산업 전반에 확산된 디지털 트윈 플랫폼

그동안 기계 및 시스템 엔지니어링 분야에서 디지털 테스트 시뮬레이션이 개발 프로세스와 진행을 가속화하고, 품질 개선에 기여하여 비용을 낮추는 것으로 나타났다. 이 글에서는 다섯 가지 시나리오를 예시로 들었다.

Dr. 크리스챤 다니엘(Christian Daniel): ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH 시뮬레이션 기술 비즈니스 매니저

많은 기계 제조사와 시스템 제작사들이 자체적인 시뮬레이션 시스템을 운영하기 보다 시뮬레이션과 실시간 컨트롤 기술을 서로 연결하는 서비스 업체의 실시간 어플리케이션을 이용하고 있다. 이 과정에서 클라우드 솔루션이 많이 이용되고 있다. 이는 클라우드 솔루션이 장소와 시간에 상관없이 접근이 가능하기 때문이다. 기업들은 이제 시뮬레이션 소프트웨어 대신 자신들의 핵심 역량에 더욱 집중할 수 있고, 시뮬레이션 시스템의 관리와 유지에 대해서는 더 이상 신경 쓰지 않아도 된다. 이런 조건에서 그다음 단계는 플랫폼을 구축하는 것이다. 이러한 플랫폼에 시뮬레이션 시스템, 디지털 트윈 제작 도구 그리고 점진적으로 증가하는 가상 컴포넌트 라이브러리가 통합된다. 이 과정에서 모든 관련자들은 다음과 같은 상황을 접할 수 있다.

디지털 컴포넌트 라이브러리는 테스트 시뮬레이션이 앞으로 완전 자동으로 진행할 수 있을지에 대한 결정적인 근거가 된다.

기계 시스템 제조사들은 시뮬레이션 플랫폼의 일차 사용자로서 많은 응용 가능성을 얻을 수 있다.

컴포넌트 납품업체는 고객에 대한 서비스 편의성을 높이고, 시뮬레이션 사용자로서 자사 품질 수준을 개선한다.

시뮬레이션 플랫폼 공급자는 개별 시뮬레이션 시스템에 비해 뚜렷한 부가 가치를 자사 고객들에게 열어줄 수 있다.

ISG Industrielle Steuerungstechnik의 시뮬레이션 소프트웨어는 로봇 시스템, 구동 기술, 컨베이어 기술, 그리핑 시스템, 센서 장치 등에 대한 방대한 라이브러리를 갖추고 있다.

모두를 위한 플랫폼

다음 5가지 예시는 가상 컴포넌트 라이브러리가 계속 팽창하는 통합 플랫폼이 보다 빠르고 저렴하고 혁신적일 수 있도록 컴포넌트 및 시스템 제작사를 지원하는 다양한 방법을 보여준다.

1. 기존의 것 이용하기

연구개발 부서가 지금까지 회사에서 사용하지 않던 컴포넌트를 실험한다면, 많은 혁신적인 새로운 발전이 이루어질 수 있다.

가상 기계와 시스템은 모듈 방식으로 구성된다. 가장 작은 단위는 바로 컴포넌트이다. 일단 라이브러리에 작성되면 언제 어디서든 다시 이용할 수 있고 시뮬레이션 플랫폼으로 작업하는 모든 업체가 이용할 수 있다. 구성품을 디지털화하는 수고는 한 번이면 된다. 이후 각 기업의 사용자 그룹에게 직접 제공하고 경우에 따라 다른 이전 작업을 이용할 수도 있다.

2. 크고 작은 혁신을 위해 100% 활용하기

개발 작업은 시간과 비용이 많이 들고 자원과 결부되어 있다. 특히 중소기업들은 기술적으로 완전히 새로운 기술을 적용하는 것보다 이미 검증된 기술을 최적화하는 데에 중점을 둔다. 특히 연구개발 부서가 상대적으로 적은 노력으로 지금까지 회사에서 사용하지 않던 컴포넌트를 실험할 수 있다면, 이는 많은 혁신적인 새로운 발전이 이루어질 수 있다.

3. 최대로 가능한 대안으로만 만족을 줄 수 있다

지금까지의 납품 업체를 더 이상 이용할 수 없거나, 시스템의 구성품 또는 구성품 어셈블리를 다른 회사의 제품으로 대체해야 한다면, 기계 제조사는 데이터 베이스에 있는 다른 변종을 가상으로 시뮬레이션하고 비용이 상대적으로 적게 드는 최상의 솔루션을 선택할 수 있다.

4. 표준화가 비용을 낮춘다

라이브러리에서 사용할 수 있는 가상의 컴포넌트 수가 증가하면서, 점점 많은 제조사들이 시뮬레이션 플랫폼을 이용하고 있다. 기계 및 시스템 제조사가 무의식적으로 동일한 유형의 컴포넌트로 통일하려는 추세가 진행되고 있다. 주로 라이브러리에 존재하는 컴포넌트를 이용하기 때문이다. 따라서 컴포넌트 제조사와 시스템 제작사 모두 혜택을 보고 있다. 결국 표준화된 구성품이 기술적으로 최적화되고 제조할 경우 저렴하게 이용할 수 있다.

디지털 컴포넌트 라이브러리는 테스트 시뮬레이션이 앞으로 완전 자동으로 진행될 수 있는지에 대한 결정적인 근거가 된다. 사용자가 사전에 체크리스트를 이용하여 테스트 시퀀스를 구성하면, 시스템이 스스로 적절한 데이터 세트를 라이브러리에서 가져오고 컴퓨팅 프로세스를 실시한다. 시뮬레이션이 전체적으로 실행되고 후속 테스트를 더 이상 수동으로 시작할 필요가 없다.

컴포넌트 제조사들이 직접 실행한다

한 시스템의 구성품 또는 구성품 어셈블리를 다른 회사의 제품으로 대체해야 한다면, 기계 제조사는 데이터 베이스에 있는 모든 모델을 가상으로 시뮬레이션하고, 비용이 상대적으로 적게 드는 최상의 솔루션을 선택할 수 있다.

과거에는 시뮬레이션 소프트웨어 공급자가 고객을 위한 가상의 시스템 컴포넌트를 작성하는 경우가 많았다. 하지만 지금은 많은 컴포넌트 제조사들이 이 작업을 직접 맡아 실행한다. 그뿐만 아니라 컴포넌트 제조사들은 품질 보증을 위해 직접 시뮬레이션 시스템에 넣고 이 가상 세계의 시험 방법을 이용한다. 디지털 트윈을 이용하여 추가적으로 드는 비용도 적다. 이는 하드웨어 제작에 똑같은 데이터 세트를 사용하기 때문이다.

기계 및 시스템 제조사와 납품업체 등 많은 기업들도 공동으로 사용하는 시뮬레이션 플랫폼의 이점을 잘 알고 있다. ISG 지원으로 자신들의 컴포넌트, 어셈블리, 제어 도구를 통합하기 때문이다. ISG Industrielle Steuerungstechnik의 시뮬레이션 소프트웨어는 현재 로봇 시스템, 구동 기술, 컨베이어 기술, 그리핑 시스템, 센서 장치 등에 대한 방대한 라이브러리를 갖추고 있다.

이용 시나리오

 

디지털 트윈을 이용한 시뮬레이션

• 커미셔닝 시뮬레이션 및 실제 IBN을 우수하게 준비,

• 시간을 줄이기 위해 정비 작업 시뮬레이션,

• 시스템을 차단하지 않고, 디지털 트윈을 통해 교육,

• 전체 시스템이 모든 단계에서 디지털 테스트를 통해 초기 단계부터 오류를 발견,

• 기존 시스템을 재설정할 경우 장비 교체 시간을 줄이기 위해 구성과 IBN을 시뮬레이션

• 실제 조건에서 위험하거나 장비를 손상시킬 수 있는 고장 시뮬레이션