디지털 쌍둥이

디지털 쌍둥이 작동하는 원리는 무엇인가

디지털 쌍둥이는 물리적 객체를 정확하게 반영하기 위한 가상 모델이다. 연구 대상(예를 들어 풍력 터빈)에 중요한 기능과 관련된 다양한 센서가 장착될 것이다. 이 센서들은 에너지 출력, 온도, 날씨 조건 등과 같은 물리적 객체의 성능에 관한 데이터를 생성한다. 이 데이터는 프로세스 시스템으로 전달되어 디지털 복사본에 적용됩니다.

이러한 데이터를 얻으면 가상 모델은 시뮬레이션을 실행하고 성능 문제를 연구하며 가능한 개선 시나리오를 생성할 수 있습니다. 이 모든 것은 가치 있는 통찰을 얻고 원래 물리적 객체에 적용하기 위한 것이다.

디지털 쌍둥이 유형

디지털 쌍둥이는 제품의 확대 정도에 따라 여러 종류가 있다. 이 디지털 쌍둥이 사이의 가장 큰 차이점은 응용 분야에 있다. 동일한 시스템이나 프로세스에서 다른 종류의 디지털 쌍둥이가 동시에 존재하는 것은 흔하다. 우리는 다양한 종류의 디지털 쌍둥이를 살펴보고, 그들 사이의 차이점과 적용 방식을 알아보자.

구성 요소 쌍둥이/조립품 쌍둥이

구성 요소 쌍둥이는 디지털 쌍둥이의 기본 단위이며, 기능 구성 요소의 가장 작은 예입니다. 부품 쌍둥이는 대체로 동일하지만 중요성이 약간 떨어지는 부품에 속한다.

자산 쌍둥이

두 개 이상의 구성 요소가 함께 작동하면 소위 자산이 형성된다. 자산 쌍둥이를 통해 이러한 구성 요소의 상호 작용을 연구하고, 대량의 처리 가능한 성능 데이터를 만들어 실행 가능한 통찰로 변환할 수 있습니다.

시스템 쌍둥이 또는 단위 쌍둥이

추가 확대는 시스템 쌍둥이나 유닛 쌍둥이를 포함하며, 서로 다른 자산이 어떻게 모여 완전한 기능 시스템을 형성할 수 있는지를 보여준다. 시스템 쌍둥이를 통해 자산 간의 상호 작용을 볼 수 있고 성능 최적화에 대한 권고를 받을 수 있습니다.

프로세스 쌍둥이

프로세스 쌍둥이(거시적 차원의 확대)는 시스템이 어떻게 협동하여 전체 생산 시설을 구축할 수 있는지를 보여준다. 최고의 효율성을 위해 시스템이 동기화되는가? 또는 한 시스템의 지연이 다른 시스템에 영향을 미치는가? 프로세스 쌍둥이를 통해 전체 효율성에 최종적으로 영향을 미치는 정확한 시간 제어 시나리오를 결정할 수 있습니다.

디지털 쌍둥이 기술의 역사

1991 해에,David Gelernter 출판된 미러 세계(Mirror Worlds) 중에서 처음으로 디지털 쌍둥이 기술의 이념을 제시했다. 하지만, Michael Grieves 박사(당시 미시간 대학에서 교편을 잡았다)가 2002 디지털 쌍둥이 개념을 제조업에 처음으로 적용하고 디지털 쌍둥이 소프트웨어의 개념을 공식 발표했다. 결국,2010 NASA는 (NASA) 이런 John Vickers 디지털 쌍둥이라는 새로운 명어가 도입되었다.

하지만 사실 더 이전에 디지털 쌍둥이를 이용하여 물리적 객체를 연구하는 핵심 이념이 목격되었다. 사실, 지난 세기에는 60 연대,NASA 우주 탐사 임무에서 가장 먼저 디지털 쌍둥이 기술을 사용했는데, 비행하는 우주선마다 지상 버전을 정확하게 복제하여 NASA 승무원들은 연구하고 시뮬레이션하여 사용한다.

디지털 쌍둥이의 장점과 이점

연구 개발 촉진

디지털 쌍둥이를 이용하면 제품을 보다 효율적으로 연구하고 설계할 수 있으며 잠재적인 성능 결과와 관련된 대량의 데이터를 생성할 수 있다. 이 정보에 의해 얻은 통찰은 기업이 생산을 시작하기 전에 필요한 제품 개선을 할 수 있도록 도와준다.

효율성 향상

디지털 쌍둥이는 새로운 제품이 생산되어도 생산 시스템을 실제적으로 반영하고 모니터링하여 전체 제조 프로세스에서 최고의 효율성을 얻고 유지할 수 있도록 도와준다.

제품 수명 말기 관리

디지털 쌍둥이는 생명주기가 끝나고 재활용이나 다른 조치를 통해 최종 처리해야 하는 제품을 어떻게 처리할 것인지를 제조업체들이 결정할 수 있도록 도와준다. 디지털 쌍둥이를 사용함으로써 제조업자는 어떤 제품 재료를 재활용할 수 있는지 결정할 수 있다.

디지털 쌍둥이의 광범위한 응용

발전 설비

제트 엔진, 기관차 엔진, 발전용 증기 터빈을 포함한 대형 엔진은 디지털 쌍둥이를 사용하여 특히 정기적인 유지 보수 일정을 만드는 데 도움을 주는 활동에서 무궁무진한 혜택을 받는다.

구조체와 그 시스템

대형 건물이나 해상 시추 플랫폼과 같은 대형 물리적 구조물은 특히 설계 과정에서 디지털 쌍둥이를 통해 개선될 수 있다. 또한, 디지털 쌍둥이는 난방 에어컨과 같은 이러한 구조물의 체내에서 작동하는 시스템을 설계하는 데 매우 유용하다.

제조 과정

디지털 쌍둥이는 제품의 전체 수명 주기를 반영하기 위한 것이다; 따라서 디지털 쌍둥이는 제조의 모든 단계에서 설계부터 완성품에 이르기까지 제품 지침과 조언을 제공하는 것이 일반적입니다.

의료 서비스

디지털 쌍둥이를 사용하여 제품을 묘사하고 반영할 수 있는 것처럼, 의료 서비스를 받는 환자에게도 이 기술을 적용할 수 있다. 동일한 유형의 센서 데이터 시스템을 이용하여 다양한 건강 지표를 추적하고 중요한 통찰을 만들 수 있다.

자동차 산업

자동차는 여러 가지 복잡한 시스템을 대표하며, 디지털 쌍둥이는 자동차 설계에 광범위하게 사용되며, 차량 성능과 생산성을 향상시킬 수 있다.

도시 계획

토목 공학자들과 도시 계획 활동에 관여하는 다른 사람들은 디지털 쌍둥이를 사용함으로써 큰 도움을 받았다. 디지털 쌍둥이 실시간 표시 3D 그리고 4D 공간 데이터는 증강 현실 시스템을 다양한 내장형 환경에 통합할 수 있습니다.