는 모두 가상으로 진행되는 생산, 유지 관리, 실제 설계 변경 및 스트레스 테스트 프로세스를 간소화하는 데 적용할 수 있습니다. 가동 중지 시간에 대한 영향이 전혀 없으며 실제 환경에서 원활하고 효율적으로 구현하기 전에 변경 사항을 미세 조정하여 테스트하고 모델링할 수 있습니다.

디지털 트윈은 제조 가치 사슬 전반의 물리적 생산, 비즈니스 프로세스 및 의사 결정 활동에 적용될 수 있습니다. 현재 상태의 애플리케이션과 통합이 가장 두드러지게 활성화되는 두 가지 영역은 다음과 같습니다.

팀이 변경 사항을 실험하려는 경우 새 제품이나 업데이트된 제품의 제조를 테스트하기 위한 오랜 시행착오 프로세스가 기다리는 경우가 많습니다.

제조업체는 Digital Twins를 사용하여 업데이트된 생산 구성을 가상으로 테스트하는 동시에 비용이 많이 드는 감독 위험을 최소화할 수 있습니다. 다양한 시나리오의 디지털 시뮬레이션은 실제 테스트보다 훨씬 빠르고 리소스 소모도 적습니다.

생산 프로세스의 설정값을 변경하고 결과를 예측함으로써 팀은 시스템의 잠재적인 문제와 병목 현상을 식별할 수 있습니다. 이는 폐기물 발생을 줄이고 특히 복잡한 프로세스와 기계를 갖춘 공장에서 많은 비용과 시간을 절약할 수 있습니다.

이는 종종 CAD가 포함된 IoT 플랫폼을 통해 통합된 3D 에뮬레이션 소프트웨어를 통해 수행됩니다. 여기서 라우팅 및 운영 작업 지침 정보는 시운전 팀이 생산 라인 흐름 설정을 위한 시나리오를 시뮬레이션하는 기초로 사용될 수 있습니다. 이는 라인 흐름을 최적화하고 보다 쉬운 설치를 위해 라인의 시각적 디자인을 설정하는 데 도움이 됩니다.