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실제 공장을 직접 방문하지 않고도 가상 공장에 접속하여 잠재적인 문제를 모니터링하고 정확하게 진단하는 것을 꿈꾸고 계신가요? 이 아이디어는 전혀 새로운 것이 아닙니다. 사실, 지난 세기의 이야기입니다. 하지만 당시에는 오늘날 우리가 알고 있는 디지털 트윈을 구현할 기술이 없었습니다.

디지털 트윈이란 무엇인가요?

디지털 트윈은 부품, 기계 또는 설비의 가상 환경입니다. 시뮬레이션이 특정 모니터링 측면이나 프로세스에 초점을 맞추는 반면, 디지털 트윈은 여러 시뮬레이션을 동시에 실행하고 여러 프로세스를 실시간으로 연구할 수 있습니다. 디지털 트윈은 운영 데이터를 수집하는 양방향 정보 흐름을 제공하여 조치에 유용하게 활용할 수 있습니다.

어떤 애플리케이션이 디지털 트윈의 이점을 누릴 수 있나요?

디지털 트윈이 분명한 이점을 제공하는 여러 응용 분야가 있습니다. 예를 들어, 건물이나 교량과 같이 물리적으로 큰 규모의 프로젝트에 가상 트윈을 사용할 수 있습니다. 이 기술은 제트 터빈이나 풍력 터빈, 자동차, 트럭, 기차, 항공기 등 기계적으로 복잡한 프로젝트에도 적용될 수 있습니다. 마지막으로, 에너지를 생산하거나 송전하는 전력 장비나 제조 프로젝트에서도 가상 트윈을 활용할 수 있습니다.

하지만 모든 애플리케이션이 이 기술에 적합한 것은 아닙니다. 프로젝트가 복잡할수록 가상 트윈을 더욱 효과적으로 활용할 수 있다는 점을 강조해야 합니다. 가상 트윈은 집중적이고 규칙적인 센서 데이터 흐름을 제공합니다. 따라서 가상 트윈을 구현하는 데는 상당한 자본 투자가 필요하며, 생산성과 효율성 향상을 달성하지 않는 한 재정적 측면에서 정당화될 수 없습니다.

디지털 트윈의 이점

그렇긴 하지만, 디지털 트윈은 다음과 같은 큰 이점을 제공할 수 있습니다.

1. 더 나은 연구 개발 : 디지털 트윈 센서가 제공하는 방대한 양의 데이터는 적절하게 활용될 경우 복잡한 제품의 연구 및 설계 단계를 단축하여 투자 수익률(ROI)과 출시 기간을 단축할 수 있습니다. 또한, 이 기술은 생산 전 프로토타입 단계에서 수정 가능한 잠재적 문제에 대한 유용한 통찰력을 얻는 데 도움이 될 수 있습니다.
2. 효율성 향상 : 디지털 트윈은 특정 기계부터 전체 생산 라인이나 제조 시설까지 미러링하고 모니터링하는 데 매우 유용합니다. 이 기술은 고장이나 문제를 예측하여 문제가 발생하기 전에 해결할 수 있도록 도와줍니다. 결과적으로 전체 제조 공정에서 최고의 효율성을 유지할 수 있습니다.
3. 수명 주기 관리 : 디지털 트윈은 제조업체가 생산 라인에 포함된 기계의 수리 및 교체 옵션을 계획하는 데 도움을 줍니다. 이를 통해 비용이 많이 드는 가동 중단을 방지하고 수리 비용을 절감할 수 있습니다. 또한 디지털 트윈은 기존 운영과 100% 호환되는 새 기계를 설치하기 위한 예정된 가동 중단 시간을 계획하는 데에도 도움이 될 수 있습니다.

디지털 트윈의 하드웨어

하드웨어 측면에서 이 기술은 아래에서 자세히 설명하는 몇 가지 과제를 안고 있습니다.

호환성

디지털 트윈은 인터넷이나 인트라넷을 통해 상호 연결된 장치입니다. 센서 수준에서 데이터 센터에 이르기까지, 양방향으로 데이터를 전송할 수 있는 수백 개의 장치를 연결해야 합니다. 최신 제조 장비에는 센서와 모니터링 소프트웨어가 포함됩니다. 하지만 경우에 따라 기계에 센서를 추가해야 할 수도 있습니다. 필요한 정보를 수집할 적절한 센서와 컴퓨터 또는 서버와 정보를 주고받을 적절한 게이트웨이를 선택하는 것부터 문제가 시작됩니다. 센서와 게이트웨이에 대해 더 자세히 알아보려면 이 게시물 과 이 게시물을 참조하세요. 결과적으로 수백 개의 장치는 분산 아키텍처에서 흔히 발생하는 재고 문제가 될 수 있습니다. 설치된 장치를 추적하지 못하는 것을 방지하기 위해 디지털 트윈에 대한 체계적인 유지 관리 계획을 구현해야 합니다.

대량의 데이터

프로젝트가 복잡하거나 시설이 커질수록 데이터 양은 기하급수적으로 증가합니다. 따라서 컴퓨터와 서버에는 강력한 처리 능력이 요구됩니다. 또한, 공장의 본격적인 디지털 트윈을 구현하기 전에 클라우드, 포그, 엣지 컴퓨팅 기능을 미리 설치해야 할 수도 있습니다. 따라서 양방향으로 데이터를 효율적으로 전송하려면 안정적이고 빠르며 안전한 네트워크(인터넷 또는 인트라넷)가 필수적입니다.

거친 환경

산업용 디지털 트윈은 생산 현장에 설치된 컴퓨터를 통해 데이터를 처리한 후 메인 서버로 전송하는 데 의존합니다. 이러한 컴퓨터는 팬 없이 효율적인 냉각 기능을 제공하고 물이나 먼지 유입을 방지하는 등 특수 기능을 제공해야 합니다. 산업용 컴퓨터는 일반적으로 24시간 내내 집중적으로 작동해야 하며 고온에도 견뎌야 합니다. 따라서 혹독한 산업 환경에서도 원활하게 작동하려면 적절한 인증 수준을 갖춘 특수 컴퓨터에 투자하는 것이 좋습니다.이 게시물 에서 산업용 컴퓨터에 대한 자세한 내용을 확인할 수 있습니다.

보안

장치를 인터넷이나 인트라넷에 연결할 때는 항상 보안 위험이 따릅니다. 디지털 및 물리적 사이버 공격이 증가함에 따라 하드웨어에 보안 기능을 추가할 필요성을 고려해야 합니다. 제조업체에 하드웨어에 추가해 달라고 요청할 수 있는 몇 가지 보안 기능은 이 게시물 에서 확인할 수 있습니다. 이러한 기능은 특히 보안 데이터 센터 환경 외부에 설치된 장비나 컴퓨터에서 네트워크에 대한 물리적 접근을 방지하는 데 도움이 됩니다. 대부분의 공격은 금전적 이익을 취하거나 회사의 평판을 손상시키는 데 사용될 수 있는 민감한 정보를 획득하는 것을 목표로 한다는 점을 기억하십시오. 더 자세한 내용은 사이버 보안 블로그 시리즈를 참조하세요.

결론적으로, 가상 트윈은 이미 존재하며 공장의 문제를 모니터링, 진단 및 해결하는 데 유용한 도구가 될 수 있습니다. 미래에는 가상 현실을 활용하여 실제 현장 방문 없이 공장을 "방문"할 수 있으며, 이는 클린룸이나 소등 시설에 도움이 될 수 있습니다. 이러한 기술에 대한 투자는 프로젝트가 충분히 복잡하거나 규모가 클 때에만 가치가 있다는 점에 유의해야 합니다.

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