디지털 트윈(이강욱 선임님)

[신기술 목차]

 

1. 현실세계 가상화, 디지털 트윈 (Digital Twin)

디지털 트윈과 제 4차 산업혁명 시대의 오퍼레이션

1) 정의

- 컴퓨터에 현실 사물의 쌍둥이를 만들고, 시뮬레이션함으로써 결과를 미리 예측하는 모델링 기술

2) 특징

구분	특징	설명
구현측면	복제성	물리 모델을 사이버에 그대로 구현
	재현성	관찰 후 생산현장 즉각적인 피드백
	추천성	의사결정 모수 등을 활용, 기대 결과 도출 또는 예측
운영측면	보존성	수집된 데이터와 분석한 데이터의 결과 등을 반영구적 보존
	가시성	분석된 데이터와 모델에 대한 Visualization
	분석 가능성	물리적인 자산의 현재 상태, 운영방식, 생산 스케줄 등 예측

2. 디지털 트윈 개념도 및 구성 기술

1) 디지털 트윈 개념도

디지털 트윈 개념도

2) 디지털 트윈 구성기술

구분	기술	설명
현실 세계	센서(sensor)	- 센서 데이터 및 메타 데이터 수집
	액츄에이터(actuator)	- 절삭/가공에 의한 마모도 및 공정 데이터 수집
	컨트롤러(controller)	- WPAN, PLC, Modbus, RS-232, RS-485 등 사용 가능
가상 세계	디지털 스레드	- 물리 자산의 디지털화
	가상공간 자산	- 디지털 자산에 대한 설계, 테스트, 피드백 가능
	3D 모델링	- 전체 공정의 디지털화 가능
현실/가상 통합	VR/AR 연계	- 현실세계와 가상세계의 연결 역할
	양방향 전달	- 제품에 대한 가상세계에서 다양한 테스트 가능
	공정제어	- 공정의 시뮬레이션 가능

3. 디지털 트윈 기술 진화단계

디지털 트윈의 기술 진화단

기술 단계	정의	설명
5단계	자율 (Autonomous)	개별 및 복합 디지털트윈에서 자율적으로 문제점을 인지하고 해결하여 물리대상 최적화
4단계	연합 (Federated)	최적화된 개별 물리대상들이 상호 연계된 복합 디지털 트윈 재구성 및 물리대상 상호운영 최적화
3단게	모의 (Modeling & Simulation)	디지털 트윈 모의결과를 적용한 물리대상 최적화
2단계	관제 (Monitoring)	디지털 트윈 기반 물리대상 모니터링 및 관계분석을 통한 제어
1단계	모사 (Mirroring)	물리대상을 디지털트윈으로 복제

 

4. 디지털 트윈의 활용분야

분 야	상세분야	사 례
제 조	디지털 제조 제조운영관리 공급망 계획 및 최적화	- 제품설계 검토, 예지보전 - 생산설비 설계/운영/유지보수 시뮬레이션 - 작업환경 시뮬레이션
에너지	디지털 발전소 에너지 소비 최적화	- 최대전력생산 발전 설비/단지 설계 - 생애주기 동안 전력생산 최적화 - 전력 소비량 예측 및 소비패턴 분석, 사용량 절감방안
도 시	도시 계획 및 운영	- 신도시 개발, 도시 재생사업을 위한 설계 - 교통/에너지/환경/재난/통신 등 모니터링, 시뮬레이션
물 류	물류운영현황 모니터링 및 최적화	- 컨테이너 터미널의 운영현황, 장비/차량상태 모니터링 - 물류창고 내부상황 실시간 관제

- 디지털 트윈 기술 발전으로 모든 산업에 융합 가