Where Do Digital Twins Fit In?
운영 환경에서 가상 기술을 최대한 활용하는 방법
디지털 트윈(digital twin)은 사내 또는 클라우드에서 호스팅되는 실제 시설 또는 공장의 가상화된 복제물이다.
실시간 제어 시스템, 자산 관리 시스템, 역사학자, 직원/고객 상호작용 기록 및 기타 출처를 포함한 다수의 출처로부터 데이터를 수집한다. IoT 구현으로 점점 더 많은 데이터를 제공하게 되면서, 하이파이델리티 디지털 쌍둥이는 생성과 유지보수가 쉬워지고 있다.
기업들은 이러한 디지털 트윈를 사용하여 다양한 시나리오를 모델링함으로써 그들의 세계를 더 잘 이해하는데, 이 두 쌍둥이는 사후 대응적인 의사 결정 대신 능동적인 의사 결정을 하는 것을 목표로 한다.
그들은 디지털 트윈 내에서 시뮬레이션과 what-if 시나리오를 실행하고, 그 결과를 운영과 직원 기술을 향상시키는 데 사용함으로써 이것을 한다.
제조업체들은 공장 공정 등의 운영을 개선하고 공급망을 최적화하기 위해 디지털 트윈을 사용하는 경향이 있다.
디지털 트윈은 지속적인 운영을 개선하고 직원들을 훈련시키기 위해 고용되었을 때 가장 유익하지만, 현실 세계에 도입하기 전에 가상 세계에서 새로운 절차와 제품을 시험하는 데도 사용될 수 있다.
이를 통해 실제 생산 중이나 라이브 고객과의 작업 시설에서 실수를 하거나 오프라인에서 수정할 수 있어 위험을 줄일 수 있다.
AI 개선
디지털 트윈은 운영 모델을 만드는 데 필요한 고품질의 입력을 제공할 수 있다.
인공지능(AI), 머신러닝(machine learning) 등 첨단기술이 이 모델을 활용해 운영 개선을 제안한다.
작동이 개선되면 디지털 트윈도 개선되어 모델에 고품질의 입력을 제공하며, 이후 첨단 기술에서 이를 사용하여 추가적인 개선을 제안한다.
정제된 석유화학 제품을 생산하는 공장을 예로 들 수 있다.
이 공장들은 많은 복잡한 과정을 가지고 있는데, 대부분은 디지털 트윈으로 시뮬레이션할 수 있다.
이러한 프로세스는 종종 최상의 경우 생산량 감소, 다른 경우 다운타임 연장, 최악의 경우 안전사고 등으로 인해 위험하기 때문에 실제 구현 전에 시뮬레이션 환경에서 가능한 한 철저하게 개선 사항을 테스트해야 한다.
디지털 트윈은 전문가들이 현장 또는 먼 곳에서 작업을 검사할 수 있도록 한다.
어떤 공장들은 현장에서 필요한 전문지식을 가질 수 있고, 다른 회사들은 본사에 위치한 전문가들에게 의존할 수 있다. 이러한 공정의 상당수는 원자로와 같은 복잡한 기계를 수반하기 때문에, 공급자의 도움이 필요한 경우가 많으며, 이는 클라우드 기반의 가상 트윈을 회사 밖의 다른 자원에 제공함으로써 촉진될 수 있다.
제안된 개선안이 내부 및 외부 전문가에 의해 분석되고 시험되면, 발전소를 운영하는 제어실 운영자에게 새로운 절차가 만들어져야 한다. 이 절차는 가상 트윈을 사용하여 실제 구현 전에 운영자를 교육하는 방법으로 테스트할 수 있다.
예를 들어, 이전에 측정치를 사용할 수 없었기 때문에 조작자에 의해 수동 모드로 실행되었던 조작은 유추된 측정이라는 AI 기반 기법에 의해 생성된 입력을 이용하여 자동으로 전환되고 있다.
이 유추된 측정은 관련된 실제 측정의 조합에 기초하여 이루어지며, 폐쇄 루프 제어기에서 공정 변수로 사용된다.
이는 발전소 운영자에게 중요한 변화로, 디지털 트윈에서 실행하는 것은 추론된 측정과 그에 따른 자동 폐쇄 루프 제어에 대한 신뢰를 만들 수 있다.
이 시험과 시뮬레이션이 없다면, 운영자는 수동 제어에서 자동 제어로의 전환을 거부하거나, 이러한 개선사항을 잘못 이행하는 것으로 알려져 왔다.
디지털 트윈을 구현할 때 한 가지 주의할 점은 과도한 계산 및 운영 복잡성을 피하는 것이다.
계산상의 복잡성은 하드웨어 자원에 부담을 줄 수 있으며, 운영상의 복잡성은 모델을 만들고 유지하는 담당자를 압도할 수 있다. 모든 고급 소프트웨어 툴과 마찬가지로, 새로운 툴, 개선사항 및 기능을 추가하는 것이 복잡성을 크게 증가시키면서 한계적인 개선만을 초래하는 수익 감소 지점에 도달할 수 있다.
하지만 올바르게 구현되면, 디지털 트윈은 모든 IoT 구현의 핵심 부분이 될 수 있는데, 이는 기업들이 프로세스를 시뮬레이션하고 운영을 개선할 수 있게 하기 때문이다. 디지털 쌍둥이를 활용하면 기업들이 신입 사원을 양성하고 더 빠른 속도로 끌어올리는 동시에 개선책의 도입을 완화할 수 있다.
원본출처 : https://www.industryweek.com/technology-and-iiot/article/22026918/where-do-digital-twins-fit-in
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